【問題】
【難易度】★★★☆☆（普通）
次の文章は，誘導電動機の速度制御に関する記述である。
電源周波数\( \ f \ \)を変えて速度を制御する方式の一つに\( \ \fbox { （ア） } \ \)一定制御がある。これは，\( \ f \ \)を変化させたときに\( \ \fbox { （イ） } \ \)の強さを一定に保つように入力電圧\( \ V \ \)も変化させる方式であり，二次抵抗制御方式と比べて効率が高いので小容量機から大容量機まで広く用いられてきた。周波数の可変装置には\( \ \fbox { （ウ） } \ \)電源装置やサイクロコンバータなどがある。
\( \ \fbox { （ア） } \ \)一定制御には低速回転時に回転速度や負荷トルクが急変した直後の速度を正確に制御できないという課題があり，この点を改善した速度制御法として\( \ \fbox { （エ） } \ \)制御がある。\( \ \fbox { （エ） } \ \)制御は，速度とトルクを精密に制御でき，始動トルクが\( \ \fbox { （オ） } \ \)，負荷変動の大きなクレーンや工作機械などに用いられる。
上記の記述中の空白箇所(ア)～(オ)に当てはまる組合せとして，最も適切なものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
\[
\begin{array}{cccc}
& （ア） & （イ） & （ウ） & （エ） & （オ） \\
\hline
(1) & V / f & 回転磁界 & \mathrm {VVVF} & ベクトル & 大きく \\
\hline
(2) & V / f & 回転電界 & \mathrm {CVCF} & ベクトル & 小さく \\
\hline
(3) & V \cdot f & 回転磁界 & \mathrm {VVVF} & ベクトル & 小さく \\
\hline
(4) & V \cdot f & 回転電界 & \mathrm {CVCF} & スカラー & 大きく \\
\hline
(5) & V / f & 回転磁界 & \mathrm {CVCF} & スカラー & 小さく \\
\hline
\end{array}
\]
【ワンポイント解説】
誘導電動機の速度制御に関する問題です。
過去問の再出題ではなく電験では出題が少なかった問題ですが，ある程度過去問をこなしていれば正答を選択できそうなので，私の生徒さんの正答率も高かった印象です。
わからないと諦めず，関連知識から正答を導き出すようにして下さい。
1.三相誘導電動機のトルク又は回転速度の制御方法
①\( \ V / f \ \)一定制御
従来からある方法で，\( \ V / f \ \)を一定に保つことで，鉄心の磁気飽和が起こらないように磁束密度を一定として制御を行う方法です。電動機の回転速度が変化しても同等のトルク特性が得られることで，速度制御が可能となります。
②ベクトル制御
コンピュータの発達に伴い導入された方法で，ベクトル演算でインバータの出力電流を制御する方法です。一次電流に含まれるトルク成分電流と磁束成分電流は個別に制御することができるので，\( \ V / f \ \)一定制御では補正が必要であった始動時等低速度域での速度調整が可能となったことや低速度域でも始動トルクを大きくできること，制御の応答性が良い等の特徴があります。
【解答】
解答：(1)
(ア)
ワンポイント解説「1.三相誘導電動機のトルク又は回転速度の制御方法」の通り，電源周波数\( \ f \ \)を変えて速度を制御する方式は\( \ V / f \ \)一定制御となります。
(イ)
ワンポイント解説「1.三相誘導電動機のトルク又は回転速度の制御方法」の通り，\( \ V / f \ \)一定制御は，\( \ f \ \)を変化させたときに回転磁界の強さを一定に保つように入力電圧\( \ V \ \)も変化させる方式となります。
(ウ)
周波数とともに電圧を制御する装置は可変電圧・可変周波数の\( \ \mathrm {VVVF \ \left( Variable \ Voltage \ Variable \ Frequency\right) } \ \)電源装置です。
(エ)
ワンポイント解説「1.三相誘導電動機のトルク又は回転速度の制御方法」の通り，一定制御には低速回転時に回転速度や負荷トルクが急変した直後の速度を正確に制御できないという課題を改善した速度制御法はベクトル制御となります。
(オ)
ワンポイント解説「1.三相誘導電動機のトルク又は回転速度の制御方法」の通り，ベクトル制御は始動トルクが大きいという特性があります。
