【完全図解】スター結線とデルタ結線の違い｜Y結線・Δ結線の特徴とメリット・デメリットを徹底比較【電験三種対策】

😣 こんな悩みはありませんか？

スター結線とデルタ結線の違いがよくわからない…
√3倍とか1/√3倍とか、どっちがどっちか混乱する
Y-Δ始動法って何のためにあるの？
パワエレ機器ではどちらを選べばいいの？

✅ この記事でわかること

スター結線・デルタ結線の構造を「水道管」でイメージ理解
線間電圧・相電圧・線電流・相電流の関係を完全マスター
それぞれのメリット・デメリットを比較表で整理
パワエレ機器・変圧器・モーターでの使い分け

「スター結線？デルタ結線？どっちがどっちだっけ…」

電験三種や実務で必ず出てくるこの2つの結線方式。
√3という数字が出てきた瞬間に混乱する人も多いのではないでしょうか？

この記事では、スター結線とデルタ結線の違いを「水道管」のイメージで直感的に理解できるよう解説します。
パワエレ機器での使い分けまで、この1記事で完全マスターしましょう。

そもそも三相交流とは？｜なぜ結線方式が必要なのか
- 三相交流の基本
- 用語の整理：線間電圧・相電圧・線電流・相電流
スター結線（Y結線）とは？｜「中心で合流」する結線
デルタ結線（Δ結線）とは？｜「三角形でループ」する結線
スター結線 vs デルタ結線｜徹底比較表
- 電圧・電流・出力の比較
- 覚え方のコツ
パワエレ機器での使い分け｜どちらを選ぶべきか？
まとめ｜Y結線とΔ結線は「場面で使い分け」
- 📚 次に読むべき記事

そもそも三相交流とは？｜なぜ結線方式が必要なのか

三相交流の基本

家庭のコンセントは「単相交流」ですが、工場やビルでは「三相交流」が使われています。
三相交流とは、位相が120°ずつずれた3つの交流電圧を組み合わせたものです。

💡 三相交流のメリット
・電力伝送効率が良い（銅線の量を減らせる）
・回転磁界を作れる（モーターに最適）
・電力の脈動が少ない（安定した出力）

この3つの交流電源を「どうつなぐか」によって、スター結線とデルタ結線の2種類があります。

用語の整理：線間電圧・相電圧・線電流・相電流

結線方式を理解する前に、4つの用語を押さえておきましょう。

用語	記号	意味
線間電圧	V_L	電線と電線の間の電圧（外部から見た電圧）
相電圧	V_P	各コイル（相）にかかる電圧
線電流	I_L	電線を流れる電流（外部から見た電流）
相電流	I_P	各コイル（相）を流れる電流

⚠️ 混同注意！
「線」＝外部から見た値（電線に関係）
「相」＝内部のコイルにかかる値

結線方式によって、「線」と「相」の関係が変わります！

スター結線（Y結線）とは？｜「中心で合流」する結線

スター結線の構造

スター結線（Y結線・星形結線）は、3つのコイルの一端を1点に接続する方式です。
形がアルファベットの「Y」や星（☆）に見えることから、この名前がついています。

スター結線（Y結線）のイメージ

⭐

3つのコイルが
中心で合流

→

コイルa ─┐
コイルb ─┼─ N（中性点）
コイルc ─┘

たとえ話：「水道管が中央で合流」

スター結線を「水道管」でイメージしてみましょう。

3本の水道管（コイル）が、中央の分岐点（中性点）で合流しています。
外部から見ると3本の端子（U, V, W）があり、中央には共通の「中性点N」があります。

💡 ポイント
スター結線の最大の特徴は「中性点N」が存在すること！
この中性点を接地（アース）することで、安全性が向上します。

スター結線の電圧・電流の関係

スター結線では、以下の関係が成り立ちます。

📐 スター結線の公式

線間電圧 V_L = √3 × 相電圧 V_P

線電流 I_L = 相電流 I_P

なぜ電圧が√3倍になるのか？

線間電圧は「2つのコイルの電圧の差」です。
120°位相がずれた2つの相電圧をベクトル的に引き算すると、大きさが√3倍になります。

一方、電流は「コイルをそのまま通過」するので、線電流＝相電流（等しい）です。

スター結線のメリット・デメリット

✅ メリット	❌ デメリット
① 中性点を接地できる → 異常電圧を逃がし、安全性向上 ② 相電圧が低い → コイルの絶縁が楽（1/√3倍） ③ 始動電流を抑制できる → Y-Δ始動法で活用	① 出力が小さい → 同じ電圧ではΔ結線の1/3 ② 第3高調波の問題 → 波形がひずむことがある ③ 1相故障で全停止 → 冗長性がない

