第三種電気主任技術者(電験三種) 過去問
令和8年度(2026年)上期
問46 (機械 問4)
問題文
定格周波数50Hz、6極のかご形三相誘導電動機があり、トルク200N・m、機械出力20kWで定格運転している。このときの二次入力(同期ワット)の値[kW]として、最も近いものを次のうちから一つ選べ。ただし、機械損は無視するものとする。
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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8年度(2026年)上期 問46(機械 問4) (訂正依頼・報告はこちら)
定格周波数50Hz、6極のかご形三相誘導電動機があり、トルク200N・m、機械出力20kWで定格運転している。このときの二次入力(同期ワット)の値[kW]として、最も近いものを次のうちから一つ選べ。ただし、機械損は無視するものとする。
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この過去問の解説 (1件)
01
正しい選択肢は「21」です。
この問題は、三相誘導電動機の極数、周波数、トルクから、二次入力(同期ワット)を求める計算問題です。
二次入力とは、固定子から回転子へ磁界を通して伝えられる電力のことです。
二次入力は、同期角速度とトルクを掛けることで求められます。
今回は、まず同期速度を計算し、その値から二次入力を求めます。
計算手順
<同期速度を求める>
誘導電動機の同期速度nₛは、次の式で求められます。
nₛ=120f/p
ここで、
・nₛ:同期速度[min⁻¹]
・f:周波数=50Hz
・p:極数=6
です。
公式に数値を代入すると、
nₛ=120×50/6
=1000min⁻¹
となります。
<同期角速度を求める>
同期角速度ωₛは、次の式で求められます。
ωₛ=2πnₛ/60
数値を代入すると、
ωₛ=2π×1000/60
≒104.72rad/s
したがって、同期角速度は約104.72rad/sです。
<二次入力を求める>
二次入力P₂は、同期角速度ωₛとトルクTから、次の式で求められます。
P₂=ωₛT
トルクは200N・mなので、
P₂=104.72×200
≒20944W
=20.944kW
となります。
したがって、最も近い値は21kWです。
正しい選択肢です。
同期速度は1000min⁻¹なので、同期角速度は約104.72rad/sです。
二次入力は、
P₂=104.72×200
≒20944W
≒21kW
となります。
三相誘導電動機の二次入力(同期ワット)を求めるには、同期速度とトルクの関係を理解することが重要です。
・同期速度:nₛ=120f/pで求めます。
・同期角速度:ωₛ=2πnₛ/60で求めます。
・二次入力:P₂=ωₛTで求めます。
今回の計算では、
・同期速度:1000min⁻¹
・同期角速度:約104.72rad/s
・二次入力:約20.94kW
となります。
なお、今回の機械出力20kWを使って、すべりを求めることもできます。
機械損を無視すると、
すべりs=1-機械出力/二次入力
=1-20/20.944
≒0.0451
となり、すべりは約4.51%です。
特に、「二次入力=同期角速度×トルク」という関係を覚えておきましょう。
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