電験三種 令和5年度(2023) 下期 機械 問15(b) 過去問解説

問15(b) 《誘導電動機(周波数を変えたときの速度)》
定格出力15 kW,定格周波数60 Hz,4極の三相誘導電動機があり,トルク一定の負荷を負って運転している。この電動機について,次の(a)及び(b)の問に答えよ。 (b) インバータにより一次周波数制御を行って,一次周波数を40 Hzとしたときの回転速度[min⁻¹]として,最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。 ただし,滑り周波数は一次周波数にかかわらず常に一定とする。
  1. (1) 1 146
  2. (2) 1 164
  3. (3) 1 433
  4. (4) 1 455
  5. (5) 1 719
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正解は(1)
使う公式
同期速度 $N_{\mathrm{s}} = \dfrac{120f}{p}$($N_{\mathrm{s}}$:同期速度[min⁻¹]、f:周波数[Hz]、p:極数) 滑り $s = \dfrac{f_2}{f}$($f_2$:滑り周波数[Hz]) 回転速度 $N = N_{\mathrm{s}}(1 - s)$(N:回転速度[min⁻¹])
解説
【考え方】周波数が40 Hzに変わっても、滑り周波数は(a)の1.8 Hzのままです。 ■1 数字を整理する 一次周波数 $f = 40\,\mathrm{Hz}$、極数 $p = 4$ 滑り周波数 $f_2 = 1.8\,\mathrm{Hz}$((a)で求めた値) ■2 40 Hzでの同期速度 $N_{\mathrm{s}} = \dfrac{120 \times 40}{4} = \dfrac{4800}{4} = 1200\,\mathrm{min^{-1}}$ ■3 滑り $s = \dfrac{1.8}{40} = 0.045$ ■4 回転速度 $N = 1200 \times (1 - 0.045)$ $= 1200 \times 0.955$ $= 1146\,\mathrm{min^{-1}}$ 答えは(1)ピヨ。
出典:令和5年度(2023) 下期 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15(b)