第三種電気主任技術者の過去問
令和5年度（2023年）上期
機械 問7
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問題
第三種 電気主任技術者試験 令和5年度（2023年）上期 機械 問7 （訂正依頼・報告はこちら）
電動機と負荷の特性を、回転速度を横軸、トルクを縦軸に描く、トルク対速度曲線で考える。電動機と負荷の二つの曲線がどのように交わるかを見ると、その回転数における運転が安定か不安定かを判定することができる。誤っているものを次のうちから一つ選べ。
- 負荷トルクよりも電動機トルクが大きいと回転は加速し、反対に電動機トルクよりも負荷トルクが大きいと回転は減速する。回転速度一定の運転を続けるには、負荷と電動機のトルクが一致する安定な動作点が必要である。
- 巻線形誘導電動機では、回転速度の上昇とともにトルクが減少するように、二次抵抗を大きくし、大きな始動トルクを発生させることができる。この電動機に回転速度の上昇とともにトルクが増える負荷を接続すると、両曲線の交点が安定な動作点となる。
- 電源電圧を一定に保った直流分巻電動機は、回転速度の上昇とともにトルクが減少する。一方、送風機のトルクは、回転速度の上昇とともにトルクが増大する。したがって、直流分巻電動機は、安定に送風機を駆動することができる。
- かご形誘導電動機は、回転トルクが小さい時点から回転速度を上昇させるとともにトルクが増大、最大トルクを超えるとトルクが減少する。この電動機に回転速度でトルクが変化しない定トルク負荷を接続すると、電動機と負荷のトルク曲線が2点で交わる場合がある。この場合、加速時と減速時によって安定な動作点が変わる。
- かご形誘導電動機は、最大トルクの速度より高速な領域では回転速度の上昇とともにトルクが減少する。一方、送風機のトルクは、回転速度の上昇とともにトルクが増大する。したがって、かご形誘導電動機は、安定に送風機を駆動することができる。
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この過去問の解説 （2件）
01
以下に解説します。
【誤り】
加速時と減速時によって安定な動作点が変わるとの記載がありますが、減速時のみです。
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02
電動機と負荷のトルク対速度曲線に関して二つの曲線が交わる点における安定か不安定かを判定する問題となります。
各電動機の特性曲線が理解できているかがポイントとなります。
各選択肢を見ていきましょう。
問題文の記述通り負荷トルクよりも電動機トルクが大きいと回転は加速し、反対に電動機トルクよりも負荷トルクが大きいと回転は減速します。お互いのトルクが一致する点が安定的な動作点と言えます。なのでこの記述は適切です。
三相誘導電動機では二次抵抗を加減する事ですべりを変化させて速度を調整します。
三相誘導電動機の種類の中でも巻線形誘導電動機は外部抵抗を接続する事が出来るので、大きな始動トルクを発生させることができます。この巻線形誘導電動機とは逆の性質を持つ電動機を接続する事で、トルク特性曲線における交点は釣り合った状態といえ、安定な動作点と言えます。
なのでこの記述は適切です。
直流分巻電動機は負荷の変化に対して回転速度はほぼ一定となりますが、トルクは回転速度が上昇すると減少します。送風機のトルクは、回転速度の上昇とともにトルクが増大します。
なので電動機と送風機のトルクは交わるので安定的に駆動する事が出来ます。
なのでこの記述は適切です。
かご形誘導電動機は最大トルクを超えると回転速度が減少しトルクも減少します。この最大の点を停動トルクと言います。この電動機に回転速度でトルクが変化しない定トルク負荷を接続すると、電動機と負荷のトルク曲線の交わる点は2点ありますが、速度の変化に対して動作点は安定しません。最大トルク(停動トルク)を超えた領域では安定しますが、最大トルクに達するまでの加減状態では不安定な動作となります。なのでこの記述は不適切です。
かご形誘導電動機の特徴として最大トルク(停動トルク)に達すると回転速度は減少するので、トルクも同じく減少します。送風機のトルクは記述通り、回転速度の上昇とともにトルクが増大します。なのでかご形誘導電動機の負荷トルクとして送風機を用いた場合、二つの曲線の交点で釣り合った点がトルク差がなくなるので送風機を安定的に駆動する事が出来ます。
なのでこの記述は適切です。
この問題は特性曲線のグラフなどは示されていないので、文章を読んで特性曲線を描けるかがポイントなりますので、各電動機の特性曲線は詳しく学習することをお薦め致します。
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