電験3種過去問【2019年機械 問4】

2021年2月8日

【誘導機】誘導電動機の速度制御《空所問題》

 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]、極数pを用いてn=120・【(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制御することができ、特にかご形誘導電動機において【(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【(ウ)】を切り換える制御法や、【(エ)】の大きさを変更する制御法がある。前者は、効率は良いが、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【(オ)】の値を大きくとり、銅損が大きくなる。
 巻線型誘導機では、【(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) sf/p CVCF 極数 一次電圧 一次抵抗
(2) \(\frac{(1-s)f}{p}\) CVCF 相数 二次電圧 二次抵抗
(3) sf/p VVVF 相数 二次電圧 一次抵抗
(4) \(\frac{(1-s)f}{p}\) VVVF 相数 一次電圧 一次抵抗
(5) \(\frac{(1-s)f}{p}\) VVVF 極数 一次電圧 二次抵抗
解答と解説はこちら

解答

(5)

解説

(ア)誘導電動機の回転速度nは、\(n= \frac{120f(1-s)}{p} [min^{-1}]\)で与えられる。

(イ)がご形誘導電動機は、VVVF(Variable Voltage Variable Frequency:可変電圧可変周波数)電源装置を用いた速度制御が広く採用されている。

(ウ)(ア)式の分母p(極数)を変えると、n(回転速度)が変化し速度制御が可能。

(エ)誘導電動機の一次電圧を変化させると、同一トルクを発生させるすべりsは電圧の2乗に反比例して減少する。(電圧の2乗に比例して速度が増加)する。

(オ)巻線形誘導電動機は、二次抵抗の値を変化させることによるトルクの比例推移を利用して速度制御を行う。二次抵抗値を大きくとることで、低速起動時のトルク特性が改善するため、起重機クレーンなどの用途に用いられる。