次の文章は、電動機と負荷のトルク特性の関係について述べたものである。
横軸が回転速度、縦軸がトルクを示す図において2本の曲線A、Bは、一方が電動機トルク特性、他方が負荷トルク特性を示している。
いま、曲線Aが (ア) 特性、曲線Bが (イ) 特性のときは、2本の曲線の交点Cは不安定な運転点である。これは、何らかの原因で電動機の回転速度がこの点から下降すると、電動機トルクと負荷トルクとの差により電動機が (ウ) されるためである。具体的に、電動機が誘導電動機であり、回転速度に対してトルクが変化しない定トルク特性の負荷のトルクの大きさが、誘導電動機の始動トルクと最大トルクとの間にある場合を考える。このとき、電動機トルクと負荷トルクとの交点は、回転速度零と最大トルクの回転速度との間、及び最大トルクの回転速度と同期速度との間の2箇所にある。交点Cは、 (エ) との間の交点に相当する。
上記の記述中の空白箇所(ア)、(イ)、(ウ)及び(エ)に当てはまる組合せとして、正しいものを次の1～5のうちから一つ選べ。
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要点
正解は(1)。図の曲線Aは右上がり、曲線Bは右下がりの特性を持っています。 安定性の判別: 速度が少し低下したとき、「電動機トルク > 負荷トルク」となれば加速して元の点に戻ろうとするので安定です。
詳細解説
正解は(1)です。
図の曲線Aは右上がり、曲線Bは右下がりの特性を持っています。
・安定性の判別: 速度が少し低下したとき、「電動機トルク > 負荷トルク」となれば加速して元の点に戻ろうとするので安定です。逆に「負荷トルク > 電動機トルク」となればさらに減速してしまうので不安定です。
・不安定なケース: 速度低下時に、電動機トルクが負荷トルクより小さくなる場合です。
・曲線Aが「電動機トルク」の場合：速度低下（左へ移動）するとトルクは減少します。
・曲線Bが「負荷トルク」の場合：速度低下するとトルクは増加します。
・この場合、速度低下により「負荷トルク > 電動機トルク」となり、差分によってブレーキがかかり、さらに (ウ)減速 して停止してしまいます。よってC点は不安定です。
・誘導電動機の特性: 一般的な誘導電動機のトルクカーブは、始動（速度0）から最大トルク速度まで右上がり、その後同期速度まで右下がりです。
・右上がりの領域（速度0～最大トルク速度）は、定トルク負荷に対して不安定になりやすい領域です。
・したがって、交点C（不安定点）は (エ)回転速度零と最大トルクの回転速度 の間に相当します。
以上より、選択肢(1)が正解です。
