電験3種過去問【2014年機械 問1】

【直流機】直流電動機のトルク《空所問題》

 次の文章は、直流電動機に関する記述である。
 直流分巻電動機は界磁回路と電機子回路とが並列に接続されており、端子電圧及び界磁抵抗を一定にすれば、界磁磁束は一定である。ことのき、機械的な負荷が【(ア)】すると、電機子電流が【(イ)】し回転速度はわずかに【(ウ)】するが、ほぼ一定である。このように負荷の変化に関係なく、回転速度がほぼ一定な電動機は定速度電動機と呼ばれる。
 上記のように直流分巻電動機の界磁磁束を一定にして運転した場合、電機子反作用を無視すると、トルクは電機子電流にほぼ【(エ)】する。
 一方、直流直巻電動機は界磁回路と電機子回路とが直流に接続されており、界磁磁束は負荷電流によって作られる。界磁磁束が磁気飽和しない領域では、界磁磁束は負荷電流にほぼ【(エ)】し、トルクは負荷電流の【(オ)】にほぼ比例する。

 上記の記述中の空白個所(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) 減少 減少 増加 反比例 1/2乗
(2) 増加 増加 増加 比例 2乗
(3) 減少 増加 減少 反比例 1/2乗
(4) 増加 増加 減少 比例 2乗
(5) 減少 減少 減少 比例 1/2乗

解答と解説はこちら

解答

(4)

解説

 直流分巻電動機は界磁回路と電機子回路とが並列に接続されており、端子電圧及び界磁抵抗を一定にすれば、界磁磁束は一定である。ことのき、機械的な負荷が(ア)増加すると、電機子電流が(イ)増加し回転速度はわずかに(ウ)減少するが、ほぼ一定である。このように負荷の変化に関係なく、回転速度がほぼ一定な電動機は定速度電動機と呼ばれる。
 上記のように直流分巻電動機の界磁磁束を一定にして運転した場合、電機子反作用を無視すると、トルクは電機子電流にほぼ(エ)比例する。
 一方、直流直巻電動機は界磁回路と電機子回路とが直流に接続されており、界磁磁束は負荷電流によって作られる。界磁磁束が磁気飽和しない領域では、界磁磁束は負荷電流にほぼ(エ)比例し、トルクは負荷電流の(オ)2乗にほぼ比例する。