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機械の過去問クイズ動画
前編
1:28～直流機
3:46～誘導電動機の始動法
6:42～同期発電機の種類と特徴
後編
1:16～ステッピングモータ
2:21～変圧器、直流電動機、誘導電動機、同期電動機の共通点、相違点
3:54～インバータ
5:09～リチウムイオン二次電池
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過去問クイズの解答
前編
◆直流機
・分巻発電機は電機子と界磁巻線が並列に接続されている
・分巻発電機は回転を始めた電機子巻線と磁極の残留磁束によって、まず低い電圧で発電が開始される
・直巻発電機は電機子と界磁巻線が直列に接続されている
・直巻発電機は出力電流が大きく、界磁磁極が磁気飽和する場合、出力電圧が安定する
・電源電圧一定の条件下で運転される分巻電動機は、負荷が変動した場合でも、ほぼ一定の回転速度を保つ
・直巻電動機は始動時の大きな電機子電流が大きな界磁電流となる
・ブラシレスDCモータは、ブラシと整流子の機械的接触による整流の働きを半導体スイッチで電子的に行う
・ブラシレスDCモータは、電機子の作る回転磁界に同期して回転する
◆誘導電動機の始動
・全電圧始動法は、かご形誘導電動機において電動機の出力が電源系統の容量に対して十分小さい場合に用いられる
・全電圧始動法の始動電流は、定格電流の数倍程度の値となる
・二重かご形誘導電動機は、回転子に二重のかご形導体を設けたもの
・二重かご形誘導電動機は、始動時に電流が外側導体に偏り始動特性が改善される
・Y-Δ始動法は、定格出力が5~15kW程度のかご形誘導電動機に用いられる
・Y-Δ始動法の始動トルクはΔ結線における始動時の1/3倍となる
・始動補償器法は、三相単巻変圧器を用いる
・巻線形三相誘導電動機の場合、比例推移の原理を利用して始動できる
・巻線形誘導電動機の始動においては、始動抵抗器を用いて始動時に二次抵抗を変化させる
・巻線形誘導電動機の始動においては、始動抵抗器を用いて始動時に二次抵抗を大きくすることにより始動電流を抑制する
◆同期発電機の種類と構造
・同期発電機では一般的に、小容量のものを除き電機子巻線は固定子に設ける
・同期発電機では一般的に、小容量のものを除き電機子巻線は固定子に設けるので、絶縁が容易である
・同期発電機では一般的に、小容量のものを除き電機子巻線は固定子に設けて、大きな電流が取り出せるようにしている
・同期発電機では一般的に、小容量のものを除き界磁巻線は回転子に設けて、直流の励磁電流が供給されている
・比較的低速度の水車を原動機とした水車発電機は、磁極数が多い
・比較的低速度の水車を原動機とした水車発電機は、回転子の直径が軸方向に比べて大きい
・蒸気タービン等を原動機としたタービン発電機は、高速度で運転される
・蒸気タービン等を原動機としたタービン発電機は、回転子の直径が小さい
・蒸気タービン等を原動機としたタービン発電機は、横軸形として作られている
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後編
◆ステッピングモータ
・ステッピングモータは、パルスの周波数に比例する回転速度で回転する
・ステッピングモータは、駆動回路に与えられたパルス数に比例する回転角度だけ回転する
・1パルス当たりの回転角度をステップ角という
・永久磁石形ステッピングモータでは、無通電状態でも回転子位置を保持する力が働く
◆変圧器/直流電動機/誘導電動機/同期電動機の共通点、相違点
・誘導電動機における二次側の負荷抵抗値が、滑りsによって変化する
・直流電動機は、界磁電流と電機子電流を独立して制御できる
・誘導電動機はインバータを用いた制御によって、直流電動機と同様な運転特性を持たせることができる
・直流電動機と同期電動機は、界磁電流で励磁を制御するなど、原理及び構成に共通点が多い
・同期電動機の出力には負荷角が関与する
◆インバータ
・直流または、交流から周波数の異なる交流を発生する装置をインバータという
・インバータはオンオフ機能をもつデバイスと逆並列に接続したダイオードとからなる
・インバータは交流電圧を変化させる方法として、直流電圧源の電圧を変化させて、交流電圧波形の波高値を変化させる
・PWM制御は、基本波1周期の間に多数のスイッチングを行い、パルス幅を変化させて全体で基本波1周期の電圧波形を作る
◆リチウムイオン二次電池
・リチウムイオン二次電池の負極には主に黒鉛が用いられている
・リチウムイオン二次電池の電解液には有機電解液が用いられている
・放電時に電解液中をリチウムイオンが負極から正極へ移動する
・リチウムイオン二次電池のセル当たりの電圧は3~4V程度である