誘導電動機の特性と計算 ミニテスト【第3回】

正解：（3）64 %
同じ周波数などの条件で、最大トルクの比は電圧比の2乗です。
0.8²＝0.64＝64 %。減少分は100−64＝36 %です。
（1）40 %と（2）56 %は0.8の2乗になりません。（4）80 %は電圧比をそのまま使った値、（5）89 %は√0.8に近い値で、2乗とは異なります。
求めたのは出せる最大トルクです。負荷トルクが必ず64 %になるわけではなく、負荷によってはすべりや電流が増え、さらに条件が悪化すると失速するおそれがあります。参考：日本電気技術者協会のトルク特性。

正解：（3）二次抵抗制御
二次合成抵抗を変えるとトルク・すべり特性が変わり、負荷トルクとのつり合いで回転速度が変わります。同じ負荷トルクで安定に運転できる範囲では、抵抗を増やすとすべりが増え、速度は下がります。
（1）V/f制御は電圧と周波数を調整する方式で、巻線形にも適用できますが、本問の外部抵抗を使う方法ではありません。（2）は極数を変える方式です。（4）は一次側に直列に入れて電動機への電圧・電流を抑える方法で、二次抵抗の操作ではありません。（5）は主に力率改善に用い、すべりを二次抵抗で調整するものではありません。
外部抵抗でも熱が発生します。二次側の損失sP₂には、その抵抗で消費する電力も含めます。参考：始動方法と速度制御。

正解：（2）1.0
Pc₂＝sP₂＝0.025×40
＝1.0 kWです。
（1）0.5ならすべり0.0125、（3）1.5なら0.0375、（4）2.0なら0.05、（5）2.5なら0.0625で、指定の0.025と違います。
発生機械出力Pmは40−1＝39 kWです。ここから機械損を引くと軸出力になります。1−s＝0.975はPm/P₂であり、電動機全体の効率97.5 %を意味しません。全体の効率には一次側の損失や機械損も関係します。

正解：（2）0.36倍
全電圧始動時の線電流をI₀とします。端子電圧が0.6倍なので、電動機側の線電流は0.6I₀。電源側では理想変圧器の関係からさらにkを掛け、
I電源＝0.6×0.6I₀
＝0.36I₀です。
（4）0.60倍は電動機側の値です。（1）0.20倍、（3）0.50倍、（5）0.80倍は、電圧比0.6の2乗と一致しません。
この近似では始動トルクも全電圧時の0.36倍です。電流を抑えられても、負荷を加速できるトルクが必要です。比較対象は定格電流や加速後の電流ではなく、停止時の全電圧始動電流です。参考：補償器始動の電流とトルク。

正解：（2）1：0.05：0.95
s＝0.05、1−s＝0.95を順に入れます。二次入力の5 %が銅損、95 %が発生機械出力です。0.05＋0.95＝1となり、電力の収支も一致します。
（1）はすべりを0.5とした比です。（3）は銅損と発生機械出力を逆にしています。（4）は二次入力より銅損が大きく、（5）は発生機械出力だけで二次入力を超えるので、この電動運転の収支に合いません。
Pmは軸出力とは区別します。また、電動機全体の効率を求めるには、軸出力を一次入力で割ります。この比だけから全体の効率が95 %だとは判断できません。