2022年下期 過去問 機械

問01：直流機

問題

解説

(3)が誤り

(3)分巻発電機と直巻発電機は自励式である。

※以下参照

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問02：誘導機

問題

解説

誘導電動機には次の関係式がある。

$$P_2:P_O:P_{C2}=1:(1-s):s$$

よって、

$$P_O:P_{C2}=(1-s):s$$

$$sP_O=(1-s) P_{C2}$$

$$P_O=\frac{(1-s) P_{C2}}{s}=\frac{(1-0.025)188}{0.025}=7332[W]$$

機械損が0.2[kW]であることから、軸出力\(P_S\)は、

$$P_S=P_O-P_m=7.332-0.2=7.132≒7.1[kW]$$

したがって、答えは(1)となる。

※以下参照

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問03：誘導機

問題

解説

文章の通り。

(2)が答えになる。

※以下参照

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問04：誘導機

問題

解説

文章の通り。

(4)が答えになる。

※以下参照

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問05：同期機

問題

解説

短絡比は次の式で求められる。

$$K=\frac{100}{％Z_S}$$

発電機の同期インピーダンスの百分率インピーダンスは、

$$％Z_S=\frac{P_nZ_s}{{V_n}^2}×100=\frac{8000×10^3×4.73}{6600^2}×100≒86.87[％]$$

よって、短絡比は、

$$K=\frac{100}{86.87}≒1.15$$

したがって、答えは(3)となる。

※以下参照

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問06：電動機計算

問題

解説

文章の通り。

答えは(4)となる。

※以下参照

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問07：同期機

問題

解説

文章の通り。

答えは(1)となる。

※以下参照

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問08：変圧器

問題

解説

二次電流が250Aの時の負荷損を\(P_C\)、無負荷損を\(P_i\)とする。

150Aの時、無負荷損は電流による影響を受けないが、負荷損は電流の2乗に比例するため、

$${\frac{150}{250}}^2P_C=\frac{9}{25}P_C・・・①$$

となる。

題意より、

$$P_i+P_C=1525・・・②$$

①、②から連立方程式を立てると、

$$P_C=625$$

$$P_i=900$$

となる。

したがって、答えは(4)となる。

※以下参照

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問09：変圧器

問題

解説

(5)が誤り。

励磁コンダクタンスで発生する損失は鉄損に対応し、励磁サセプタンスに流れる電流は磁化電流に対応している。

※以下参照

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問10：パワーエレクトロニクス

問題

解説

サイリスタの制御角により出力が制御され，交流が出力されている。

したがって、答えは(3)となる。

※以下参照

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問11：電動機計算

問題

解説

電動機の効率は次の式で求められる。

$$P_M=\frac{9.8QH_P}{η_Pη_M}$$

パイプに通す水の流量は、

$$Q=\frac{80}{3600}≒0.0222[m^3/s]$$

必要揚程は、

$$H_P=40+0.4≒40.4[m]$$

よって、電動機の効率は

$$P_M=\frac{9.8×0.0222×40.4}{0.72×0.93}≒13.1[kW]$$

したがって、答えは(4)となる。

※以下参照

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問12：電熱

問題

解説

(5)が誤り。

誘導加熱は、磁界におかれた導電体中の渦電流によって生じるジュール熱(渦電流損)により加熱する。

※以下参照

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問13：情報

問題

解説

文章の通り。

(3)が答えになる。

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問14：情報

問題

解説

文章の通り。

(4)が答えになる。

※以下参照

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問15：自動制御(交流回路)

問題

解説

分圧の法則より

$$V_O=\frac{\frac{1}{jωC}}{R+jωL+\frac{1}{jωC}}V_1$$

よって、

$$\frac{V_O}{V_i}=\frac{\frac{1}{jωC}}{R+jωL+\frac{1}{jωC}}=\frac{1}{1-ω^2LC+jωCR}$$

となる。

したがって、答えは(2)となる。

※以下参照

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