令和4年度下期第二種電気工事士筆記試験(午前)(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
周波数が下がると回転磁界が遅くなり、速度は減少します。
三相誘導電動機は、三相交流が作る回転磁界(回転する磁石の働きをする磁界)に引かれて回ります。回転磁界の速さ(同期速度)は、電源の周波数に比例し、極数に反比例します。式では Ns=120×f÷p(f は周波数、p は極数)です。
誘導電動機の回転速度は、同期速度よりわずかに低い値になります。無負荷では回転を妨げる力が小さいので、同期速度にほぼ等しくなり、回転速度は周波数に比例して変わると考えて構いません。
周波数を60 Hz から50 Hz に下げると、同期速度は 50÷60=5/6 倍(約83 %)になり、無負荷運転での回転速度も減少します。たとえば4極なら、同期速度は1分間に1800回転から1500回転に下がります。
覚え方は、周波数と回転速度は比例、周波数が下がれば回転も遅くなる、です。
ほかの選択肢の解説
- イ回転速度は変化しない。:電源の周波数が変わると回転磁界の速さが変わるため、回転速度も変わります。60 Hz から50 Hz に下がれば磁界の回転が遅くなり、速度が同じままということはありません。
- ロ回転しない。:50 Hz の三相交流でも回転磁界は生じるので、電動機は回転します。周波数が低くなると回転が遅くなるだけで、止まってしまうわけではありません。
- ニ回転速度が増加する。:周波数が60 Hz から50 Hz に低くなると、回転磁界の速さは遅くなります。速さは周波数に比例するので、増加するのではなく、減少する向きの変化です。
出典:令和4年度下期第二種電気工事士筆記試験(午前) 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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