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電験3種過去問【2022年(下期)機械 問4】

2024年1月16日

【同期機】三相同期電動機の位相特性《空所問題》

 次の文章は、三相同期電動機の位相特性に関する記述である。
 図は三相同期電動機の位相特性曲線(V曲線)の一例である。同期電動機は、界磁電流を変えると、電機子電流の端子電圧に対する位相が変わり、さらに、電機子電流の大きさも変わる。図の曲線は最低点は力率が1となる点で、図の破線より右側は\fbox{(ア)}電流、左側は\fbox{(イ)}電流の範囲となる。また、電動機の出力を大きくするにつれて、曲線は、\fbox{(ウ)} → B → \fbox{(エ)}の順に変化する。
 この位相特性を利用して、三相同期電動機を需要家機器と並列に接続して無負荷運転し、需要家機器の端子電圧を調整することができる。このような目的で用いる三相同期電動機を\fbox{(オ)}という。

 上記の記述中の空白箇所(ア)~(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。

\small{\begin{array}{cccc} &(ア)&(イ)&(ウ)&(エ)&(オ)\\ \hline(1)&遅れ&進み&A&C&静止形無効電力補償装置\\ \hline(2)&遅れ&進み&C&A&静止形無効電力補償装置\\ \hline(3)&遅れ&進み&A&C&同期調相機\\ \hline(4)&進み&遅れ&C&A&同期調相機\\ \hline(5)&進み&遅れ&A&C&同期調相機\\ \hline\end{array}}

解答と解説はこちら

解答

(4)が正しい

解説

 図は三相同期電動機の位相特性曲線(V曲線)の一例である。同期電動機は、界磁電流を変えると、電機子電流の端子電圧に対する位相が変わり、さらに、電機子電流の大きさも変わる。図の曲線は最低点は力率が1となる点で、図の破線より右側は(ア)進み電流、左側は(イ)遅れ電流の範囲となる。また、電動機の出力を大きくするにつれて、曲線は、(ウ)C → B → (エ)Aの順に変化する。
 この位相特性を利用して、三相同期電動機を需要家機器と並列に接続して無負荷運転し、需要家機器の端子電圧を調整することができる。このような目的で用いる三相同期電動機を(オ)同期調相機という。

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