《機械》〈電動機応用〉[H26:問5]電気鉄道の直流電気車に関する空欄穴埋問題

Contents

1 【問題】
2 【ワンポイント解説】
3 【解答】

【問題】

【難易度】★★★☆☆（普通）

次の文章は，電気鉄道の直流電気車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。

直流電気車の駆動用電動機には大きな$ \ \fbox {　（１）　} \ $が要求され，長い間，直流$ \ \fbox {　（２）　} \ $電動機が使用されてきた。この電動機の制御に古くから使われているのは抵抗制御方式であるが，その後，パワー半導体デバイスの進化によってサイリスタを使用したチョッパ制御が導入され，電動機のきめ細かい制御が可能となり，エネルギー効率も向上した。

現在では，パワー半導体デバイスとして$ \ \mathrm {IGBT} \ $などを使用した大容量の可変電圧可変周波数変換装置が開発され，電動機の高度な制御が可能となっている。この電動機として，主に我が国では，構造が簡単で堅ろう，保守が容易な$ \ \fbox {　（３）　} \ $が使用されており，1台の変換装置で複数台の制御が容易である。また，その電動機の制御方式には，可変電圧可変周波数変換装置の出力電圧を$V$，出力周波数を$ \ f \ $，電動機電流を$ \ I_{\mathrm {M}} \ $，滑り周波数を$ \ f_{\mathrm {s}} \ $とすると，定加速域では$ \ \fbox {　（４）　} \ $制御，定出力域では$ \ \fbox {　（５）　} \ $制御，更に高速の特性域では$ \ V \ $一定・$ \ f_{\mathrm {s}} \ $一定制御が一般的に適用されている。

〔問5の解答群〕
\[
\begin{eqnarray}
&（イ）&　永久磁石同期電動機　　　　　　&（ロ）&　始動時のトルク \\[ 5pt ] &（ハ）&　複　巻　　　　　　&（ニ）&　V一定・I_{\mathrm {M}}一定・f_{\mathrm {s}}可変 \\[ 5pt ] &（ホ）&　\frac {V}{f} 可変・I_{\mathrm {M}} 可変・f_{\mathrm {s}} 一定　　　　　　&（ヘ）&　V可変・I_{\mathrm {M}} 可変・f_{\mathrm {s}} 一定 \\[ 5pt ] &（ト）&　中速域のトルク　　　　　　&（チ）&　\frac {V}{f}可変・I_{\mathrm {M}}一定・f_{\mathrm {s}}可変 \\[ 5pt ] &（リ）&　直　巻　　　　　　&（ヌ）&　分　巻 \\[ 5pt ] &（ル）&　V一定・I_{\mathrm {M}}一定・f_{\mathrm {s}}一定　　　　　　&（ヲ）&　\frac {V}{f}一定・I_{\mathrm {M}}一定・f_{\mathrm {s}}可変 \\[ 5pt ] &（ワ）&　三相巻線形誘導電動機　　　　　　&（カ）&　三相かご形誘導電動機 \\[ 5pt ] &（ヨ）&　高速域のトルク \\[ 5pt ] \end{eqnarray}
\]