《機械》〈回転機〉[H23:問2]同期機の損失測定法に関する空欄穴埋問題

【問題】

【難易度】★★★★☆（やや難しい）

次の文章は，同期機の損失測定法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。

同期機の損失測定法には，同期機に結合した駆動電動機を用いて\( \ \fbox {　 （１） 　} \ \)で運転し，駆動電動機の電圧，電流及び入力を測定し，駆動電動機の損失を差し引いた出力によって求める方法がある。

ただし，ここでは同期機の励磁装置は，同期機の回転子軸によって駆動されない方式のものとする。

a.同期機を無励磁で\( \ \fbox {　 （１） 　} \ \)で運転する。駆動電動機の入力が一定となった後，駆動電動機の電圧，電流及び入力を測定する。これから駆動電動機の損失を差し引いて，駆動電動機の出力を算出する。その出力が同期機の\( \ \fbox {　 （２） 　} \ \)である。

b.同期機の電機子全端子を開放した状態で，定格電圧となるように励磁して運転する。上記aと同様に駆動電動機の出力を算出する。その出力が同期機の\( \ \fbox {　 （３） 　} \ \)である。これから上記aの\( \ \fbox {　 （２） 　} \ \)を差し引くと\( \ \fbox {　 （４） 　} \ \)が得られる。

c.同期機の電機子全端子を短絡した状態で，定格電流になるように励磁して運転する。上記aと同様に駆動電動機の出力を算出して同期機の損失を求める。これから上記aの\( \ \fbox {　 （２） 　} \ \)を差し引くと，電機子抵抗損である直接負荷損と，\( \ \fbox {　 （５） 　} \ \)との和が得られる。

〔問2の解答群〕
\[
\begin{eqnarray}
&（イ）&　漂遊負荷損　　　　　　　&（ロ）&　滑り速度　　　　　&（ハ）&　駆動機損 \\[ 5pt ] &（ニ）&　流動損　　　　　&（ホ）&　開放損　　　　　&（ヘ）&　変化損 \\[ 5pt ] &（ト）&　鉄　損　　　　　&（チ）&　定格回転速度　　　　　　　&（リ）&　励磁機損 \\[ 5pt ] &（ヌ）&　短絡損　　　　　&（ル）&　電気損　　　　　&（ヲ）&　機械損 \\[ 5pt ] &（ワ）&　低回転速度　　　　　&（カ）&　銅　損　　　　　&（ヨ）&　固定損 \\[ 5pt ] \end{eqnarray}
\]

【ワンポイント解説】

同期機の損失に関する問題です。
少しマイナーな内容で，受験生には厳しい問題であったかもしれませんが，損失の種類を覚えておけばある程度正答は導き出せると思います。

1.同期機の損失
同期機の損失は図1の通りとなります。その他，測定困難な損失も一部ありますが，覚えておくのはこれだけで十分かと思います。

【解答】

(1)解答：チ
題意より解答候補は，（ロ）滑り速度，（チ）定格回転速度，（ワ）低回転速度，になると思います。
様々な損失は定格運転時を基準とするため，損失を測定するためには定格回転速度で運転する必要があります。

(2)解答：ヲ
題意より解答候補は，（イ）漂遊負荷損，（ハ）駆動機損，（ニ）流動損，（ホ）開放損，（ヘ）変化損，（ト）鉄損，（リ）励磁機損，（ヌ）短絡損，（ル）電気損，（ヲ）機械損，（カ）銅損，（ヨ）固定損，になると思います。
同期機の損失は図1の中にあり，その中で無励磁の時でも発生する損失は機械損となります。

(3)解答：ヨ
題意より解答候補は，（イ）漂遊負荷損，（ハ）駆動機損，（ニ）流動損，（ホ）開放損，（ヘ）変化損，（ト）鉄損，（リ）励磁機損，（ヌ）短絡損，（ル）電気損，（ヲ）機械損，（カ）銅損，（ヨ）固定損，になると思います。
同期機の電機子全端子を開放して定格電圧をかけると電流が流れないため固定損のみ発生することになります。

(4)解答：ト
題意より解答候補は，（イ）漂遊負荷損，（ハ）駆動機損，（ニ）流動損，（ホ）開放損，（ヘ）変化損，（ト）鉄損，（リ）励磁機損，（ヌ）短絡損，（ル）電気損，（ヲ）機械損，（カ）銅損，（ヨ）固定損，になると思います。
図1の通り，固定損から機械損を差し引くと鉄損が求められます。

(5)解答：イ
題意より解答候補は，（イ）漂遊負荷損，（ハ）駆動機損，（ニ）流動損，（ホ）開放損，（ヘ）変化損，（ト）鉄損，（リ）励磁機損，（ヌ）短絡損，（ル）電気損，（ヲ）機械損，（カ）銅損，（ヨ）固定損，になると思います。
電機子全端子を短絡した状態にして運転すると，機械損と直接負荷損と漂遊負荷損の和が求められ，ここから機械損を差し引くと直接負荷損と漂遊負荷損の和が求められます。