クレーン・デリック運転士 過去問
令和5年(2023年)10月
問23 (原動機及び電気に関する知識 問3)
問題文
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問題
クレーン・デリック運転士試験 令和5年(2023年)10月 問23(原動機及び電気に関する知識 問3) (訂正依頼・報告はこちら)
- かご形三相誘導電動機は、スリップリングやブラシがない極めて簡単な構造である。
- 三相誘導電動機の回転子は、固定子の回転磁界により回転するが、負荷がかかると同期速度より15~20%遅く回転する性質がある。
- 直流電動機では、固定子を界磁と呼ぶ。
- 三相誘導電動機の同期速度は、周波数を一定とすれば、極数が少ないほど速くなる。
- 巻線形三相誘導電動機は、固定子側、回転子側ともに巻線を用いた構造で、回転子側の巻線はスリップリングを通して外部抵抗と接続するようになっている。
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この過去問の解説 (3件)
01
この問題はクレーンの電動機について記述されています。
それぞれの記述が正しいかどうか確認し、適切でないものを特定します。
この記述は正しいです。
かご形三相誘導電動機は、
スリップリングやブラシがない極めて簡単な構造です。
この記述は誤りです。
三相誘導電動機の回転子は、
固定子の回転磁界により回転するが、
負荷がかかると同期速度より2~5%遅く回転します。
この記述は正しいです。
直流電動機では、固定子を界磁と呼びます。
この記述は正しいです。
三相誘導電動機の同期速度は、
周波数を一定とすれば、極数が少ないほど速くなります。
この記述は正しいです。
巻線形三相誘導電動機は、
固定子側、回転子側ともに巻線を用いた構造で、
回転子側の巻線はスリップリングを通して外部抵抗と接続するようになっています。
この問題は、クレーンの電動機の滑りに関する設問です。
三相誘導電動機は滑りが無ければ回転する事はなく、
磁界が回転子の回転速度よりも速く回転することで
発生した誘導電流による相互作用によって回転子がつられて回るからです。
そのため、回転子に負荷がかかると2〜5%程度遅く回転します。
滑りに関する知識を正確に覚えておきましょう。
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02
クレーンの電動機に関する問題です。
電動機はクレーンを動かす重要な設備なので、順番に確認しておきましょう。
正しい記述です。
かご形三相誘導電動機は、スリップリングやブラシがない極めて簡単な構造となっています。
三相誘導電動機の回転子は、固定子の回転磁界により回転するが、負荷がかかると同期速度より15~20%ではなく2~5%遅く回転する性質があります。
この数値は覚えておきましょう。
正しい記述です。
直流電動機では、固定子を界磁と呼びます。
正しい記述です。
三相誘導電動機の同期速度は、周波数を一定とすれば、極数が少ないほど速くなります。
正しい記述です。
巻線形三相誘導電動機は、固定子側、回転子側ともに巻線を用いた構造で、回転子側の巻線はスリップリングを通して外部抵抗と接続するようになっています。
聞きなれない言葉が多いですが、クレーンの試験においてこの問題も出題率が高いので、押さえておく必要があります。
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03
クレーンの心臓部であるモーターの仕組みや特徴を知ることは、トラブルの原因を見抜くために重要です。
特に誘導電動機(ACモーター)の「すべり」という特性は、試験でよく問われる数字の一つです。
× 正しい記述です。
かご形モーターは、回転子にコイルではなく、太い棒(バー)をカゴのような形に組んだものを埋め込んでいます。
回転部分に電気を送る必要がないため、スリップリングやブラシが不要です。
構造が非常にシンプルで頑丈、壊れにくいため、メンテナンスが楽で安価なのが特徴です。
〇 誤った記述(正解)です。
誘導電動機は、負荷がかかると同期速度よりも少し遅く回りますが、その遅れ(すべり)は通常「2~5%程度」です。
記述にある「15~20%」も遅れてしまうのは異常です。
そんなに遅れるモーターでは効率が悪すぎて使い物になりません。
× 正しい記述です。
直流モーターにおいて、外側の動かない部分(固定子)は磁石の役割を果たしており、これを「界磁(かいじ)」と呼びます。
一方、内側で回転する部分は「電機子(でんきし)」と呼ばれます。
× 正しい記述です。
同期速度(Ns)の公式は、Ns=120f/p です。
極数(p)は分母にあるため、極数が少ないほど、同期速度は速く(大きく)なります。
× 正しい記述です。
巻線形モーターは、回転する部分(ローター)にもコイル(巻線)が巻いてあるタイプです。
この回転するコイルに電気を送ったり、抵抗をつないだりするために、軸に「スリップリング」という金属の輪っかが付いています。
ここを通して外部の抵抗器とつながることで、速度調整や滑らかな始動が可能になります。
【重要ポイント】
すべり:同期速度より少し遅れること。正常値は2~5%。(15%は遅すぎる)
かご形:シンプルで頑丈。ブラシなし。
巻線形:スリップリングがある。
同期速度:極数が少ないほど速い。
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