令和3年度上期第二種電気工事士筆記試験(午後)(電気技術者試験センター)問14
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60 Hzの電源で無負荷運転されている。この電動機を周波数50 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
✓ これが正解ハ回転速度が減少する。
解説
回転速度は周波数に比例するので、50 Hzでは減少する。
三相誘導電動機は、固定子のコイルがつくる回転磁界(回る磁石のような磁界)に引かれて回ります。回転磁界の速さを同期速度といい、Ns=120×f÷p(f は電源の周波数[Hz]、p は極数)で表されます。
無負荷運転では、回転子はほぼ同期速度で回っており、回転速度は周波数にほぼ比例します。同じ電動機なら極数 p は変わらないので、60 Hz から 50 Hz に下げると、回転速度は 50÷60=約0.83 倍に減ります。たとえば4極なら、同期速度は 120×60÷4=1 800 回転/分 から、120×50÷4=1 500 回転/分 に下がります。
実際の回転速度は同期速度よりわずかに遅く、その差を滑りといいますが、無負荷では滑りがごく小さいので、同期速度とほぼ同じと考えられます。 覚え方は、回転速度は周波数に比例、周波数が下がれば遅くなる、です。
ほかの選択肢の解説
- イ回転速度は変化しない。:回転磁界の速さは電源の周波数で決まるので、周波数を変えれば回転速度も変わります。無負荷であっても、60 Hzと50 Hzで回転速度が同じになることはありません。
- ロ回転しない。:電源の周波数を50 Hzに下げても、電圧がかかっていれば回転磁界はでき、電動機は回ります。回らなくなるのではなく、回転磁界がゆっくりになるので遅く回るだけです。
- ニ回転速度が増加する。:回転速度が増えるのは周波数が上がったときです。50 Hzは60 Hzより低いので、回転磁界が遅くなり、無負荷の電動機の回転速度は上がらず、下がります。
出典:令和3年度上期第二種電気工事士筆記試験(午後) 問14(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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