電験三種 令和4年度(2022) 上期 機械 問1 過去問解説

問1 《直流機(直流電動機の運転)》
次の文章は,直流電動機の運転に関する記述である。 分巻電動機では始動時の過電流を防止するために始動抵抗が (ア) 回路に直列に接続されている。 直流電動機の速度制御法には界磁制御法・抵抗制御法・電圧制御法がある。静止レオナード方式は (イ) 制御法の一種であり,主に他励電動機に用いられ,広範囲の速度制御ができるという利点がある。 直流電動機の回転の向きを変えることを逆転といい,一般的には,応答が速い (ウ) 電流の向きを変える方法が用いられている。 電車が勾配を下るような場合に,電動機を発電機として運転し,電車のもつ運動エネルギーを電源に送り返す方法を (エ) 制動という。 上記の記述中の空白箇所(ア)〜(エ)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) 界磁 (イ) 抵抗 (ウ) 界磁 (エ) 発電
  2. (2) (ア) 界磁 (イ) 抵抗 (ウ) 電機子 (エ) 発電
  3. (3) (ア) 界磁 (イ) 電圧 (ウ) 界磁 (エ) 回生
  4. (4) (ア) 電機子 (イ) 電圧 (ウ) 電機子 (エ) 回生
  5. (5) (ア) 電機子 (イ) 電圧 (ウ) 界磁 (エ) 回生
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正解は(4)
解説
【考え方】直流電動機の「始動・速度制御・逆転・ブレーキ」の基本を順に確かめます。 ■1 (ア) 始動抵抗 電機子電流 $I_{\mathrm{a}} = \dfrac{V - E}{R_{\mathrm{a}}}$(V:電源電圧、E:逆起電力、$R_{\mathrm{a}}$:電機子抵抗) 始動時は回っていないので、逆起電力(回ることで生まれる、電源と逆向きの電圧)E が0です。 $R_{\mathrm{a}}$ は小さいので、電機子(回る側の巻線)に大きな電流が流れます。 これをおさえるため、始動抵抗は電機子回路に直列に入れます。→ (ア) 電機子 ■2 (イ) 静止レオナード方式 電機子にかける電圧を、サイリスタなどで変えて速度を変える方法です。→ (イ) 電圧 ■3 (ウ) 逆転 界磁巻線はインダクタンス(電流の変化をきらう性質)が大きく、電流の向きを変えるのに時間がかかります。 そのため、応答の速い電機子電流の向きを変えます。→ (ウ) 電機子 ■4 (エ) 制動(ブレーキ) 電動機を発電機として回し、できた電気を電源にもどす方法を回生制動といいます。→ (エ) 回生 「発電制動」は、できた電気を抵抗で熱にして捨てる方法なので、ちがいます。 答えは(4)ピヨ。
出典:令和4年度(2022) 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1