令和7年度下期第三種電気主任技術者試験 機械(電気技術者試験センター)問3
機械
比例推移に関する問題
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次の文章は,誘導電動機の始動に関する記述である。a.三相巻線形誘導電動機は,二次回路を調整して始動する。トルクの比例推移特性を利用して,トルクが最大値となる滑りを[(ア)]付近になるようにする。具体的には,二次回路を[(イ)]で引き出して抵抗を接続し,二次抵抗値を定格運転時よりも大きな値に調整する。b.三相かご形誘導電動機は,一次回路を調整して始動する。具体的には,始動時はY 結線,通常運転時はΔ結線にコイルの接続を切り替えてコイルに加わる電圧を下げて始動する方法,[(ウ)]を電源と電動機の間に挿入して始動時の端子電圧を下げる方法,及び[(エ)]を用いて電圧と周波数の両者を下げる方法がある。c.三相誘導電動機では,三相コイルが作る磁界は回転磁界である。一方,単相誘導電動機では,単相コイルが作る磁界は交番磁界であり,主コイルだけでは始動しない。そこで,主コイルとは[(オ)]が異なる電流が流れる補助コイルやくま取りコイルを固定子に設けて,回転磁界や移動磁界を作って始動する。上記の記述中の空白箇所(ア)~(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。
| (ア) | (イ) | (ウ) | (エ) | (オ) | |
|---|---|---|---|---|---|
| (1) | 1 | スリップリング | 始動抵抗器 | 始動コンデンサ | 周波数 |
| (2) | 0 | 整流子 | 始動抵抗器 | 始動コンデンサ | 位相 |
| (3) | 0 | スリップリング | 始動補償器 | インバータ | 周波数 |
| (4) | 1 | スリップリング | 始動補償器 | インバータ | 位相 |
| (5) | 1 | 整流子 | 始動抵抗器 | インバータ | 位相 |
- 1(ア) 1 (イ) スリップリング (ウ) 始動抵抗器 (エ) 始動コンデンサ (オ) 周波数
- 2(ア) 0 (イ) 整流子 (ウ) 始動抵抗器 (エ) 始動コンデンサ (オ) 位相
- 3(ア) 0 (イ) スリップリング (ウ) 始動補償器 (エ) インバータ (オ) 周波数
- 4(ア) 1 (イ) スリップリング (ウ) 始動補償器 (エ) インバータ (オ) 位相
- 5(ア) 1 (イ) 整流子 (ウ) 始動抵抗器 (エ) インバータ (オ) 位相
答えと解説
✓ これが正解4(ア) 1 (イ) スリップリング (ウ) 始動補償器 (エ) インバータ (オ) 位相
解説
1・スリップリング・始動補償器・インバータ・位相の組合せです。
a の巻線形誘導電動機は、トルクの比例推移(二次抵抗を m 倍にすると、同じトルクが出る滑りも m 倍になる性質)を使い、最大トルクが出る滑りを始動時の値に移します。滑りは s=(Ns-N)/Ns で、停止している始動時は s=1 なので(ア)は 1 です。二次巻線はスリップリングとブラシで外へ引き出して抵抗をつなぐので(イ)はスリップリングです。整流子は直流機で電流の向きを切り替える部品です。
b のかご形誘導電動機では、Y-Δ 始動のほか、単巻変圧器を使った始動補償器を電源と電動機の間に入れて端子電圧を下げる方法(ウ)、インバータで電圧と周波数を一緒に下げる方法(エ)があります。始動コンデンサは単相誘導電動機の補助コイルに使う部品で、三相の電圧と周波数を下げる働きはありません。
c の単相誘導電動機は交番磁界だけでは始動しないので、主コイルと位相の異なる電流を補助コイルに流して回転磁界をつくります(オ)。どちらも同じ電源から流すので周波数は同じです。
巻線形は二次側、かご形は一次側を調整する、と始動法を分けて整理しておくと迷いません。
ほかの選択肢の解説
- 1…抵抗器 (エ) 始動コンデンサ (オ) 周波数:(ア)の 1 と(イ)のスリップリングは合っていますが、電圧と周波数を両方下げる(エ)を始動コンデンサ、補助コイルとの違いの(オ)を周波数としている点が誤りです。(ウ)も正しい組合せの始動補償器と異なります。
- 2(ア) 0 (イ) 整流子 (ウ) 始動抵抗器 (エ) 始動コンデンサ (オ) 位相:(ア)を 0 としていますが、滑り 0 は同期速度で回る状態で、停止している始動時の滑りは 1 です。二次回路を整流子で引き出すとする(イ)と、電圧と周波数を下げる手段を始動コンデンサとする(エ)も合いません。
- 3(ア) 0 (イ) スリップリング (ウ) 始動補償器 (エ) インバータ (オ) 周波数:(ア)を滑り 0、補助コイルの電流の違い(オ)を周波数としている2か所が誤りです。最大トルクを移すのは始動時の滑り 1 付近で、同じ単相電源から流す電流なので周波数は等しく、ずらすのは位相です。
- 5(ア) 1 (イ) 整流子 (ウ) 始動抵抗器 (エ) インバータ (オ) 位相:巻線形の二次回路を(イ)整流子で引き出すとしている点が誤りです。巻線形誘導電動機の回転子の巻線はスリップリングとブラシを通して外部の抵抗につなぎます。(ウ)も正しい組合せの始動補償器と異なります。
出典:令和7年度下期第三種電気主任技術者試験 機械 問3(電気技術者試験センター)。1問ずつ解ける形に加工しています(B問題の共通の文と図を小問ごとに複写・図と式を問題冊子から切り出して画像で掲載・1行で書ける式を字に書き直し)。解説は当サイト独自のもので、電気技術者試験センターとは関係ありません。
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