デルタ結線（Δ結線）とは？｜「三角形でループ」する結線

デルタ結線の構造

デルタ結線（Δ結線・三角結線）は、3つのコイルを三角形状に接続する方式です。
ギリシャ文字の「Δ（デルタ）」に似た形からこの名前がついています。

デルタ結線（Δ結線）のイメージ

🔺

3つのコイルが
三角形でループ

→

     U
   ／＼
コイルa  コイルc
／────＼
V ─コイルb─ W

たとえ話：「水道管が環状につながる」

デルタ結線を「水道管」でイメージしてみましょう。

3本の水道管（コイル）が、端と端で三角形状につながっています。
中央に合流点はなく、水（電流）は三角形の中をぐるぐる循環できます。

⚠️ 注意
デルタ結線には中性点がありません。
そのため、中性点接地ができないという特徴があります。

デルタ結線の電圧・電流の関係

デルタ結線では、以下の関係が成り立ちます。

📐 デルタ結線の公式

線間電圧 V_L = 相電圧 V_P

線電流 I_L = √3 × 相電流 I_P

スター結線と逆！
デルタ結線では電圧が等しく、電流が√3倍になります。

なぜ電流が√3倍になるのか？

各端子から流れ出る線電流は、「2つの相電流のベクトル差」です。
120°位相がずれた2つの相電流を合成すると、大きさが√3倍になります。

デルタ結線のメリット・デメリット

✅ メリット	❌ デメリット
① 出力が大きい → 同じ電圧でY結線の3倍 ② 第3高調波を還流 → ループ内で打ち消し合う ③ 1相故障でも運転可能 → V結線で継続運転（容量は低下）	① 中性点がない → 接地ができず、異常電圧に弱い ② 相電圧が高い → コイルの絶縁が大変 ③ 始動電流が大きい → 電源への負担が大きい

💡 第3高調波の還流とは？
三相交流には「第3高調波」というノイズ成分が含まれます。
デルタ結線では、この第3高調波が三角形のループ内をぐるぐる循環し、
外部に出ていきません。これにより波形のひずみを抑制できます。

スター結線 vs デルタ結線｜徹底比較表

電圧・電流・出力の比較

項目	スター結線（Y）	デルタ結線（Δ）
形状	⭐ 星形（中心で合流）	🔺 三角形（ループ）
線間電圧 V_L	√3 × V_P	V_P（等しい）
線電流 I_L	I_P（等しい）	√3 × I_P
中性点	あり ✅	なし ❌
出力（同じ電圧で比較）	小さい（Δの1/3）	大きい ✅
始動電流	小さい ✅	大きい
絶縁	有利 ✅（相電圧が低い）	不利（相電圧が高い）
第3高調波	外部に流出	ループ内で還流 ✅
1相故障時	全停止	V結線で継続可 ✅

覚え方のコツ

💡 √3の位置を覚える語呂合わせ
「Y（ワイ）は電圧、Δ（デルタ）は電流が√3倍」

Yは細長い（電圧＝長さ方向）→ 線間電圧が√3倍
Δは太い三角形（電流＝太さ方向）→ 線電流が√3倍

パワエレ機器での使い分け｜どちらを選ぶべきか？

変圧器での使い分け

変圧器では、一次側と二次側で異なる結線方式を組み合わせることがあります。

結線の組み合わせ	特徴・用途
Y-Y結線	中性点接地が可能。ただし第3高調波の問題あり。送電系統で使用。
Δ-Δ結線	第3高調波を還流。1台故障でもV結線で運転可。配電用に多い。
Y-Δ結線	一次側で中性点接地、二次側で第3高調波還流。最も一般的。
Δ-Y結線	昇圧用に使用。二次側に中性点。

誘導電動機（モーター）での使い分け：Y-Δ始動法

誘導電動機の始動時には、定格電流の5〜7倍もの始動電流が流れます。
これを抑制するのが「Y-Δ始動法」です。

⭐

始動時

Y結線
（電流1/3）

→

🔺

運転時

Δ結線
（フルパワー）

始動時はY結線にして始動電流を1/3に抑制し、
回転数が上がったらΔ結線に切り替えてフルパワーで運転します。

インバータ・コンバータでの使い分け

パワーエレクトロニクス機器（インバータ・コンバータ）では、用途に応じて結線方式を選択します。

用途	推奨結線	理由
高電圧系統との接続	Y結線	相電圧が低くなり、絶縁が有利。中性点接地で安全性向上。
大電流が必要な負荷	Δ結線	出力が大きく、大電流を供給可能。
高調波対策が必要	Δ結線	第3高調波をループ内で還流し、系統への影響を低減。
冗長性が必要	Δ結線	1相故障でもV結線で継続運転可能。