第三種電気主任技術者・2014年度・機械

2014年度機械問1

問題文

次の文章は、直流電動機に関する記述である。
直流分巻電動機は界磁回路と電機子回路とが並列に接続されており、端子電圧及び界磁抵抗を一定にすれば、界磁磁束は一定である。このとき、機械的な負荷が (ア) すると、電機子電流が (イ) し回転速度はわずかに (ウ) するが、ほぼ一定である。このように負荷の変化に関係なく、回転速度がほぼ一定な電動機は定速度電動機と呼ばれる。
上記のように直流分巻電動機の界磁磁束を一定にして運転した場合、電機子反作用等を無視すると、トルクは電機子電流にほぼ (エ) する。
一方、直流直巻電動機は界磁回路と電機子回路とが直列に接続されており、界磁磁束は負荷電流によって作られる。界磁磁束が磁気飽和しない領域では、界磁磁束は負荷電流にほぼ比例し、トルクは負荷電流の (オ) にほぼ比例する。

上記の記述中の空白箇所(ア)、(イ)、(ウ)、(エ)及び(オ)に当てはまる組合せとして、正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

出典：第三種電気主任技術者 2014年度機械問1

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正答：(4)

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正解は(4)。直流分巻電動機において、負荷（トルク）が増加すると、必要なトルクを発生させるために電機子電流 $I_a$ は増加します（(ア)増加、(イ)増加）。

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直流分巻電動機において、負荷（トルク）が増加すると、必要なトルクを発生させるために電機子電流 $I_a$ は増加します（(ア)増加、(イ)増加）。
回転速度 $N$ は $N = \dfrac{V - I_a R_a}{k\phi}$ で表され、 $I_a$ の増加に伴い電圧降下 $I_a R_a$ が増えるため、速度はわずかに減少します（(ウ)減少）。
トルク $T$ は $T = k \phi I_a$ で表され、分巻機では磁束 $\phi$ が一定のため、トルクは電機子電流に比例します（(エ)比例）。
直流直巻電動機では、磁束 $\phi$ が負荷電流 $I$ に比例するため、 $T = k \phi I \propto I^2$ となり、トルクは電流の2乗に比例します（(オ)2乗）。

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