電験三種 平成26年度(2014) 機械 問9 過去問解説
次の文章は，電動機の速度制御に関する記述である。
他励直流電動機の速度制御には，界磁回路の直流電流を調整する方法のほかに，電機子回路の（ア）を調整する方法がある。これは，磁束一定の条件で，誘導起電力が（イ）に比例している特性を利用したものである。この方法によると，速度が一定となる定常状態において，負荷トルクの変動によって電機子抵抗による電圧降下分だけの速度変動を生じる。
誘導電動機の速度制御には，電源が商用電源である場合は滑りを広く利用する方法がある。その方法は（ウ）や，巻線形誘導電動機の二次抵抗による比例推移を利用する制御である。しかし，滑りを利用する方法は，速度が定格速度に比べて低くなるほど二次効率が（エ）する。これを改善する巻線形誘導電動機の二次励磁という制御は，二次回路に電力変換器を接続して二次抵抗損に相当する電力を交流電源（オ）する方法である。
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) （ア）直流電圧，（イ）速度，（ウ）一次電圧制御，（エ）低下，（オ）に返還
- (2) （ア）直流電流，（イ）速度，（ウ）極数変換，（エ）増加，（オ）から供給
- (3) （ア）直流電圧，（イ）電機子電流，（ウ）極数変換，（エ）低下，（オ）に返還
- (4) （ア）直流電圧，（イ）電機子電流，（ウ）一次電圧制御，（エ）増加，（オ）に返還
- (5) （ア）直流電流，（イ）電機子電流，（ウ）一次電圧制御，（エ）低下，（オ）から供給
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正解は(1)
解説
【考え方】直流電動機は「電圧で速度を変える」、誘導電動機は「滑りで速度を変える」と考えます。
覚えるポイント：直流電動機は $E = k\Phi N$（誘導起電力は回転速度に比例）、$V = E + R_{\mathrm{a}}I_{\mathrm{a}}$。誘導電動機の二次効率は $1 - s$（s：滑り）。
■1 直流電動機 (ア)(イ)
他励直流電動機は、電機子にかける直流電圧を変えて速度を変えられます。→ (ア) 直流電圧
磁束が一定なら、誘導起電力は速度に比例するからです。→ (イ) 速度
■2 誘導電動機の滑りを使う制御 (ウ)
一次電圧を下げる一次電圧制御があります。→ (ウ) 一次電圧制御
極数変換は、滑りを使う方法ではありません。
■3 二次効率 (エ)
二次効率は $1 - s$ なので、滑りを大きくして速度を下げるほど、二次効率は低下します。→ (エ) 低下
■4 二次励磁 (オ)
二次抵抗で熱として捨てていた電力を、電力変換器で電源に返す方法です。→ (オ) に返還
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9