クレーン・デリック運転士 過去問
令和3年(2021年)10月
問27 (原動機及び電気に関する知識 問27)

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問題

クレーン・デリック運転士試験 令和3年(2021年)10月 問27(原動機及び電気に関する知識 問27) (訂正依頼・報告はこちら)

クレーンの三相誘導電動機の速度制御方式などに関する記述として、適切でないものは次のうちどれか。
  • かご形三相誘導電動機では、極数変換により速度制御を行う場合は、速度比2:1の2巻線のものが多く用いられる。
  • 巻線形三相誘導電動機の電動油圧押上機ブレーキ制御は、機械的な摩擦力を利用して制御するため、ブレーキライニングの摩耗を伴う。
  • かご形三相誘導電動機で、電源電圧をそのまま電動機の端子にかけて始動させることを全電圧始動という。
  • 巻線形三相誘導電動機の二次抵抗制御は、固定子の巻線に接続した抵抗器の抵抗値を変化させて速度制御するもので、始動時に緩始動ができる。
  • かご形三相誘導電動機のインバーター制御は、電源の周波数を周波数変換器で変えて電動機に供給し回転数を制御するもので、精度の高い速度制御ができる。

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この過去問の解説 (3件)

01

答えは(4)です。

解説

1.「かご形三相誘導電動機では、極数変換により速度制御を行う場合は、速度比2:1の2巻線のものが多く用いられる。」は正しいです。

2.「巻線形三相誘導電動機の電動油圧押上機ブレーキ制御は、機械的な摩擦力を利用して制御するため、ブレーキライニングの摩耗を伴う。」は正しいです。

3.「かご形三相誘導電動機で、電源電圧をそのまま電動機の端子にかけて始動させることを全電圧始動という。」は正しいです。

4.「巻線形三相誘導電動機の二次抵抗制御は、固定子の巻線に接続した抵抗器の抵抗値を変化させて速度制御するもので、始動時に緩始動ができる。」は誤りです。

回転子の巻線に接続した抵抗器の抵抗値を変化させて速度制御します。

5.「かご形三相誘導電動機のインバーター制御は、電源の周波数を周波数変換器で変えて電動機に供給し回転数を制御するもので、精度の高い速度制御ができる。」は正しいです。

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02

クレーンの三相誘導電動機の速度制御方式などに関する問題です。

中々覚えにくい内容ですが、この問題も出題率が高いので、押さえておく必要があります。

選択肢1. かご形三相誘導電動機では、極数変換により速度制御を行う場合は、速度比2:1の2巻線のものが多く用いられる。

正しい記述です。

かご形三相誘導電動機では、極数変換により速度制御を行う場合は、速度比2:1の2巻線のものが多く用いられます。

この2:1の比率は覚えておきましょう。

選択肢2. 巻線形三相誘導電動機の電動油圧押上機ブレーキ制御は、機械的な摩擦力を利用して制御するため、ブレーキライニングの摩耗を伴う。

正しい記述です。

巻線形三相誘導電動機の電動油圧押上機ブレーキ制御は、機械的な摩擦力を利用して制御するため、ブレーキライニングの摩耗を伴います。

選択肢3. かご形三相誘導電動機で、電源電圧をそのまま電動機の端子にかけて始動させることを全電圧始動という。

正しい記述です。

かご形三相誘導電動機で、電源電圧をそのまま電動機の端子にかけて始動させることを全電圧始動といいます。

他にはスターデルタ始動や直入始動などあります。

 

選択肢4. 巻線形三相誘導電動機の二次抵抗制御は、固定子の巻線に接続した抵抗器の抵抗値を変化させて速度制御するもので、始動時に緩始動ができる。

巻線形三相誘導電動機の二次抵抗制御は、固定子ではなく回転子の巻線に接続した抵抗器の抵抗値を変化させて速度制御するものとなります。

選択肢5. かご形三相誘導電動機のインバーター制御は、電源の周波数を周波数変換器で変えて電動機に供給し回転数を制御するもので、精度の高い速度制御ができる。

正しい記述です。

かご形三相誘導電動機のインバーター制御は、電源の周波数を周波数変換器で変えて電動機に供給し回転数を制御するもので、精度の高い速度制御ができます。

まとめ

それぞれの電動機の制御は重要な内容なので、正しく理解しておきましょう。

参考になった数2

03

クレーンのモーター制御は、少し専門的な用語が多くて戸惑うかもしれません。

 

