質問
2020/05/06 20:40

電験3種 機械 平成30年 問1 についてお伺いいたします。

界磁磁束を一定に保った直流電動機において、0.5Ωの抵抗値をもつ電機子巻線と直列に始動抵抗(可変抵抗)が接続されている。この電動機を内部抵抗が無視できる電圧200Vの直流電源に接続した。静止状態で電源に接続した直後の電機子電流は100Aであった。
この電動機の始動後、徐々に回転速度が上昇し、電機子電流が50Aまで減少した。トルクも半分に減少したので、電機子電流を100Aに増やすため,直列可変抵抗の抵抗値をR1[Ω]からR2[Ω]に変化させた。R1及びR2の値の組合せとして、正しいものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。
ただし、ブラシによる電圧降下、始動抵抗を調整する間の速度変化、電機子反作用及びインダクタンスの影響は無視できるものとする。

R1 R2
(1) 2.0 1.0
(2) 4.0 2.0
(3) 1.5 2.0
(4) 1.5 0.5
(5) 3.5 1.5

ただし書きにある「始動抵抗を調整する間の速度変化は無視できる」ですが、調整後も速度変化がないとすれば電機子電流が50Aのときと、100Aに増やしたときの速度は同じであると捉えることができるのですが、ただし書きは「指導抵抗の調整後の速度は変化する」と捉えることができるんではないでしょうか。

変化しなければ電機子電流が50Aと100Aのときの逆起電力は同じとなるのは分かるのですが、変化した場合は逆起電力は異なるはずです。

翔泳社アカデミーの解説では、50Aと100Aのときの逆起電力は同じとしています。従って、始動抵抗の調整後も速度は変化していないと問題を解釈しているようです。

それとも電機子電流が50Aと100Aのときの逆起電力が同じである理由は、速度変化以外にあるのでしょうか。
問題文のただし書きの意味するところがしっくりしません。

電機子電流が50Aと100Aのときの逆起電力が同じである理由は何なのでしょうか。
問題文の解釈の問題かもしれませんが、よろしくお願い致します。

【参考】
翔泳社アカデミーの解説のリンク先は以下となります。
https://www.denken3.com/wp-content/uploads/2018/09/20180926_2018web_kaitoukaisetsu.pdf

電験三種

回答 1 件
摺り足の加藤 PRO 第一種電気主任技術者,フリーランス
回答
2020/05/07 12:10

「始動抵抗を調整する間の速度変化は無視できる」という条件は、「E=kΦNにおいて速度Nが変化しないので逆起電力Eも等しい」ということで、深い意味はないと思います。

たぶん言葉の解釈の問題だと思います。
「調整後」とは「調整後の瞬間(点)」なのか「調整後の期間(線)」なのか確かにどちらともとれますが、問題で問われている本質は「E=kΦN」「T=kΦIa」を知っているか、分巻電動機の回路がイメージできているか、ということなので、調整後の「瞬間」の値に対して言っているのではないかと思います。
「調整する間」という表現なのは、「調整し終わった瞬間」というのが時間の終点で、それ以降の期間は特に考える必要がないということだと思います。


雲外蒼天
2020/05/07 19:22

ご回答ありがとうございます。
ただし書きに何かひっかけがあるのかと思い、質問させていただきましたが、考えすぎのようです。
本番の試験で問題の意味が良く分からなくなったら、パニック状態になりそうですが.・・・。
あまり深く考えすぎずに解くよう心がけていきたいと思います。


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