電験三種 平成21年度(2009) 機械 問10 過去問解説

誘導電動機によって回転する送風機のシステムで消費される電力を考える。 誘導電動機が商用交流電源で駆動されているときに送風機の風量を下げようとする場合，通風路にダンパなどを追加して流路抵抗を上げる方法が一般的である。ダンパの種類などによって消費される電力の減少量は異なるが，流路抵抗を上げ風量を下げるに従って消費される電力は若干減少する。このとき，例えば風量を最初の50[%]に下げた場合に，誘導電動機の回転速度は（ア）。 一方，商用交流電源で直接駆動するのではなく，出力する交流の電圧 $V$ と周波数 $f$ との比 $\left(\dfrac{V}{f}\right)$ をほぼ一定とするインバータを用いて，誘導電動機を駆動する周波数を変化させ風量を調整する方法もある。この方法では，ダンパなどの流路抵抗を調整する手段は用いないものとする。このとき，機械的・電気的な損失などが無視できるとすれば，風量は回転速度の（イ）乗に比例し，消費される電力は回転速度の（ウ）乗に比例する。したがって，周波数を変化させて風量を最初の50[%]に下げた場合に消費される電力は，計算上で（エ）[%]まで減少する。 商用交流電源で駆動し，ダンパなどを追加して風量を下げた場合の消費される電力の減少量はこれほど大きくはなく，インバータを用いると大きな省エネルギー効果が得られる。 上記の記述中の空白箇所（ア），（イ），（ウ）及び（エ）に当てはまる語句又は数値として，正しいものを組み合わせたのは次のうちどれか。