平成29年度下期第二種電気工事士筆記試験(電気技術者試験センター)問13
電気機器、配線器具並びに電気工事用の材料及び工具
三相誘導電動機に関する問題
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三相誘導電動機が周波数50 Hz の電源で無負荷運転されている。この電動機を周波数60 Hz の電源で無負荷運転した場合の回転の状態は。
- イ回転速度は変化しない。
- ロ回転しない。
- ハ回転速度が減少する。
- ニ回転速度が増加する。
答えと解説
✓ これが正解ニ回転速度が増加する。
解説
周波数が上がると同期速度が上がり、回転速度は増加します。
三相誘導電動機は、固定子の巻線に三相交流を流して回転磁界をつくり、その磁界に引かれて回転子が回ります。回転磁界の速さを同期速度といい、周波数をf[Hz]、極数をp とすると Ns=120f/p [min⁻¹] で表されます。同期速度は周波数に比例します。
無負荷で運転しているときは、回転子の速度は同期速度にきわめて近くなります。周波数が50 Hzから60 Hzに上がると、同期速度は 60÷50=1.2 倍になるので、回転速度も約1.2倍に増加します。極数は電動機の構造で決まっており、電源を変えても変わりません。
そのため、回転速度が変わらない肢、回転しない肢、減少する肢は当てはまりません。覚え方は、周波数が上がれば速くなる、極数が増えれば遅くなる、です。
ほかの選択肢の解説
- イ回転速度は変化しない。:回転速度が変わらないのは、同期速度に関係する周波数が同じ場合です。周波数が50 Hzから60 Hzになれば同期速度が変わるので、無負荷でも回転速度は変化します。
- ロ回転しない。:周波数が違っても、電源に接続された三相誘導電動機は回転磁界ができて回転します。電源の周波数が異なると速さが変わるだけで、回転しなくなる理由は設問にありません。
- ハ回転速度が減少する。:同期速度は周波数に比例するので、周波数が高くなれば回転速度は増加します。周波数を上げたのに回転速度が減少するとする説明は、周波数と速度の比例関係と反対になっています。
出典:平成29年度下期第二種電気工事士筆記試験 問13(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(図・写真を問題冊子から切り出して画像で掲載・配線図の前書きを各問に複写・分数を1行に書き直し)。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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