電験三種 平成25年度(2013) 機械 問1 過去問解説
直流電動機に関する記述として,誤っているものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
- (1) 分巻電動機は,端子電圧を一定として機械的な負荷を増加したとき,電機子電流が増加し,回転速度は,わずかに減少するがほぼ一定である。このため,定速度電動機と呼ばれる。
- (2) 分巻電動機の速度制御の方法の一つとして界磁制御法がある。これは,界磁巻線に直列に接続した界磁抵抗器によって界磁電流を調整して界磁磁束の大きさを変え,速度を制御する方法である。
- (3) 直巻電動機は,界磁電流が負荷電流(電動機に流れる電流)と同じである。このため,未飽和領域では界磁磁束が負荷電流に比例し,トルクも負荷電流に比例する。
- (4) 直巻電動機は,負荷電流の増減によって回転速度が大きく変わる。トルクは,回転速度が小さいときに大きくなるので,始動時のトルクが大きいという特徴があり,クレーン,巻上機などの電動機として適している。
- (5) 複巻電動機には,直巻界磁巻線及び分巻界磁巻線が施され,合成界磁磁束が直巻界磁磁束と分巻界磁磁束との和になっている構造の和動複巻電動機と,差になっている構造の差動複巻電動機とがある。
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正解は(3)
解説
【考え方】(1)〜(5) を1つずつ確かめます。直巻電動機のトルクが電流の何乗に比例するかがポイントです。
ポイント:直流電動機のトルク $T = k\Phi I$(T:トルク[N·m]、Φ:磁束[Wb]、I:電機子電流[A]、k:機械で決まる数)
■1 (1) 分巻電動機の速度
分巻電動機は、負荷が増えても速度がほとんど変わりません。定速度電動機と呼ばれます。正しいです。
■2 (2) 界磁制御法
界磁抵抗器で界磁電流(磁石を作る電流)を変え、磁束を変えて速度を変える方法です。正しいです。
■3 (3) 直巻電動機のトルク
直巻電動機は、磁束 Φ が電流 I に比例します。
$T = k\Phi I$ なので、トルクは電流の「2乗」に比例します。
「トルクも負荷電流に比例する」は誤りです。
■4 (4) 直巻電動機の使い道
速度が低いときにトルクが大きく、クレーンなどに向いています。正しいです。
■5 (5) 複巻電動機
磁束が足し算になる和動複巻と、引き算になる差動複巻があります。正しいです。
答えは(3)ピヨ。
出典:平成25年度(2013) 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1