第三種電気主任技術者(電験三種) 過去問
令和7年度(2025年)下期
問53 (機械 問11)
問題文
図に示すように、電動機が減速機と組み合わされて負荷を駆動している。このときの電動機の回転速度nmが1200min-1、トルクTmが100N・mであった。減速機の減速比が6、効率が0.96のとき、負荷の回転速度nL[min-1]、軸トルクTL[N・m]及び軸入力PL[kW]の値として、最も近いものを組み合わせたのは次のうちどれか。
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問題
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第三種電気主任技術者(電験三種)試験 令和7年度(2025年)下期 問53(機械 問11) (訂正依頼・報告はこちら)
図に示すように、電動機が減速機と組み合わされて負荷を駆動している。このときの電動機の回転速度nmが1200min-1、トルクTmが100N・mであった。減速機の減速比が6、効率が0.96のとき、負荷の回転速度nL[min-1]、軸トルクTL[N・m]及び軸入力PL[kW]の値として、最も近いものを組み合わせたのは次のうちどれか。
- nL[min-1]:7200 TL[N・m]:576 PL[kW]:4147
- nL[min-1]:7200 TL[N・m]:16.0 PL[kW]:12.1
- nL[min-1]:7200 TL[N・m]:16.0 PL[kW]:4147
- nL[min-1]:200 TL[N・m]:16.0 PL[kW]:12.1
- nL[min-1]:200 TL[N・m]:576 PL[kW]:12.1
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この過去問の解説 (1件)
01
回答項目と題意より与えられている条件について整理します。
回答項目
負荷の回転速度nL[min-1]
負荷の軸トルクTL[N・m]
負荷の軸入力PL[kW]の値
与えられている条件
電動機の回転速度nm:1200min-1
電動機のトルクTm:100N・m
減速機の減速比:6
減速機の効率:0.96
_________________________________
まず、負荷の回転速度nL[min-1]を求めます。
使うのは減速機の減速比です。
減速比が6ということは、入力側の回転速度は出力側の6倍です。
減速比=nmnL=1200nL=6
これより、nL=12006=200[min-1] ・・・ 答え
次に、負荷の軸トルクTL[N・m]を求めます。
減速機は回転速度を下げる代わりに、出力側のトルクを大きくします。
減速機には損失があるため、効率を考慮します。
減速機の効率ηは0.96です。
一先ず、効率が1の時の減速比とトルクの関係式は、
減速比=TLTm=TL100=6 となる。
効率ηを加えた際のTLは、TL=減速比×Tm×ηで表されるため、
TL=6×100×0.96=576[N・m] ・・・ 答え
最後に、負荷の軸入力PL[kW]を求めます。
回転機械の動力PLは、トルクTLと角速度ωから求められる。
PL[W]=TL×ω
ω=2πn60[min-1]、求めるPLは[kW]単位であることから、
PL[kW]=2πnLTL60×1000=2×3.14×200×57660×1000≒12.1[kW]・・・答え
_________________________________
誤り。
減速比=nmnLの関係式を覚えましょう。
誤り。
減速比=nmnLの関係式を覚えましょう。
誤り。
減速比=nmnLの関係式を覚えましょう。
誤り。
減速比=TLTm×ηの関係式を覚えましょう。
正解です。
PL[W]=TL×ωの関係式が分かれば、正解へ辿りつきます。
減速機の問題では、次の3つを覚えておきましょう。
回転速度:減速比で割る。
トルク:減速比を掛け、効率もかける。
動力:トルクと回転速度から求める。出力動力は入力動力に効率を掛ける。
回転速度が下がっても、トルクが増えるため、損失を除けば動力はほぼ一定になります。
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