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第三種電気主任技術者の過去問「第38654問」を出題

問題

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次の文章は、同期電動機の特性に関する記述である。記述中の空白箇所の記号は、図中の記号と対応している。

図は同期電動機の位相特性曲線を示している。形がVの字のようになっているのでV曲線とも呼ばれている。横軸は(ア)、縦軸は(イ)で、負荷が増加するにつれ曲線は上側へ移動する。図中の破線は、各負荷における力率(ウ)の動作点を結んだ線であり、この破線の左側の領域は(エ)力率、右側の領域は(オ)力率の領域である。

上記の記述中の空白箇所(ア)、(イ)、(ウ)、(エ)及び(オ)に当てはまる組合せとして、正しいものを次の( 1 )~( 5 )のうちから一つ選べ。
問題文の画像
   1 .
(ア)電機子電流 (イ)界磁電流  (ウ)1 (エ)遅れ (オ)進み
   2 .
(ア)界磁電流  (イ)電機子電流 (ウ)1 (エ)遅れ (オ)進み
   3 .
(ア)界磁電流  (イ)電機子電流 (ウ)1 (エ)進み (オ)遅れ
   4 .
(ア)電機子電流 (イ)界磁電流  (ウ)0 (エ)進み (オ)遅れ
   5 .
(ア)界磁電流  (イ)電機子電流 (ウ)0 (エ)遅れ (オ)進み
( 第三種 電気主任技術者試験 平成28年度(2016年) 機械 )

この過去問の解説 (2件)

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V曲線は前提条件として、
電源電圧Vと出力Pが一定です。
このときの界磁電流Ifと電機子電流Iaの関係を表しています。

横軸が界磁電流、縦軸が電機子電流となり
界磁電流を大きくしていくほど、電機子に進み電流が流れます。
遅れ電流が多く流れていたところに、
進み電流が流れ込んでいくため、全体の電機子電流は小さくなります。
遅れ電流が進み電流に変わるとき、V字の底となりかつ電機子電流の最小値となります。
つまり力率が0の時、V字のように折り返す曲線となります。

以上のことから
アは界磁電流
イは電機子電流
ウは力率0
エは遅れ
オは進み


選択肢は2.です。
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ここでは、より一般的な回転界磁形の同期電動機の場合で考えます。

同期電動機の位相特性曲線(V曲線)は、界磁電流(回転する電磁石に流す電流)と電機子電流(回転磁界を作る固定子に流す電流)の関係を表します。定電圧電源に接続(端子電圧が一定)した同期電動機の機械的出力を一定として、界磁電流(横軸)を徐々に増加させると、問題の図のように、電機子電流(縦軸)ははじめ低下した後、途中から増加します。その軌跡がVの形になる事からV曲線とも言われます。


従いまして、(ア)には「界磁電流」が、(イ)には「電機子電流」が入ります。

また、同期電動機の場合、電機子電流が最小の場所(図中V字の先端)が力率1となり、端子電圧と電機子電流の位相が同じになります。そして、そこから界磁電流が増加すると(図中V字の先端から右側にシフトすると)、端子電圧に対して電機子電流が進み、進み力率となります。逆に界磁電流が減少すると(図中V字の先端から左側にシフトすると)、端子電圧に対して電機子電流が遅れ、遅れ力率になります。

従いまして、(ウ)には「1」が、(エ)には「遅れ」が、(オ)には「進み」が入ります。
以上より、正解は2.となります。
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