電験2種過去問【2021年機械 問3】

【誘導機】特殊かご形誘導機の原理《空所問題》

 次の文章は、特殊かご形誘導機に関する記述である。文中の\(\fbox{空所欄}\)に当てはまる最も適切なものを解答群の中から選べ。
 かご形誘導機の始動特性の特徴として\(\fbox{(1)}\)が大きい割に\(\fbox{(2)}\)が小さいことがあげられる。始動特性を改良するために二次周波数の変化に対する二次抵抗の変化を利用したのが特殊かご形誘導機である。
 \(\fbox{(3)}\)かご形誘導機の回転子は、二つのかご形導体を有している。回転子表面に近い外側導体は断面積が小さく、抵抗値が大きい。軸に近い内側導体は断面積が大きく、抵抗値が小さい。始動時の二次周波数が高い間は、内側導体が構成する二次回路の\(\fbox{(4)}\)が大きいため、二次回路を流れる電流の大部分は外側導体を流れる。そのため、二次抵抗の高い誘導機として始動され、大きな\(\fbox{(2)}\)を得ることができる。二次周波数の低下に伴い、二次電流の大部分は抵抗の低い内側導体に流れる。
 \(\fbox{(5)}\)かご形誘導機の回転子には半径方向に長い導体を用いている。始動時の二次周波数が高い間は、二次電流は表皮効果により導体の回転子表面近くに集中する。二次周波数の低下に伴い、二次電流が導体の軸に近い部分まで広がるので、二次抵抗は低くなる。

[問3の解答群]
(イ)\( \displaystyle \text{始動電流}\)    (ロ)\( \displaystyle \text{始動トルク}\)    (ハ)\( \displaystyle \text{鉄損}\)

(ニ)\( \displaystyle \text{コンダクタンス}\) (ホ)\( \displaystyle \text{一次巻線}\)     (ヘ)\( \displaystyle \text{端絡環}\)

(ト)\( \displaystyle \text{スキュー}\)    (チ)\( \displaystyle \text{巻線}\)       (リ)\( \displaystyle \text{一次抵抗}\)

(ヌ)\( \displaystyle \text{始動抵抗}\)    (ル)\( \displaystyle \text{漏れリアクタンス}\) (ヲ)\( \displaystyle \text{二重}\)

(ワ)\( \displaystyle \text{深みぞ}\)     (カ)\( \displaystyle \text{細みぞ}\)      (ヨ)\( \displaystyle \text{浅みぞ}\)

解答と解説はこちら

解答

(1):(イ)
(2):(ロ)
(3):(ヲ)
(4):(ル)
(5):(ワ)

解説

 かご形誘導機の始動特性の特徴として\(\fbox{始動電流}\)が大きい割に\(\fbox{始動トルク}\)が小さいことがあげられる。始動特性を改良するために二次周波数の変化に対する二次抵抗の変化を利用したのが特殊かご形誘導機である。
 \(\fbox{二重}\)かご形誘導機の回転子は、二つのかご形導体を有している。回転子表面に近い外側導体は断面積が小さく、抵抗値が大きい。軸に近い内側導体は断面積が大きく、抵抗値が小さい。始動時の二次周波数が高い間は、内側導体が構成する二次回路の\(\fbox{漏れリアクタンス}\)が大きいため、二次回路を流れる電流の大部分は外側導体を流れる。そのため、二次抵抗の高い誘導機として始動され、大きな\(\fbox{始動トルク}\)を得ることができる。二次周波数の低下に伴い、二次電流の大部分は抵抗の低い内側導体に流れる。
 \(\fbox{深みぞ}\)かご形誘導機の回転子には半径方向に長い導体を用いている。始動時の二次周波数が高い間は、二次電流は表皮効果により導体の回転子表面近くに集中する。二次周波数の低下に伴い、二次電流が導体の軸に近い部分まで広がるので、二次抵抗は低くなる。