電験三種 R5年度上期 機械 問11 問題と解説

　問 題　　　　　

図に示すように、電動機が減速機と組み合わされて負荷を駆動している。このときの電動機の回転速度n_mが1150min^－1、トルクT_mが100N・mであった。

減速機の減速比が8、効率が0.95のとき、負荷の回転速度n_L[min^－1]、軸トルクT_L[N・m]及び軸入力P_L[kW]の値として、最も近いものを組み合わせたのは次のうちどれか。

• n_L[min^－1]　　T_L[N・m]　　P_L[kW]

1. 　136.6　　　　11.9　　　　11.4
2. 　143.8　　　　760　　　　 11.4
3. 　9200　　　　 760　　　　 6992
4. 　143.8　　　　11.9　　　　11.4
5. 　9200　　　　 11.9　　　　6992

 

 

 

 

 

　解 説　　　　

問われているのは負荷の回転速度n_L、軸トルクT_L、軸入力P_Lなので、これらについて順番に考えていきます。

まず負荷の回転速度n_Lについて、電動機の回転速度n_mが1150[min^－1]であり、減速比が8であるため、負荷の回転速度n_Lは電動機の回転速度n_mの1/8となります。よって、以下のように計算することができます。

よって、この時点で選択肢は(2)か(4)の2つに絞られます。

続いて軸トルクT_Lについて、理想的な減速機においては、減速した分だけトルクが増加します。つまり、減速機によって負荷の回転速度が1/αになれば、軸トルクはα倍になるということです。ただし、現実的には若干の損失が生じるため、軸トルクはα倍よりも少し低い値となります。

本問では減速比が8で、減速機の効率が0.95であるので、軸トルクT_Lは次のように計算することができます。

よって、この時点で残る選択肢は(2)だけになりましたが、念のため軸入力P_Lについても考えます。

軸入力P_Lは、(2)式で求めた軸トルクT_Lと、(1)式で求めた負荷の回転速度n_Lを使って以下のように算出することができます。

以上から、n_L＝143.8、T_L＝760、P_L＝11.4となるので、正解は(2)です。