誘導電動機の原理と構造 ミニテスト【第2回】

正解：（3）2.0
電動運転の範囲では、回転子から見た磁界の変化の速さはすべりに比例します。f₂＝sf＝0.04×50＝2.0 Hzです。
同じ50 Hzで（1）0.5 Hzならs＝0.01、（2）1.0 Hzなら0.02、（4）5.0 Hzなら0.10、（5）50 Hzなら1となり、指定の0.04と合いません。
定格時の二次周波数は、電源周波数とその機種の定格すべりで決まります。1〜3 Hzと一律には決められません。電源周波数一定で停止から同期速度に近づくほど低下しますが、同期速度を超える発電域も含む周波数の大きさは|s|fです。参考：日本電気技術者協会の二次周波数の説明。

正解：（2）基本波による誘導トルクがゼロになる
回転子と基本波の回転磁界との速度差が0なので、回転子に誘導起電力とそれによる電流が生じず、誘導トルクも0です。ただし固定子には磁界を作る励磁電流が流れます。
（1）と（5）は、誘導トルクが0で機械的出力を生み出せない状態を最大効率・最大出力としています。（3）は回転子の誘導電流と固定子電流の区別が必要です。固定子電流が最大になる条件ではありません。（4）も、励磁に必要な電流が残るので最大力率の条件とはいえません。
通常の電動運転では負荷や摩擦に対抗するためすべりが必要です。一方、外力で同期速度にすることまで不可能という意味ではありません。

正解：（2）始動時の電流の偏りを利用する
停止時は二次周波数が電源周波数と等しく、導体棒の電流が溝の開口側へ偏ります。電流が通る部分が狭まるため実効抵抗が増え、始動電流や始動トルクの改善に利用できます。加速してすべりが小さくなると偏りが弱まり、実効抵抗は下がります。「表皮効果が完全になくなる」とは限りません。
（1）深溝構造はそれだけで速度制御装置にはなりません。かご形もインバータで周波数制御できます。（3）の外部抵抗用スリップリングは巻線形の構造です。（4）は二次周波数の低下を考慮していません。（5）極数を2に限定する構造ではありません。始動トルクの大小は機種・設計条件でも変わります。参考：特殊かご形と速度制御。

正解：（3）750
同期速度Nsは磁界が回る速さです。周波数f［Hz］、極数pから、Ns＝120f/p＝120×50/8
＝750 min⁻¹となります。
同じ50 Hzで（1）500なら12極、（2）600なら10極、（5）1,000なら6極の値です。（4）900は60 Hz・8極の値で、今回の周波数とは違います。
通常の電動運転では軸はこれより遅く回ります。同期速度750 min⁻¹と、実際の軸の回転速度を混同しないようにします。

正解：（2）0.02〜0.05（2〜5 %）
第4問と同じ条件なので同期速度は750 min⁻¹です。s＝(Ns−N)/Ns
＝(750−720)/750＝0.04（4%）。0.02〜0.05に含まれるため（2）です。
（1）の0は同期速度、（5）の1は停止に対応します。（3）の0.1〜0.2なら軸速度600〜675 min⁻¹、（4）の0.3〜0.5なら375〜525 min⁻¹で、720 min⁻¹と合いません。
2〜5%はすべての誘導電動機に共通する定格範囲ではありません。銘板などに示された周波数・極数・定格回転速度から、その機械の値を計算します。