令和4年度下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、回転速度が増加します。
三相誘導電動機は、電源の周波数で決まる回転磁界(回転する磁石のような磁界)に引っ張られて回ります。回転磁界の速さ(同期速度)は N=120f÷p[min⁻¹](fは周波数、pは極数)で表され、周波数に比例します。電動機の回転速度は、同期速度より負荷の分だけわずかに遅い速度で、無負荷なら同期速度にほぼ等しくなります。
電動機の極数は変わらないので、50 Hzから60 Hzにすると同期速度は 60÷50=1.2倍になります。無負荷の回転速度もほぼ同じ割合で、回転速度が増加します。
肢を比べると、回転速度が変化しないとする肢は、周波数で回転磁界の速さが決まる点を見落としています。回転しないとする肢は、60 Hzでも三相の回転磁界はできるので誤りです。回転速度が減少するとする肢は、比例関係が逆です。覚え方は、周波数が上がれば回転は速くなる(比例)、です。
ほかの選択肢の解説
- イ回転速度は変化しない。:回転速度が変化しないとすると、回転磁界の速さが周波数に関係しないことになります。実際は同期速度が周波数に比例して変わるので、この記述は誤りです。
- ロ回転しない。:周波数を50 Hzから60 Hzに変えても、三相の電流がつくる回転磁界はできて電動機は回ります。回転しなくなる理由はなく、この記述は成り立ちません。
- ハ回転速度が減少する。:回転速度が減少するのは、周波数を下げた場合の話です。同期速度は周波数に比例するため、50 Hzから60 Hzへ上げると、減少ではなく増加します。
出典:令和4年度下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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