電験三種 平成26年度(2014) 機械 問3 過去問解説

問3 《誘導機(かご形誘導電動機の二次抵抗と特性)》
次の文章は,三相かご形誘導電動機に関する記述である。 定格負荷時の効率を考慮して二次抵抗値は,できるだけ(ア)する。滑り周波数が大きい始動時には,かご形回転子の導体電流密度が(イ)となるような導体構造(たとえば深溝形)にして,始動トルクを大きくする。 定格負荷時は,無負荷時より(ウ)であり,その差は(エ)。このことから三相かご形誘導電動機は(オ)電動機と称することができる。 上記の記述中の空白箇所(ア),(イ),(ウ),(エ)及び(オ)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)小さく,(イ)不均一,(ウ)低速度,(エ)小さい,(オ)定速度
  2. (2) (ア)大きく,(イ)不均一,(ウ)低速度,(エ)大きい,(オ)変速度
  3. (3) (ア)小さく,(イ)均一,(ウ)低速度,(エ)小さい,(オ)定速度
  4. (4) (ア)大きく,(イ)均一,(ウ)高速度,(エ)大きい,(オ)変速度
  5. (5) (ア)小さく,(イ)不均一,(ウ)高速度,(エ)小さい,(オ)変速度
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正解は(1)
解説
【考え方】かご形誘導電動機は「ふだんは二次抵抗を小さく、始動のときだけ抵抗を大きく見せる」工夫をしています。 覚えるポイント:二次銅損は $P_{c2} = sP_2$、二次効率は $\eta_2 = 1 - s$(s:滑り、P₂:二次入力)。 ■1 二次抵抗 (ア) 二次抵抗が小さいほど、滑り(回転の遅れの割合)が小さく、二次銅損(回転子での熱の損失)が少ないので、効率がよくなります。→ (ア) 小さく ■2 始動のときの工夫 (イ) 始動のときは回転子の電流の周波数が高く、深溝形の導体では、電流が表面側にかたよって流れます。→ (イ) 不均一 すると見かけの抵抗が大きくなり、始動トルクが大きくなります。 ■3 負荷をかけたときの速度 (ウ)(エ)(オ) 負荷をかけると、滑りの分だけ回転が少し遅くなります。→ (ウ) 低速度 でも、その差は数%と小さいです。→ (エ) 小さい 負荷が変わっても回転速度がほとんど変わらないので、定速度電動機といえます。→ (オ) 定速度 答えは(1)ピヨ。
出典:平成26年度(2014) 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