電験三種 令和3年度(2021) 機械 問7 過去問解説

問7 《電動機の始動(始動電流の抑制)》
電源の電圧や周波数が一定の条件下,各種電動機では,始動電流を抑制するための種々の工夫がされている。 a.直流分巻電動機 電機子回路に(ア)抵抗を接続して電源電圧を加え始動電流を制限する。回転速度が上昇するに従って抵抗値を減少させる。 b.三相かご形誘導電動機 (イ)結線の一次巻線を(ウ)結線に接続を変えて電源電圧を加え始動電流を制限する。回転速度が上昇すると(イ)結線に戻す。 c.三相巻線形誘導電動機 (エ)回路に抵抗を接続して電源電圧を加え始動電流を制限する。回転速度が上昇するに従って抵抗値を減少させる。 d.三相同期電動機 無負荷で始動電動機(誘導電動機や直流電動機)を用いて同期速度付近まで加速する。次に,界磁を励磁して(オ)発電機として,三相電源との並列運転状態を実現する。そののち,始動用電動機の電源を遮断して同期電動機として運転する。 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)直列,(イ)Δ,(ウ)Y,(エ)二次,(オ)同期
  2. (2) (ア)並列,(イ)Y,(ウ)Δ,(エ)一次,(オ)誘導
  3. (3) (ア)直列,(イ)Y,(ウ)Δ,(エ)二次,(オ)誘導
  4. (4) (ア)並列,(イ)Y,(ウ)Δ,(エ)一次,(オ)同期
  5. (5) (ア)直列,(イ)Δ,(ウ)Y,(エ)二次,(オ)誘導
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正解は(1)
解説
【考え方】始動電流を小さくする工夫は「抵抗を入れる」「電圧を下げる(Y-Δ始動)」「別の電動機で回してから同期させる」の3つです。 ■1 (ア) 直流分巻電動機 電機子(回る側の巻線)に直列に抵抗(始動抵抗)を入れて、電流を制限します。→ (ア) 直列 ■2 (イ)(ウ) 三相かご形誘導電動機 ふだんΔ結線の巻線を、始動のときだけY結線にします。→ (イ) Δ、(ウ) Y Y結線だと巻線にかかる電圧が $\dfrac{1}{\sqrt{3}}$ になり、電流が小さくなります。これをY-Δ始動といいます。 ■3 (エ) 三相巻線形誘導電動機 二次回路(回転子側)に抵抗を入れます。→ (エ) 二次 ■4 (オ) 三相同期電動機 別の電動機で同期速度近くまで回し、界磁を励磁して同期発電機として電源と並列にします。→ (オ) 同期 そのあと始動用電動機を切り離します。 答えは(1)ピヨ。
出典:令和3年度(2021) 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7