問 題
次の文章は、変圧器、直流電動機、誘導電動機及び同期電動機の共通点や相違点に関する記述である。
- ( ア )と、負荷抵抗を接続した( イ )の等価回路は、電源からの電流が励磁電流と負荷電流に分かれるなど、原理及び構成に共通点が多い。相違点は、( ア )における二次側の負荷抵抗値が、滑りsによって変化するところである。
- 磁束を与える界磁電流と、トルクに比例する電機子電流を独立して制御できる( ウ )は、広範囲な回転速度で精密なトルクの制御ができる。
構造が簡単で丈夫なため広く使われている( ア )も、インバータを用いた制御によって、( ウ )と同様な運転特性をもたせることができる。 - ( ウ )と( エ )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。相違点は、( エ )の出力に負荷角が関与するところである。
上記の記述中の空白箇所(ア)、(イ)、(ウ)及び(エ)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)
- 変圧器 誘導電動機 直流電動機 同期電動機
- 直流電動機 同期電動機 変圧器 誘導電動機
- 誘導電動機 変圧器 直流電動機 同期電動機
- 変圧器 直流電動機 誘導電動機 同期電動機
- 誘導電動機 変圧器 同期電動機 直流電動機
正解 (3)
解 説
( ア )と( イ )について、変圧器・直流機・誘導機・同期機の中で等価回路が似ているものといえば、誘導機と変圧器です。また、滑りsという概念が出てくるのは誘導機のほうなので、( ア )には「誘導電動機」が、( イ )には「変圧器」が入ります。
誘導電動機の等価回路
変圧器の等価回路
( ウ )と( エ )についてはcの文章に書かれていますが、両者の大きな違いは、出力の式を見ればわかります。出力Pの式は計算問題でもたびたび出題されるので、ぜひ公式として押さえておいてください。
直流電動機の出力の公式
- P：直流電動機の出力 [W]
- n：電機子の回転速度 [min-1]
- T：トルク [N・m]
三相同期電動機の出力の公式
- P：三相同期機の出力[W]
- Eo：内部誘導起電力[V](相電圧実効値)
- V：電機子端子電圧[V](相電圧実効値)
- X：同期リアクタンス[Ω]
- δ：EoとVとの位相角(負荷角)[rad]
よって、負荷角が関わるのは同期機のほうなので、( ウ )には「直流電動機」が、( エ )には「同期電動機」が入ります。
ちなみに、実は問6で同期機の負荷角を問う問題が出題されているので、ここから( エ )は同期電動機であると判断することができます。電験三種の試験では、このように同年度の同科目で、ほかの問題からヒントを拾えることが珍しくありません。
以上から、正解は(3)となります。
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