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電験3種機械の問題です。平成23年

akb********さん

2012/2/411:55:40

電験3種機械の問題です。平成23年

問16 負荷に直結された他励直流電動機を, 電機子電圧を変化させることによって 速度制御することを考える。
電機子抵抗が0.4〔Ω〕,界磁磁束は界磁電流に比例するものとして,次の(a) 及び(b)の問に答えよ。
(a)界磁電流をIf1〔A〕 とし,電動機が600〔min-1〕で回転しているときの誘導起電力は200〔V〕であった。このとき電機子電流が20〔A〕一定で負荷と釣り合った状態にするには, 電機子電圧を何 〔V〕 に制御しなければならないか, 最も近いものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。
(1) 8 (2) 80 (3) 192 (4) 200 (5) 208

(b) 負荷は, トルクが一定で回転速度に対して機械出力が比例して上昇する特性であるとして,磁気飽和,電機子反作用,機械系の損失などは無視できるものとする。
電動機の回転速度を1320〔min-1〕にしたときに,界磁電流をIf1〔A〕の 1/2にして, 電機子電流がある一定の値で負荷と釣り合った状態にするには, 電機子電圧を何 〔V〕 に制御しなければならないか, 最も近いものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。
(1)216 (2)228 (3) 236 (4) 448 (5) 456

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ベストアンサーに選ばれた回答

akb********さん

2012/2/1023:04:51

(a) 他励直流電動機では電機子電圧Vは、次式で求まる。
Ia=(V-E)/Ra →V=E+Ra*Ia(E:誘導起電力 Ia:電機子電流 Ra:電機子抵抗
V=200+0.4*20 =208V
(b) トルクTは次式で示される。(Φ:磁束,k:比例定数)
T=k*Φ*Ia If1を1/2にすると(Φを1/2)Ia'=2Ia=2*20 40A
誘導起電力Eは次式で示される。(n:回転速度、k':比例定数)。
E-K'*Φ*nなのでEとΦ*nは比例する。
E:If1*n=E':1/2If1*n'
200:600*If1=E'*1/2*1320*If1
E'=200*1/2*1320*If1/600If1= 132000/600 220
電機子電圧V'は次式で求まる。
V'=E'+Ra*Ia'=220+0.4+40 236
(a)- 5 (b)- 3

ベストアンサー以外の回答

1〜1件/1件中

fis********さん

2012/2/417:19:08

(a)
電機子電圧V=誘導起電力+電機子抵抗×電機子電流
V=200+0.4×20=208[V]

答え (5) 208


(b)
トルクT=比例定数k×磁束φ×電機子電流Ia
トルクTが一定だから
界磁電流Ifが1/2になれば電機子電流Iaは2倍になる。
Ia=2×20=40[A]

誘導起電力E=比例定数k'×磁束φ×回転数N
界磁磁束φは界磁電流Ifに比例するものとしての記載があるので、
誘導起電力E=比例定数k×界磁電流If×回転数N
この式は、誘導起電力Eは、界磁電流Ifと回転数Nに比例する。って意味だから

200:If×6000=E':0.5If×1320
E'={(200×0.5)If×1320}/600If
E'=100×1320/600=220[V]

電機子電圧V=誘導起電力+電機子抵抗×電機子電流
V=220+0.4×40=236[V]

答え (3) 236

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