《機械》〈回転機〉[H23:問1] 大形同期電動機の始動に関する空欄穴埋問題

【問題】

【難易度】★☆☆☆☆(易しい)

次の文章は,一定周波数の交流電源によって運転される大形同期電動機の始動に関する記述である。文中の\(\fbox{$\hskip3em\Rule{0pt}{0.8em}{0em}$}\)に当てはまる最も適切なものを解答群の中から選びなさい。

同期電動機は,回転子が同期速度で回転しているときにだけトルクを発生するので,始動トルクをもたない。そのため同期電動機の始動には,自己始動法,始動電動機始動法,\(\fbox {  (1)  }\)始動法,\(\fbox {  (2)  }\)始動法などが用いられる。

大形同期電動機には自己始動法によって始動すると,始動電流が大きいため電力系統を動揺させる。このため,次のような方式が採用される。

無負荷で始動することが許される場合には,始動電動機始動法が採用できる。この始動法は,小形の始動電動機によって主機である大形同期電動機を同期速度まで加速してから交流電源に接続して同期化させる方式である。始動電動機として\(\fbox {  (3)  }\)を用いる解き、その極数は主機よりも\(\fbox {  (4)  }\)ものが使われる。

\(\fbox {  (1)  }\)始動法は,始動用電源として可変周波数の電源を使用し,周波数が定格周波数の\(\fbox {  (5)  }\)〔\(%\)〕くらいのときに同期化してしまい,同期状態を保ったまま周波数を定格周波数まで上げてから主電源に切り換える方式である。\(\fbox {  (1)  }\)では回転部分の運動エネルギーが小さいので、容易に同期化できる。

\(\fbox {  (2)  }\)始動法は,可変周波数の始動用電源と同期電動機を静止状態で電気的に接続しておき,同期電動機の界磁巻線に直流電流を流し,始動用電源の周波数を徐々に上げて最初から同期電動機としてのトルクによって始動する方式である。

〔問1の解答群〕
\[
\begin{eqnarray}
&(イ)& 60   &(ロ)& 中間周波   &(ハ)& 同期 \\[ 5pt ] &(ニ)& 直流機    &(ホ)& 1極対少ない   &(ヘ)& 2極対多い \\[ 5pt ] &(ト)& リアクトル   &(チ)& 30   &(リ)& 高周波 \\[ 5pt ] &(ヌ)& \mathrm {Y-\Delta }   &(ル)& 誘導機   &(ヲ)& 1極対多い \\[ 5pt ] &(ワ)& 交流整流子機   &(カ)& 50   &(ヨ)& 低周波
\end{eqnarray}
\]

【ワンポイント解説】

同期電動機の始動法に関する問題です。一種の問題としてはかなり基礎的な内容を問う問題なので,ぜひ完答を目指したい問題です。誘導電動機の始動法も合わせて理解しておきましょう。

【解答】

(1)解答:ヨ
 解答候補は,(ロ)中間周波,(ハ)同期.(ト)リアクトル,(リ)高周波,(ヨ)低周波です。このうち同期電動機の始動法は(ハ)同期,(ヨ)低周波の2つです。設問後半の文章で定格周波数の30%程度で同期すると説明しているので,答えは(ヨ)低周波となります。

(2)解答:ハ
 (1)同様解答候補は,(ロ)中間周波,(ハ)同期.(ト)リアクトル,(リ)高周波,(ヨ)低周波です。設問後半で最初から同期電動機としてのトルクによって始動するとなっているので,解答は(ハ)同期となります。

(3)解答:ル
 解答候補は,(ニ)直流機,(ル)誘導機,(ワ)交流整流子機となります。始動電動機指導法では(ニ)直流機,(ル)誘導機を使用しますが,本設問では極数の内容を説明しているので,答えは(ル)誘導機となります。

(4)解答:ホ
 解答候補は,(ホ)1極対少ない,(ヘ)2極対多い,(ヲ)1極対多いの三つとなります。始動式始動法では始動電動機を同期速度以上に上昇できるようにするため,同期は電動機よりも1極対少ないものを選定します。

(5)解答:チ
 解答候補が(イ)60,(チ)30,(カ)50となりますが,低周波始動法は同期速度の30%程度で同期化させ,そこから定格回転数まで上昇させます。



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