電験三種 令和7年度(2025) 上期 機械 問4 過去問解説

問4 《誘導機(電圧と周波数を下げたときの電流)》
一般的な三相かご形誘導電動機がある。 出力が大きい定格運転条件では,誘導機の等価回路の電流は,「二次電流≫励磁電流」であるから,励磁回路を省略しても特性をほぼ表現できる。さらに,「二次抵抗による電圧降下≫その他の電圧降下」となるので,一次抵抗と漏れリアクタンスを省略しても,おおよその特性を検討できる。 このような電動機でトルク一定負荷の場合に,電流80 Aの定格運転から電源電圧と周波数を共に5 %下げて回転速度を少し下げた。このときの電動機の電流の値[A]として,最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
  1. (1) 72
  2. (2) 76
  3. (3) 80
  4. (4) 84
  5. (5) 88
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正解は(3)
使う公式
磁束と電圧・周波数の関係 $\Phi \propto \dfrac{V}{f}$(Φ:磁束[Wb]、V:電源電圧[V]、f:周波数[Hz]) 誘導電動機のトルク $T \propto \Phi I_2$(T:トルク[N・m]、$I_2$:二次電流[A])
解説
【考え方】電圧と周波数を同じ割合で下げると、磁束が変わりません。トルクが同じなら電流も同じです。 ■1 問題文の意味 励磁電流(鉄心を磁化するための電流)は小さいので無視します。 なので、電動機の電流=二次電流(回転子側の電流)と考えてよいです。 ■2 磁束はどうなるか 電圧も周波数も5 %下げるので、どちらも0.95倍です。 $\dfrac{0.95V}{0.95f} = \dfrac{V}{f}$ $\dfrac{V}{f}$ が変わらないので、磁束 Φ も変わりません。 ■3 電流はどうなるか トルクは「磁束 × 二次電流」に比例します。 負荷はトルク一定で、磁束も一定です。 なので、二次電流も同じでなければなりません。 電流は80 Aのままです。 答えは(3)ピヨ。
出典:令和7年度(2025) 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4