2010年度 機械 問5
問題文
この問題の誤りを報告三相同期電動機は、50 [Hz] 又は 60 [Hz] の商用交流電源で駆動されることが一般的であった。電動機としては、極数と商用交流電源の周波数によって決まる一定速度の運転となること、(ア) 電流を調整することで力率を調整することができ、三相誘導電動機に比べて高い力率の運転ができることなどに特徴がある。さらに、誘導電動機に比べて (イ) を大きくできるという構造的な特徴などがあることから、回転子に強い衝撃が加わる鉄鋼圧延機などに用いられている。
しかし、商用交流電源で三相同期電動機を駆動する場合、(ウ) トルクを確保する必要がある。近年、インバータなどパワーエレクトロニクス装置の利用拡大によって可変電圧可変周波数の電源が容易に得られるようになった。出力の電圧と周波数がほぼ比例するパワーエレクトロニクス装置を使用すれば、(エ) を変えると (オ) が変わり、このときのトルクを確保することができる。
さらに、回転子の位置を検出して電機子電流と界磁電流をあわせて制御することによって幅広い速度範囲でトルク応答性の優れた運転も可能となり、応用範囲を拡大させている。
出典：第三種電気主任技術者 2010年度 機械 問5
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正答：(5)
要点
正解は(5)。(ア)。同期電動機は、励磁電流（界磁電流）を調整することで力率を制御できます（V曲線）。 ・ (イ): 誘導機は励磁電流を固定子側から供給する必要があるため空隙（ギャップ）を狭くする必要がありますが、同期機は直流励磁されるため空げきを比較的大きく設計できます。
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正解は(5)です。
・(ア): 同期電動機は、励磁電流（界磁電流）を調整することで力率を制御できます（V曲線）。
・(イ): 誘導機は励磁電流を固定子側から供給する必要があるため空隙（ギャップ）を狭くする必要がありますが、同期機は直流励磁されるため空げきを比較的大きく設計できます。
・(ウ): 商用電源直入れの場合、同期電動機は自己始動トルクを持たないため、始動巻線（制動巻線）などによる始動トルクの確保が必要です。
・(エ)(オ): インバータ制御（VVVF）では、周波数を変えることで同期速度 を変化させて速度制御を行います。
以上より、選択肢(5)が正解です。