電験三種 令和8年度(2026) 上期 機械 問3 過去問解説
次の文章は,誘導電動機の速度制御に関する記述である。
電源周波数fを変えて速度を制御する方式の一つに(ア)一定制御がある。これは,fを変化させたときに(イ)の強さを一定に保つように入力電圧Vも変化させる方式であり,二次抵抗制御方式と比べて効率が高いので小容量機から大容量機まで広く用いられてきた。周波数の可変装置には(ウ)電源装置やサイクロコンバータなどがある。
(ア)一定制御には低速回転時に回転速度や負荷トルクが急変した直後の速度を正確に制御できないという課題があり,この点を改善した速度制御法として(エ)制御がある。(エ)制御は,速度とトルクを精密に制御でき,始動トルクが(オ),負荷変動の大きなクレーンや工作機械などに用いられる。
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,最も適切なものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
- (1) (ア)$V/f$ (イ)回転磁界 (ウ)VVVF (エ)ベクトル (オ)大きく
- (2) (ア)$V/f$ (イ)回転電界 (ウ)CVCF (エ)ベクトル (オ)小さく
- (3) (ア)$V \cdot f$ (イ)回転磁界 (ウ)VVVF (エ)ベクトル (オ)小さく
- (4) (ア)$V \cdot f$ (イ)回転電界 (ウ)CVCF (エ)スカラー (オ)大きく
- (5) (ア)$V/f$ (イ)回転磁界 (ウ)CVCF (エ)スカラー (オ)小さく
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正解は(1)
解説
【考え方】誘導電動機(交流で回る代表的なモーター)の速さは、電源の周波数 f で決まります。f を変えるとき、電圧をどう変えるかを考えます。
覚えるポイント:$V/f$ 一定制御は、f に比例して V も変え、磁束(回転磁界の強さ)を一定に保ちます。VVVF は可変電圧可変周波数です。
■1 (ア)(イ) $V/f$ 一定制御
f を下げたとき電圧 V がそのままだと、磁束が強くなりすぎます。
そこで、電圧と周波数の比 $V/f$ を一定にします。→ (ア) $V/f$
こうして、回転磁界(ぐるぐる回る磁石の力)の強さを一定に保ちます。→ (イ) 回転磁界
「$V \cdot f$」(かけ算)を一定にすると、f を下げたとき V を上げることになり、逆です。
「回転電界」という言葉は、ここでは使いません。
■2 (ウ) 周波数を変える電源
電圧と周波数を自由に変えられる電源を、VVVF(可変電圧可変周波数)電源装置といいます。→ (ウ) VVVF
CVCF は「定電圧定周波数」で、電圧も周波数も一定の電源なので、速度制御には使えません。
■3 (エ)(オ) ベクトル制御
電流を「磁束をつくる分」と「トルク(回す力)をつくる分」に分けて、別々に制御する方法を、ベクトル制御といいます。→ (エ) ベクトル
速度とトルクを細かく制御でき、始動トルク(動き始めの回す力)を大きくできます。→ (オ) 大きく
$V/f$ 一定制御のように大きさだけを見る方法は、スカラー制御とよばれます。
答えは(1)ピヨ。
出典:令和8年度(2026) 上期 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