この問題を解く鍵は、「二次抵抗制御」の仕組みを正しく理解しているかどうかです。

 ・巻線形(まんせんけい)モーター:回転する部分(ローター)にもコイルが巻いてあります。

 ・二次側(回転子):ここに抵抗器をつなぐことで、速度をコントロールします。

 ・一次側(固定子):ここに抵抗をつなぐ制御(一次電圧制御)もありますが、一般的ではありません。

 

「抵抗器はどこにつなぐのか?」という点に注目して解説します。

選択肢1. かご形三相誘導電動機では、極数変換により速度制御を行う場合は、速度比2:1の2巻線のものが多く用いられる。

× 正しい記述です。

 

かご形モーター(安くて丈夫なモーター)の速度を変えるためのシンプルな方法です。

スイッチ一つで極数(ポール数)を切り替えることで、「高速」と「低速」の2段階に変速できます。

一般的に、速度比が2:1(例:高速が低速の2倍)になるように巻線が組まれています。

微調整はできませんが、安価で確実な方法です。

選択肢2. 巻線形三相誘導電動機の電動油圧押上機ブレーキ制御は、機械的な摩擦力を利用して制御するため、ブレーキライニングの摩耗を伴う。

× 正しい記述です。

 

ブレーキを半効き状態(引きずり状態)にして、ゆっくり下ろす制御方法です。

物理的なブレーキライニング(摩擦材)をドラムに押し付けて、その摩擦力でスピードを抑えます。

こすり合わせているので、ブレーキライニングはどんどん摩耗します。

熱も持ちやすいので、連続使用には向きません。


 

選択肢3. かご形三相誘導電動機で、電源電圧をそのまま電動機の端子にかけて始動させることを全電圧始動という。

× 正しい記述です。

 

何の工夫もなく、いきなり定格電圧(全電圧)をドン!と加えて回し始める方法です。

モーターにとっては一番シンプルですが、始動時に大きな電流(定格の5~8倍)が流れるため、電灯がちらつくなどの影響が出ることがあります。

小さなモーターでよく使われます。

選択肢4. 巻線形三相誘導電動機の二次抵抗制御は、固定子の巻線に接続した抵抗器の抵抗値を変化させて速度制御するもので、始動時に緩始動ができる。

〇 誤った記述(正解)です。

 

「二次抵抗制御」とは、その名の通り「二次側(回転子)」の巻線に抵抗器をつないで制御する方式です。

記述には「固定子の巻線に接続した」とありますが、固定子は「一次側」です。

一次側(固定子)ではなく、回転子(二次側)につなぐのが正解です。

この方式は、抵抗値を変えることで滑らかにスタート(緩始動)できるのが特徴です。

選択肢5. かご形三相誘導電動機のインバーター制御は、電源の周波数を周波数変換器で変えて電動機に供給し回転数を制御するもので、精度の高い速度制御ができる。

× 正しい記述です。

 

現在主流の高性能な制御方式です。

インバーター装置を使って、電気の「周波数(Hz)」と電圧を自由自在に変えることで、モーターの回転数を細かくコントロールします。 

荷物の揺れを抑えたり、ミリ単位の位置合わせをしたりと、非常に精度の高い運転が可能です。

まとめ

【重要ポイントのおさらい】

・二次抵抗制御:抵抗器をつなぐのは回転子(二次側)。(固定子ではない!)

・インバーター制御周波数を変えて制御する。

・全電圧始動:いきなり全開で電気を入れる。(直入れ)

・極数変換2対1の2段変速。(かご形)

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