令和6年度 下期 機械 問3
巻線形誘導電動機の停動トルクと比例推移

出典:一般財団法人 電気技術者試験センター 令和6年度 下期 第三種電気主任技術者試験 機械科目 問題(問題文・選択肢は改変せず、公開PDFの該当ページをそのまま掲載しています)
解説
誘導電動機のトルク―速度曲線の基本用語を埋める問題。
**(ア) 電源周波数** トルク―回転速度曲線は、電源電圧と**電源周波数**を一定にしたときの関係。周波数が変われば同期速度が変わり、曲線そのものが横にずれる。負荷はこの曲線上の動作点を決めるもので、曲線を描く条件ではない。
**(イ) 停動** 最大トルクは**停動トルク**とも呼ぶ。負荷トルクがこれを超えると電動機は減速しきって止まってしまう(停動する)ことから付いた名前。臨界は誘導電動機のトルクには使わない。
**(ウ) 二次** 最大トルクの大きさは**二次**抵抗に関係しない(二次抵抗を変えると、最大トルクが出る滑りの位置が変わるだけ)。またトルクは「二次抵抗 r₂ と滑り s の比 r₂/s」で決まる。
**(エ) 比例推移** r₂/s が同じなら同じトルクになるので、二次抵抗を k 倍にすると、同じトルクが k 倍の滑りで出る。これが**比例推移**で、巻線形の二次側に外部抵抗をつないで始動トルクを大きくしたり、速度を下げたりするのに使う。
以上より正解は(1)。
間違えやすいのは(ウ)の一次と二次。一次抵抗は最大トルクの大きさに影響するが、二次抵抗は影響しない。比例推移が成り立つのも二次側だけである。
選択肢ごとの理由
- (1)正しい。電源周波数/停動/二次/比例推移 の組合せ。
- (2)(ウ)の一次と(エ)の二次励磁が誤り。r₂/s の関係で同じトルクが k 倍の滑りに移るのは二次抵抗。二次励磁は二次側に電圧を加える別の速度制御法。
- (3)(ア)の負荷、(イ)の臨界、(ウ)の一次が誤り。曲線を描く条件は電源電圧と電源周波数。
- (4)(イ)の臨界と(エ)の二次励磁が誤り。最大トルクの別名は停動トルクで、抵抗 k 倍で滑りが k 倍に移る現象は比例推移。
- (5)(ア)の負荷と(イ)の臨界が誤り。(ウ)(エ)は正しい。
この論点は、データセンターの現場でこう出てくる
停動トルクの考え方は、データセンターの冷却設備が「電圧が下がったときに止まらないか」を判断する根拠になる。 誘導電動機のトルクは電圧の2乗に比例するので、電圧が10%下がると停動トルクは約19%下がる。落雷などで系統に瞬時電圧低下(瞬低)が起きると、重い負荷をかけている冷凍機の圧縮機やポンプは停動トルクを割り込み、減速して止まることがある。サーバはUPSで守られていても、冷却が止まれば数分で室温が上がる。 このためDCでは、重要な冷却設備の電動機にもUPSやインバータの瞬停対策(瞬時停電後の自動再始動)を入れ、どの機器が瞬低で止まりうるかを洗い出しておく。「最大トルクにどれだけ余裕があるか」を見ることが、その洗い出しの第一歩になる。
LINEで受け取る(無料・1タップ)
機械科目の伸ばし方を、あなたの取りこぼしに合わせて返します
解説を書いている人間がそのまま答えます。DC設備職 キャリアマップつき。求人を送りつけることはしません。
合格したあとの話
この資格で、どの現場に行けるのか
本サイトは有料職業紹介事業者(許可番号 13-ユ-316867)が運営しています。 ビルメンテナンスや工場設備からデータセンターに移った人が、どの資格の段でどう条件が変わっているのか。 5問の診断から、転職の相談まで無料で受けられます。