第三種電気主任技術者の過去問
平成30年度（2018年）
機械 問50

正解は3です。

a　（ ア ）と、負荷抵抗を接続した（ イ ）の等価回路は、電源からの電流が励磁電流と負荷電流に分かれるなど、原理及び構成に共通点が多い。相違点は、（ ア ）における二次側の負荷抵抗値が、滑りsによって変化するところである。
→変圧器・直流機・誘導機・同期機の中で、誘導機と変圧器は等価回路が似ています。
また、滑りが発生するものは誘導機のため、(ア)は「誘導電動機」、(イ)は「変圧器」となります。

b　磁束を与える界磁電流と、トルクに比例する電機子電流を独立して制御できる（ ウ ）は、広範囲な回転速度で精密なトルクの制御ができる。構造が簡単で丈夫なため広く使われている（ ア ）も、インバータを用いた制御によって、（ ウ ）と同様な運転特性をもたせることができる。
→磁束を与える界磁電流と、トルクに比例する電機子電流を独立して制御できるのは直流電動機です。よって（ウ）は「直流電動機」となります。

c　（ ウ ）と（ エ ）は、界磁電流で励磁を制御するなど、原理及び構成に共通点が多い。相違点は、（ エ ）の出力に負荷角が関与するところである。
→出力が負荷角により変化するのは同期電動機です。よって（エ）は「同期電動機」となります。

これらのことより、
3 .（ ア ）誘導電動機　（ イ ）変圧器　（ ウ ）直流電動機　（ エ ）同期電動機
が正解となります。

解答
a　(ア)「誘導電動機」と、負荷抵抗を接続した(イ)「変圧器」の等価回路は、電源からの電流が励磁電流と負荷電流に分かれるなど、原理及び構成に共通点が多い。相違点は、(ア)「誘導電動機」における二次側の負荷抵抗値が、滑りsによって変化するところである。
b　磁束を与える界磁電流と、トルクに比例する電機子電流を独立して制御できる(ウ)「直流電動機」は、広範囲な回転速度で精密なトルクの制御ができる。構造が簡単で丈夫なため広く使われている(ア)「誘導電動機」も、インバータを用いた制御によって、(ウ)と同様な運転特性をもたせることができる。
c　(ウ)「直流電動機」と(エ)「同期電動機」は、界磁電流で励磁を制御するなど、原理及び構成に共通点が多い。相違点は、(エ)「同期電動機」の出力に負荷角が関与するところである。

よって答えは3番の(ア)誘導電動機、(イ)変圧器、(ウ)直流電動機、(エ)同期電動機となります。

解説
誘導機と変圧器の等価回路は似ており、誘導機の二次側は回転子になりますので二次側が滑りsによって変化します。
直流機の中でも分巻式や他励式、複巻式は界磁電流と電機子電流を別に制御することが可能です。
誘導機はインバータを用いて速度制御を行うことが出来ます。インバータ制御では一次周波数制御やセルビウス方式となります。
同期機の出力P[W]は誘導起電力をE[V]、端子電圧を[V]、同期リアクタンスをX[Ω]、負荷角をδ[rad]としますと
P=EVsinδ/X[W]
で表されますので出力に負荷角が関与します。