３相の機器で、1線断線すると壊れるわけ？

質問

モーターやポンプ等の３相の機器で、１線が断線すると
機器が壊れる（線が焼ける？）って聞いたことがあります。
恐らく断線前より電流が多く流れるのかと思いますが、
なぜなんですか？多く流れるなら、断線前の何倍流れる
んですか？

私が思うに、インピーダンスが変わらなければ
電流は変わらないのかなーーなんて思うんですが・・。

または、Ｐが一定だとすれば断線前は
　Ｐ＝1.73×ＶＩcosθ
とすれば、１線断線するとパワーは
　ＶＩcosθしかないので同じＰにするには
Ｉを1.73倍することになるのかなーー
なんて思います。

違いますか？

回答No.3

foobar

もう一点別のケース。
回転中の電動機で一線断線した場合
電動機には単相電圧が加わります
単相の電圧は、正向きの三相電圧と逆回転の三相電圧に分解できます
で、逆回転の電圧に対しては、電動機は逆回転していることになって
（誘導機だと非常に大きなすべりになって、同機器だと脱調状態になって）過大な電流が流れます

回答No.2

foobar

極大まかには、
モータが回転しているときには、内部で回転速度に相当する起電力Eが発生しています。
このとき、モータに流れる電流Iは概略
I=(V-E)/Z
V:電源電圧、Z:巻線の抵抗、モータの二次抵抗、漏れインピーダンスなど
になっています。（厳密には、もうひとつ励磁電流の成分があるのですが省略）
通常の運転状態（三相誘導機ですべりが数%）だと、EはVに対して95%程度の電圧になっていて、電流は小さく抑えられています。
（等価回路的には、モータの二次抵抗が(1/すべり)倍になっている。)

ところが、一線断線などでモータが停止すると、E=0になり、電流が過大になって、巻線の焼損に至ります。

回答No.1

oyaoya65

3相のモーター（ポンプのモーターも同じ）は回転することで各相のインピーダンス(ｒ＋i 2πfL)が発生します。
巻き線抵抗rは インダクタンスの交流負荷2πfLに対して、回転中は殆ど無視できます。
ところが、1相が断線すると、モーターの50Hzまたは60Hzの回転磁界ができず、モーターの回転ができません。モーターが回転できないと各相のコイルのインピーダンスの「i 2πfL」分がなくなり、コイルの直流分だけになります。
回転時の力率（電圧と電流の位相差θのCosをとったCosθ）＝Cos 2πfL/r≒0）が回転が止まるとCos 0/r≒1になって殆どモーターの巻き線の直流抵抗rだけになり、非常に大きな電流E/rが断線していない相の巻き線に流れ、巻き線の過大電流で巻き線が発熱し、その結果巻き線がショートにモーターが焼きついて壊れます。
この状態は、3相や単相交流モーターに過大負荷（モーターを回転させない程の大きな負荷）が接続された時も、回転しないためモーターのインダクタンスのインピーダンス分が発生せず、巻き線抵抗分だけになって過大電流がながれてモーター（の巻き線）が過熱しモーターの焼きつきが発生します。モーターの起動時に人手で回転を助けてやり、回転を始めてしまいさえすれば電流は急激に減少します。結果として焼きつかなくなります。私もこういったことは実際にモータを使ってベルトで回転機械を駆動する時に、回転はじめだけベルトを引っ張って回転の始動を助けてやることを何度も体験してきました。

3相モーターの相の配線が一相でも断線したり、回転しない時は直ぐスイッチを切らないとモーターが焼きつきます。モーターのスイッチを入れるときは回転の始動を確認するまではスイッチから手を離していけませんね。直ぐスイッチを切ることができるように備えているためです。モーターは焼きつくと修理不能で、新品に交換するしか方法はありませんね。