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4
機械
Y-Δ始動に関する問題
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あるかご形三相誘導電動機を定格電圧でY-Δ始動したところ,始動トルクは49.0 N・m であった。また,Δ結線での全電圧始動時(定格電圧)の始動トルクは定格運転時の210 %である。この電動機の定格運転時のトルクの値[N・m]として,最も近いものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。
- 116.3
- 223.3
- 328.3
- 440.4
- 570.0
答えと解説
✓ これが正解570.0
解説
49.0×3=147 N・mが定格の210 %で、定格は70.0 N・m。
Y-Δ始動は、始動時に固定子の巻線を Y 結線にして、各相の巻線に加わる電圧を Δ 結線のときの 1/√3 に下げる方法です。誘導電動機のトルクは電圧の2乗に比例するので、Y-Δ始動の始動トルクは、Δ 結線で全電圧始動したときの (1/√3)²=1/3 になります。
Y-Δ始動のトルクが 49.0 N・m なので、Δ 結線での全電圧始動トルクは 49.0×3=147 N・m です。これが定格運転時のトルクの 210 % にあたるので、定格トルクは T=147/2.10=70.0 N・m となります。
逆向きに検算すると、定格トルク 70.0 N・m の 210 % は 147 N・m、その 1/3 は 49.0 N・m で、問の値に戻ります。
Y-Δ始動では巻線の電圧が 1/√3、始動トルクはその2乗の 1/3 になる、と電圧とトルクの倍率を組で覚えておくとよいでしょう。
ほかの選択肢の解説
- 116.3:16.3 は 49.0 を3で割っただけの値です(49.0/3≒16.3)。Δ 結線の始動トルクは Y-Δ始動の3倍で、そのうえ 210 % で割って定格トルクに直す必要があります。
- 223.3:23.3 は 49.0/2.10≒23.3 で、Y-Δ始動のトルクをそのまま Δ 結線の全電圧始動トルクとみなした値です。Y 結線では始動トルクが 1/3 になるので、先に3倍しておく必要があります。
- 328.3:28.3 は 49.0/√3≒28.3 で、電圧の比 √3 で割っただけの値です。トルクは電圧の2乗に比例するので倍率は3で、しかも Y-Δ始動から Δ 結線へは増やす向きです。210 % で割る手順も抜けています。
- 440.4:40.4 は 49.0×√3/2.10≒40.4 で、Δ 結線のトルクを Y-Δ始動の √3 倍とした値です。トルクは電圧の2乗に比例するので、倍率は (√3)²=3 になります。
出典:令和7年度下期第三種電気主任技術者試験 機械 問4(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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