第三種電気主任技術者（電験三種） 過去問
令和5年度（2023年）下期
問45 (機械 問3)
問題文
次の文章は、誘導機の速度制御に関する記述である。
誘導機の回転速度n［min-1］は、滑りs、電源周波数f［Hz］、極数pを用いてn＝120・（ ア ）と表される。
したがって、誘導機の速度は電源周波数によって制御することができ、特にかご形誘導電動機において（ イ ）電源装置を用いた制御が広く利用されている。
かご形誘導機ではこの他に、運転中に固定子巻線の接続を変更して（ ウ ）を切り換える制御法や、（ エ ）の大きさを変更する制御法がある。前者は、効率はよいが、速度の変化が段階的となる。後者は、速度の安定な制御範囲を広くするために（ オ ）の値を大きくとり、銅損が大きくなる。
巻線形誘導機では、（ オ ）の値を調整することにより、トルクの比例推移を利用して速度を変える制御法がある。
上記の記述中の空白箇所（ア）〜（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。
誘導機の回転速度n［min-1］は、滑りs、電源周波数f［Hz］、極数pを用いてn＝120・（ ア ）と表される。
したがって、誘導機の速度は電源周波数によって制御することができ、特にかご形誘導電動機において（ イ ）電源装置を用いた制御が広く利用されている。
かご形誘導機ではこの他に、運転中に固定子巻線の接続を変更して（ ウ ）を切り換える制御法や、（ エ ）の大きさを変更する制御法がある。前者は、効率はよいが、速度の変化が段階的となる。後者は、速度の安定な制御範囲を広くするために（ オ ）の値を大きくとり、銅損が大きくなる。
巻線形誘導機では、（ オ ）の値を調整することにより、トルクの比例推移を利用して速度を変える制御法がある。
上記の記述中の空白箇所（ア）〜（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。
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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）下期 問45（機械 問3） （訂正依頼・報告はこちら）
次の文章は、誘導機の速度制御に関する記述である。
誘導機の回転速度n［min-1］は、滑りs、電源周波数f［Hz］、極数pを用いてn＝120・（ ア ）と表される。
したがって、誘導機の速度は電源周波数によって制御することができ、特にかご形誘導電動機において（ イ ）電源装置を用いた制御が広く利用されている。
かご形誘導機ではこの他に、運転中に固定子巻線の接続を変更して（ ウ ）を切り換える制御法や、（ エ ）の大きさを変更する制御法がある。前者は、効率はよいが、速度の変化が段階的となる。後者は、速度の安定な制御範囲を広くするために（ オ ）の値を大きくとり、銅損が大きくなる。
巻線形誘導機では、（ オ ）の値を調整することにより、トルクの比例推移を利用して速度を変える制御法がある。
上記の記述中の空白箇所（ア）〜（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。
誘導機の回転速度n［min-1］は、滑りs、電源周波数f［Hz］、極数pを用いてn＝120・（ ア ）と表される。
したがって、誘導機の速度は電源周波数によって制御することができ、特にかご形誘導電動機において（ イ ）電源装置を用いた制御が広く利用されている。
かご形誘導機ではこの他に、運転中に固定子巻線の接続を変更して（ ウ ）を切り換える制御法や、（ エ ）の大きさを変更する制御法がある。前者は、効率はよいが、速度の変化が段階的となる。後者は、速度の安定な制御範囲を広くするために（ オ ）の値を大きくとり、銅損が大きくなる。
巻線形誘導機では、（ オ ）の値を調整することにより、トルクの比例推移を利用して速度を変える制御法がある。
上記の記述中の空白箇所（ア）〜（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。
- ア：sf／p イ：CVCF ウ：相数 エ：一次電圧 オ：一次抵抗
- ア：｛（1-s）f｝／p イ：CVCF ウ：極数 エ：二次電圧 オ：二次抵抗
- ア：sf／p イ：VVVF ウ：極数 エ：一次電圧 オ：一次抵抗
- ア：｛（1-s）f｝／p イ：VVVF ウ：相数 エ：二次電圧 オ：一次抵抗
- ア：｛（1-s）f｝／p イ：VVVF ウ：極数 エ：一次電圧 オ：二次抵抗
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この過去問の解説 （2件）
01
この問題は、誘導機の速度制御に関する穴埋め問題です。
(ア)
誘導機の滑りを求める公式を回転数を求める形に変形し、
三相誘導電動機の同期速度の公式を代入、整理したものが答えとなります。
N＝120✕(1−s)f/p
・誘導機の滑りを求める公式
s＝(NS−N)/NS →N＝(1−s)NS[min-1]
・三相誘導電動機の同期速度
NS＝120f/p[min-1]
(イ)
VVVF制御とは一般的にインバータ制御と呼ばれ、
電圧と周発数を調整しながら制御していく方式です。
ちなみに選択肢にあるCVCFは、無停電電源装置の略で、
停電時に交流電力を供給するものです。
(ウ)
かご形誘導電動機では、運転中に固定子巻線の接続を変更して
極数を切り替えて速度を制御する方法です。
(エ)
かご形誘導電動機では、一次電圧を変更することで、
トルクを小さくし、動作点の滑りを大きくして速度を制御します。
(オ)
巻線形誘導電動機は、二次抵抗の値を調整することで滑りを起して速度を制御します。
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02
誘導機の速度制御に関する知識問題となります。
記述中の各空白箇所は以下のようになります。
（ ア ）‥｛（1-s）f｝／p
誘導機の回転速度N［min-1］は以下の公式となります。
・N＝NS(1-S）［min-1］‥①
同期速度NS［min-1］は以下となります。
・NS＝120ｆ/p［min-1］‥②
②式を①式に代入すると次のようになります。
・N＝（120ｆ/p）×(1-S）＝120×｛（1-s）f｝／pとなります。
（ イ ）‥VVVF
・誘導電動機の電源周波数を変えて同期速度を変化させて速度制御を行う方法を一次周波数制御と呼び、おもにサイリスタを用いたVVVF(可変電圧可変周波数)インバータが使用されています。一次周波数制御法にはV/ｆ制御、ベクトル制御、滑り周波数制御などがあります。
（ ウ ）‥極数
・かご形誘導機の速度制御法として、固定子巻線(一次側)の接続を変更し極数を切り替える極数切替法があります。
（ エ ）‥一次電圧
・すべりSの変化する範囲を広くするために、二次抵抗を大きくし一次電圧を変化させてすべりSを変化させる方法を一次電圧制御法といいます。
（ オ ）‥二次抵抗
巻線形誘導機のみの制御方法として、スリップリングを通して接続した二次抵抗を増減し、トルクの比例推移を利用して滑りを変化させて速度を制御する方法です。
こちらが適切な解答となります。
誘導電動機の速度制御法については頻出しているので、過去問などで理解を深めていただければと思います。
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