V/f 一定制御インバータで駆動されている6 極の誘導電動機がある。この電動機は,端子電圧をV[V],周波数をf [Hz…
機械 第4問
V/f 一定制御インバータで駆動されている6 極の誘導電動機がある。この電動機は,端子電圧をV[V],周波数をf [Hz]として,V/f 比=4 一定制御インバータによって66 Hz で駆動されている。このときの滑りは5 %であった。この誘導電動機の回転速度[min⁻¹]の値として,正しいのは次のうちどれか。
- (1)1 140
- (2)1 200
- (3)1 254
- (4)1 320
- (5)1 710
正答 (3)
正答は (3)。
【手順1 同期速度を求める】
インバータによって66Hz で駆動されており、極数は6 です。
Ns = 120 × f ÷ p
= 120 × 66 ÷ 6
= 7920 ÷ 6
= 1320 [毎分]
【手順2 回転速度を求める】
滑りが5パーセントなので
N = (1 - s) × Ns
= (1 - 0.05) × 1320
= 0.95 × 1320
= 1254 [毎分]
よって (3) が正答です。
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【検算】
s = (Ns - N) ÷ Ns
= (1320 - 1254) ÷ 1320
= 66 ÷ 1320
= 0.05
滑り5パーセントに戻ります。
【電圧・周波数比一定制御とは】
題意にある「電圧を周波数で割った比を4 で一定に保つ」という制御は、インバータによる誘導電動機の速度制御の基本です。巻線に生じる誘導起電力の式
V ≒ 4.44 × f × N × φ
を見ると、V ÷ f を一定に保てば磁束φ が一定に保たれることが分かります。磁束が一定なら、同じ滑りに対して同じトルクが出せるので、低い周波数でもトルクを落とさずに運転できます。逆に、電圧を変えずに周波数だけ下げると磁束が過大になり、鉄心が飽和して励磁電流が急増し、巻線を焼いてしまいます。本問の比4 を使うと、66Hz での端子電圧は
V = 4 × 66 = 264 [V]
となります。この値は回転速度の計算には使いませんが、制御の考え方を確かめるために求めてみるとよいでしょう。
【間違えやすい点】
選択肢(4)の1320 は滑りを考えない同期速度、選択肢(2)の1200 は周波数を60Hz と取り違えた場合の同期速度です。与えられた周波数をそのまま使うこと、滑りの分だけ遅くなることの二点を押さえてください。
出典:令和6年度上期第三種電気主任技術者 機械科目 問4(一般財団法人 電気技術者試験センター 公表)出典元ページ
最終更新日
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