電験三種 令和4年度(2022) 上期 機械 問1 過去問解説
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) (ア) 界磁 (イ) 抵抗 (ウ) 界磁 (エ) 発電
- (2) (ア) 界磁 (イ) 抵抗 (ウ) 電機子 (エ) 発電
- (3) (ア) 界磁 (イ) 電圧 (ウ) 界磁 (エ) 回生
- (4) (ア) 電機子 (イ) 電圧 (ウ) 電機子 (エ) 回生
- (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