第三種電気主任技術者（電験三種） 過去問
令和5年度（2023年）上期
問53 (機械 問11)

この問題は電動機応用に関する計算問題となります。

まずは問題の条件を整理していきます。

・電動機の回転速度n_m＝1150min⁻¹

・電動機のトルクT_m＝100N･m

・減速機の減速比＝8

・効率η＝0.95

求めていくのは、負荷の回転速度n_L［min⁻¹］、軸トルクT_L［N･m］及び軸入力P_L［kW］の値となります。

ここで減速比は以下のような関係性が成り立ちます。

・減速比＝電動機の回転速度n_m/負荷の回転速度n_L‥①

この①式の関係性から負荷の回転速度n_L［min⁻¹］を求めます。

・8＝1150min⁻¹/n_L［min⁻¹］

・n_L＝1150/8＝143.75≒143.8［min⁻¹］

続いてT_L：n_L＝T_m：n_mの比の関係性より軸トルクT_L［N･m］を求めます。

・T_L＝T_m×n_m/n_L＝100×1150/143.8≒799.7［N･m］

上記の値に効率η＝0.95を乗じます。

・軸トルクT_L＝799.7×0.95＝759.72≒760［N･m］

最後に軸入力P_L［kW］を求めます。

・P_L＝ω×T_Lより。(ω＝2πN/60)

・P_L＝2×π×143.8×760/60≒11.4［kW］

組合せはn_L＝143.8［min⁻¹］、T_L＝760［N･m］、P_L＝11.4［kW］となります。

電動機と減速機を組み合わせた負荷の駆動に関する計算問題です。

計算に必要な値と量記号は、以下の通りです。

電動機の回転速度n_m：1150[min^-1]

電動機の軸出力T_m：100[N·m]

減速比a：8

効率η：0.95

負荷の回転速度：n_L[min^-1]

軸トルク：T_L[N·m]

軸入力：P_L[kW]

電動機の軸出力：P_m[kW]

電動機の角速度：ω_m[rad/s]

負荷の角速度：ω_L[rad/s]