電験三種 電験三種の過去問解説

【ヒント掲載で使い易い】電験三種(機械)の過去問題集2019★動画と図でやさしく解説

2019年10月28日

電験三種の過去問解説(機械):2019年(令和元年)問4
誘導機の速度制御(穴埋)

次の文章は、誘導機の速度制御に関する記述である。

誘導機の回転速度n[min-1]は、滑りs、電源周波数f[Hz]、磁極pを用いてn=120・ \(\fbox{ (ア) }\) と表される。したがって、誘導機の速度は電源周波数によって抑制することができ、特にかご形誘導電動機において \(\fbox{ (イ) }\) 電源装置を用いた制御が広く利用されている。

かご形誘導機ではこの他に、運転中に固定子巻線の接続を変更して \(\fbox{ (ウ) }\) を切り換える制御法や、 \(\fbox{ (エ) }\) の大きさを変更する制御法がある。前者は、効率はよいが、速度の変化が段階的となる。後者は、速度の安定な制御範囲を広くするために \(\fbox{ (オ) }\) の値を大きくとり、銅損が大きくなる。

巻線形誘導機では、 \(\fbox{ (オ) }\) の値を調整することにより、トルクの比例推移を利用して速度を変える制御法がある。

上記の記述中の空白箇所(ア)、(イ)、(ウ)、(エ)及び(オ)に当てはまる組合せとして、正しいものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。

  (ア) (イ) (ウ) (エ) (オ)
(1) \(\displaystyle\frac{sf}{p}\) CVCF 極数 一次電圧 一次抵抗
(2) \(\displaystyle\frac{(1-s)f}{p}\) CVCF 相数 二次電圧 二次抵抗
(3) \(\displaystyle\frac{sf}{p}\) VVVF 相数 二次電圧 一次抵抗
(4) \(\displaystyle\frac{(1-s)f}{p}\) VVVF 相数 一次電圧 一次抵抗
(5) \(\displaystyle\frac{(1-s)f}{p}\) VVVF 極数 一次電圧 二次抵抗

出典元:一般財団法人電気技術者試験センター


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過去問解説

(ア):\(\displaystyle\frac{(1-s)f}{p}\)

誘導機の回転速度n[min-1]は、滑りsと同期速度NS[min-1]より、

\(n=(1-s)N_s\)・・・①式

となります。

 

同期速度NSは電源周波数f[Hz]と極数pより、

\(N_S=\displaystyle\frac{120}{p}f[min^{-1}]\)・・・②式

となります。

 

①式に②式を代入すると、

\(n=120・\displaystyle\frac{(1-s)f}{p}\)

と表されます。

 

(イ):VVVF

・VVVF電源装置:電圧と周波数を自由に可変制御できる

・CVCF電源装置:電圧と周波数を一定にできる

 

(ウ):極数

(エ):一次電圧

(オ):二次抵抗

誘導機の回転速度は、下記式で求められる。

\(n=120・\displaystyle\frac{(1-s)f}{p}\)

式を見てわかる通り、極数pで回転速度が変化することはすぐにわかります。

滑りsを変化させる場合、一次電圧制御と二次電力制御(二次抵抗を調整する)があります。

 

したがって、(5)が正解です。

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