【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

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

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

\(n=(1-s)N_s\)・・・①式

となります。

同期速度N_S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。

・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

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。