電験三種 令和5年度(2023) 下期 機械 問3 過去問解説

問3 《誘導機(速度制御)》
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 $n = 120 \cdot$ (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。
  1. (1) (ア) $\dfrac{sf}{p}$ (イ) CVCF (ウ) 相数 (エ) 一次電圧 (オ) 一次抵抗
  2. (2) (ア) $\dfrac{(1-s)f}{p}$ (イ) CVCF (ウ) 極数 (エ) 二次電圧 (オ) 二次抵抗
  3. (3) (ア) $\dfrac{sf}{p}$ (イ) VVVF (ウ) 極数 (エ) 一次電圧 (オ) 一次抵抗
  4. (4) (ア) $\dfrac{(1-s)f}{p}$ (イ) VVVF (ウ) 相数 (エ) 二次電圧 (オ) 一次抵抗
  5. (5) (ア) $\dfrac{(1-s)f}{p}$ (イ) VVVF (ウ) 極数 (エ) 一次電圧 (オ) 二次抵抗
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正解は(5)
解説
【考え方】誘導機の回転速度の式と、速度を変える方法を整理します。 回転速度 $n = \dfrac{120f}{p}(1 - s)$(n:回転速度[min⁻¹]、f:周波数[Hz]、p:極数、s:滑り) ■1 (ア) 回転速度の式 同期速度 $\dfrac{120f}{p}$ に $(1 - s)$ をかけたものが、回転速度です。→ (ア) $\dfrac{(1-s)f}{p}$ ■2 (イ) 周波数を変える装置 周波数と電圧をいっしょに変える電源装置は、VVVF(可変電圧可変周波数)です。→ (イ) VVVF CVCF は「電圧も周波数も一定」の電源なので、速度は変えられません。 ■3 (ウ) つなぎ方を変える 固定子のコイルのつなぎ方を変えると、極数が変わり、速度が段階的に変わります。→ (ウ) 極数 ■4 (エ)(オ) 電圧を変える かご形では、一次電圧(電源の電圧)を変えて速度を変える方法もあります。→ (エ) 一次電圧 このとき、速度を安定させるため、二次抵抗(回転子の抵抗)を大きくします。→ (オ) 二次抵抗 巻線形では、二次抵抗を外から変えて、比例推移(抵抗に比例してトルクの形がずれること)を使います。 答えは(5)ピヨ。
出典:令和5年度(2023) 下期 第三種電気主任技術者試験(電気技術者試験センター)機械 問3