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直流機の特性と計算 ミニテスト【第3回】

直流機の特性と計算」のミニテスト第3回(全5問)です。

直流機の特性と計算 ミニテスト

第1回 第2回 第3回

テストの使い方

まず自分で答えを考えてから「解答を見る」をタップしてください。間違えた問題は解説記事に戻って確認すると効果的です。

第1問

他励式直流機の特徴として、正しいものはどれか。

(1)自身の発電電力で界磁を励磁する
(2)界磁巻線が電機子と直列に接続されている
(3)界磁巻線を外部の別電源で励磁する
(4)永久磁石で界磁を作る
(5)界磁巻線を持たない

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正解:(3)界磁巻線を外部の別電源で励磁する
他励式は界磁電流を外部の別電源から供給します。界磁電流を自由に調整できるため、電圧や速度の制御性が高いのが特徴です。自励式(分巻・直巻・複巻)は自分自身の電圧で界磁を作ります。

第2問

直流発電機の外部特性で、負荷電流が増加したとき電圧変動が最も大きい方式はどれか。

(1)他励式
(2)分巻式
(3)直巻式
(4)複巻式
(5)差動複巻式

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正解:(3)直巻式
直巻式は界磁電流 = 負荷電流なので、負荷の変動がそのまま磁束の変動になり、端子電圧が大きく変動します。他励式は界磁が独立なので変動が小さく、分巻式はその中間です。

第3問

分巻電動機。端子電圧 200 V、線電流 52 A、界磁電流 2 A、電機子抵抗 0.2 Ω、鉄損+機械損 500 W のとき、効率 [%] に最も近いものはどれか。

(1)82.7
(2)84.6
(3)86.5
(4)88.5
(5)90.0

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正解:(3)86.5
Ia = 52 − 2 = 50 A
入力 = 200 × 52 = 10,400 W
電機子銅損 = 0.2 × 50² = 500 W
界磁銅損 = 200 × 2 = 400 W
総損失 = 500 + 400 + 500 = 1,400 W
η =(10,400 − 1,400)÷ 10,400 × 100 = 86.5 %

第4問

直流電動機の抵抗制御法の欠点として、正しいものはどれか。

(1)高価な設備が必要
(2)定格速度以上にしか制御できない
(3)挿入した抵抗で電力が消費され効率が悪い
(4)界磁電流が不安定になる
(5)逆起電力が発生しない

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正解:(3)挿入した抵抗で電力が消費され効率が悪い
抵抗制御は電機子回路に抵抗を直列に挿入して速度を下げる方法です。構造は簡単ですが、抵抗での電力消費(I²R)が大きく効率が悪いのが最大の欠点です。現在は電圧制御(チョッパ等)が主流です。

第5問

直流電動機で、界磁電流を一定に保ったまま端子電圧を 200 V から 100 V に半減した。回転速度はおよそどうなるか。ただし電機子抵抗の電圧降下は無視する。

(1)約 1/4 倍
(2)約 1/2 倍
(3)変わらない
(4)約 2 倍
(5)約 4 倍

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正解:(2)約 1/2 倍
RaIa を無視すると E ≈ V なので N ∝ V/φ。φ 一定のとき N ∝ V。
V が半分になれば速度も約半分になります。これが電圧制御の原理です。

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