クレーン・デリック運転士 過去問
令和4年(2022年)4月
問27 (原動機及び電気に関する知識 問27)
問題文
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問題
クレーン・デリック運転士試験 令和4年(2022年)4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)
- かご形三相誘導電動機では、電源回路にリアクトルやサイリスターを挿入し電動機の始動電流を抑えて、緩始動を行う方法がある。
- 巻線形三相誘導電動機のダイナミックブレーキ制御は、巻下げの速度制御時に電動機の一次側を交流電源から切り離し、一次側に直流電源を接続して通電し、直流励磁を加えることにより制動力を得るもので、つり荷が極めて軽い場合でも低速で荷の巻下げができる特長がある。
- 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、ブレーキドラムが過熱することがある。
- かご形三相誘導電動機のインバーター制御は、インバーター装置により電源の周波数をや電圧を変えて電動機に供給し、速度制御を行うものである。
- 巻線形三相誘導電動機の二次抵抗制御は、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で、始動時には二次抵抗を全抵抗挿入状態から順次短絡することにより、緩始動することができる。
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この過去問の解説 (3件)
01
適切でないものは
「巻線形三相誘導電動機のダイナミックブレーキ制御は、巻下げの速度制御時に電動機の一次側を交流電源から切り離し、一次側に直流電源を接続して通電し、直流励磁を加えることにより制動力を得るもので、つり荷が極めて軽い場合でも低速で荷の巻下げができる特長がある。」です。
クレーンの電動機の速度制御方式や特徴について、それぞれの記述を確認します。
この記述は正しいです。
かご形三相誘導電動機では、始動時の急激な電流増加を防ぐため、リアクトルやサイリスターを用いて緩やかに始動する方法が一般的です。
この記述は誤りです。
ダイナミックブレーキ制御は、直流励磁を加えて制動力を得る方法ですが、つり荷が軽い場合に制動が過剰になり、不安定になる可能性があるため、低速で安定して巻下げを行うのは難しいでしょう。
この記述は正しいです。
機械的な摩擦力を利用するため、頻繁な使用や長時間の作業でブレーキドラムが過熱することがあります。これを防ぐための冷却対策が必要です。
この記述は正しいです。
インバーター制御は、電源周波数や電圧を調整することで速度制御を行う方式で、かご形三相誘導電動機の柔軟な制御に使用されます。
この記述は正しいです。
二次抵抗制御は、巻線形三相誘導電動機の代表的な速度制御方法です。始動時には抵抗値を大きくしてトルクを高め、その後抵抗値を下げることで緩やかに速度を上げます。
速度制御方式にはさまざまな種類がありますが、それぞれの特徴や利点、制約を正確に理解することが重要です。特にダイナミックブレーキ制御の適用範囲や特徴に関する誤解は、運転の安全性に影響するため注意が必要です。
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02
クレーンの電動機の速度制御方式などに関する問題です。
ブレーキに関する内容は、事故などにつながる重要な部分なので、忘れないようにしましょう。
正しい記述です。
かご形三相誘導電動機では、電源回路にリアクトルやサイリスターを挿入し電動機の始動電流を抑えて、緩始動を行う方法があります。
巻線形三相誘導電動機のダイナミックブレーキ制御は、つり荷が極めて軽い場合では荷の巻下げが出来ない仕様となっています。
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、ブレーキドラムが過熱することがあります。
そのため、定期的な点検が必要となります。
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、インバーター装置により電源の周波数をや電圧を変えて電動機に供給し、速度制御を行うものとなります。
正しい記述です。
巻線形三相誘導電動機の二次抵抗制御は、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で、始動時には二次抵抗を全抵抗挿入状態から順次短絡することにより、緩始動することができます。
ブレーキ制御は正しく理解していないと、実際の作業中に大きな事故に関わるので、注意して下さい。
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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、「ダイナミックブレーキ(発電制動)」の特徴を正しく理解しているかどうかです。
・ダイナミックブレーキ:モーターを発電機にして、その負荷でブレーキをかける。
・特徴:重い荷物はよく効くが、軽い荷物(空荷)にはほとんど効かない。
「軽い荷物でも低速で下ろせる」という夢のようなブレーキではない、という点に注目してください。
× 正しい記述です。
かご形モーターは、いきなり全電圧をかけると大きな始動電流が流れてしまいます。
それを抑えるために、電源回路に「リアクトル(コイル)」や「サイリスター(半導体)」を挿入して、電圧を少し下げてスタートさせる方法(ソフトスタート)があります。これを「一次電圧制御」とも言います。
〇 誤った記述(正解)です。
ダイナミックブレーキは、モーターの一次側(固定子)に直流を流して磁石にし、回転子(二次側)で発電させることでブレーキ力を得る方式です。
しかし、このブレーキ力は「回転速度」や「荷物の重さ」に比例します。
つまり、荷物が軽いとブレーキ力が弱く、空荷などを低速で下ろすことは困難です。
「つり荷が極めて軽い場合でも低速で荷の巻下げができる」という記述は、ダイナミックブレーキの弱点を無視した誤りです。
× 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。
当然、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、過熱します。
そのため、連続使用には向きません。
× 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。
× 正しい記述です。
巻線形モーターの基本制御です。
回転子(二次側)につながった抵抗器の抵抗値を大きくすると、始動トルクは大きくなり、電流は小さくなります。
始動時に抵抗を最大(全抵抗挿入)にしておき、徐々に抵抗を減らしていく(短絡していく)ことで、ショックのない滑らかなスタート(緩始動)ができます。
【重要ポイント】
ダイナミックブレーキ:軽い荷物には効かない。(低速運転が難しい)
電動油圧押上機ブレーキ:摩擦熱が出る。(過熱する)
インバーター制御:周波数を変えて制御する。
二次抵抗制御:抵抗を大きくしてスタートすると緩始動できる。
「ダイナミック(発電)ブレーキは、重い荷物ほどよく効くけど、軽いとスカスカ」。
この特性を覚えておけば、現場でも適切なブレーキ操作ができます。
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