次の文章は、直流他励電動機の制御に関する記述である。ただし、鉄心の磁気飽和と電機子反作用は無視でき、また、電機子抵抗による電圧降下は小さいものとする。
a 他励電動機は、(ア)と(イ)を独立した電源で制御できる。磁束は(ア)に比例する。
b 磁束一定の条件で(イ)を増減すれば、(イ)に比例するトルクを制御できる。
c 磁束一定の条件で(ウ)を増減すれば、(ウ)に比例する回転数を制御できる。
d (エ)一定の条件で磁束を増減すれば、ほぼ磁束に反比例する回転数を制御できる。回転数の(エ)のために(ア)を弱める制御がある。
このように広い速度範囲で速度とトルクを制御できるので、直流他励電動機は圧延機の駆動などに広く使われてきた。
上記の記述中の空白箇所(ア)〜(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)。他励電動機では界磁回路と電機子回路が独立し、磁束は界磁電流に比例します。磁束一定ならトルクは電機子電流に比例し、速度は電機子電圧に比例する点を順に埋めます。
詳細解説
正解は(1)です。
直流他励電動機の基本特性に関する問題です。
・a: 他励電動機では界磁回路と電機子回路が独立しています。磁束 \(\phi\) は界磁電流 \(I_f\) に比例します。よって (ア)は界磁電流 です。
・b: トルク \(T\) は \(T = K \phi I_a\) で表されます。磁束一定であれば、トルクは電機子電流 \(I_a\) に比例します。よって (イ)は電機子電流 です。
・c: 誘導起電力 \(E \approx V\)（抵抗降下無視）であり、\(E = K \phi N\) です。磁束一定なら回転速度 \(N\) は電機子電圧 \(V\) に比例します。よって (ウ)は電機子電圧 です。
・d: 「(ア)を弱める制御」とは弱め界磁制御のことで、定出力領域で回転数を定格以上に (エ)上昇 させるために行われます。
したがって、(1)が正解です。
