電験三種過去問検索

2016年度電力

電力問17(a)

図のような、線路抵抗をもった100/200V単相3線式配電線路に、力率が100%で電流がそれぞれ30A及び20Aの二つの負荷が接続されている。この配電線路にバランサを接続した場合について、次の(a)及び(b)の問に答えよ。
ただし、バランサの接続前後で負荷電流は変化しないものとし、線路抵抗以外のインピーダンスは無視するものとする。

図の諸元：
* 上下の外線抵抗: \( 0.1 \, \Omega \)
* 中性線抵抗: \( 0.15 \, \Omega \)
* 上側負荷電流: 30 A (a-b間)
* 下側負荷電流: 20 A (b-c間)
* バランサは負荷端(a,b,c)に接続される(a',b',c')。

バランサ接続後 a'-b' 間に流れる電流の値 [A] として、最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

分野: 配電論点: 配電方式論点: 力率

2016年度電力

電力問17(b)

図のような、線路抵抗をもった100/200V単相3線式配電線路に、力率が100%で電流がそれぞれ30A及び20Aの二つの負荷が接続されている。この配電線路にバランサを接続した場合について、次の(a)及び(b)の問に答えよ。
ただし、バランサの接続前後で負荷電流は変化しないものとし、線路抵抗以外のインピーダンスは無視するものとする。

図の諸元：
* 上下の外線抵抗: \( 0.1 \, \Omega \)
* 中性線抵抗: \( 0.15 \, \Omega \)
* 上側負荷電流: 30 A (a-b間)
* 下側負荷電流: 20 A (b-c間)
* バランサは負荷端(a,b,c)に接続される(a',b',c')。

バランサ接続前後の線路損失の変化量の値 [W] として、最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

分野: 配電論点: 配電方式論点: 力率

2016年度機械

機械問1

電機子巻線抵抗が0.2 \(\Omega\) である直流分巻電動機がある。この電動機では界磁抵抗器が界磁巻線に直列に接続されており界磁電流を調整することができる。また、この電動機には定トルク負荷が接続されており、その負荷が要求するトルクは定常状態においては回転速度によらない一定値となる。
この電動機を、負荷を接続した状態で端子電圧を100 Vとして運転したところ、回転速度は1500 min\(^{-1}\)であり、電機子電流は50 Aであった。この状態から、端子電圧を115 Vに変化させ、界磁電流を端子電圧が100 Vのときと同じ値に調整したところ、回転速度が変化し最終的にある値で一定となった。この電動機の最終的な回転速度の値 [min\(^{-1}\)] として、最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
ただし、電機子電流の最終的な値は端子電圧が100 Vのときと同じである。また、電機子反作用及びブラシによる電圧降下は無視できるものとする。

分野: 直流機論点: 直流機

2016年度機械

機械問2

次の文章は、直流機に関する記述である。
直流機では固定子と回転子の間で直流電力と機械動力の変換が行われる。この変換を担う機構の一種にブラシと整流子とがあり、これらを用いた直流機では通常、界磁巻線に直流の界磁電流を流し、(ア) を回転子とする。
このブラシと整流子を用いる直流機では、電機子反作用への対策として補償巻線や補極が設けられる。ブラシと整流子を用いる場合には、補極や補償巻線を設けないと、電機子反作用によって、固定子から見た (イ) 中性軸の位置が変化するために、これに合わせてブラシを移動しない限りブラシと整流子片との間に (ウ) が生じて整流子片を損傷するおそれがある。なお、小形機では、補償巻線と補極のうち (エ) が一般的に用いられる。

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。

分野: 直流機論点: 直流機

2016年度機械

機械問3

次の文章は、三相誘導電動機の誘導起電力に関する記述である。
三相誘導電動機で固定子巻線に電流が流れると (ア) が生じ、これが回転子巻線を切るので回転子巻線に起電力が誘導され、この起電力によって回転子巻線に電流が流れることでトルクが生じる。この回転子巻線の電流によって生じる起磁力を (イ) ように固定子巻線に電流が流れる。
回転子が停止しているときは、固定子巻線に流れる電流によって生じる (ア) は、固定子巻線を切るのと同じ速さで回転子巻線を切る。このことは原理的に変圧器と同じであり、固定子巻線は変圧器の (ウ) 巻線に相当し、回転子巻線は (エ) 巻線に相当する。回転子巻線の各相には変圧器と同様に (エ) 誘導起電力を生じる。
回転子が \(n\) [min\(^{-1}\)] の速度で回転しているときは、(ア) の速度を \(n_s\) [min\(^{-1}\)] とすると、滑り \(s\) は \(s=\dfrac{n_{s}-n}{n_{s}}\) で表される。このときの (エ) 誘導起電力の大きさは、回転子が停止しているときの (オ) 倍となる。

上記の記述中の空白箇所(ア)、(イ)、(ウ)、(エ)及び(オ)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。

分野: 誘導機論点: 誘導機

2016年度機械

機械問4

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 200 N・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(1)～(5)のうちから一つ選べ。

分野: 誘導機論点: 誘導機

2016年度機械

機械問5

次の文章は、同期電動機の特性に関する記述である。記述中の空白箇所の記号は、図中の記号と対応している。
図は同期電動機の位相特性曲線を示している。形がVの字のようになっているのでV曲線とも呼ばれている。横軸は (ア) 、縦軸は (イ) で、負荷が増加するにつれ曲線は上側へ移動する。図中の破線は、各負荷における力率 (ウ) の動作点を結んだ線であり、この破線の左側の領域は (エ) 力率、右側の領域は (オ) 力率の領域である。

上記の記述中の空白箇所 (ア), (イ), (ウ), (エ)及び(オ)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。

分野: 直流機論点: 直流機論点: 力率

2016年度機械

機械問6

次の文章は、電源電圧一定（交流機の場合は多相交流巻線に印加する電源電圧の周波数も一定。）の条件下における各種電動機において、空回しの無負荷から、負荷の増大とともにトルクを発生する現象に関する記述である。
無負荷条件の直流分巻電動機では、回転速度に比例する (ア) と (イ) とがほぼ等しく、電機子電流がほぼ零となる。この状態から負荷が掛かって回転速度が低下すると、電機子電流が増大してトルクが発生する。
無負荷条件の誘導電動機では、周波数及び極数で決まる (ウ) と回転速度とがほぼ等しく、(エ) がほぼ零となる。この状態から負荷が掛かって回転速度が低下すると、(エ) が増大してトルクが発生する。
無負荷条件の同期電動機では、界磁単独の磁束と電機子反作用を考慮した電機子磁束との位相差がほぼ零となる。この状態から負荷が掛かっても回転速度の低下はないが、上記両磁束の位相差、すなわち (オ) が増大してトルクが発生する。

上記の記述中の空白箇所(ア)、(イ)、(ウ)、(エ)及び(オ)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。

分野: 直流機論点: 直流機

2016年度機械

機械問7

各種変圧器に関する記述として、誤っているものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

分野: 変圧器論点: 変圧器

2016年度機械

機械問8

変圧器の規約効率を計算する場合、巻線の抵抗値を75℃の基準温度の値に補正する。
ある変圧器の巻線の温度と抵抗値を測ったら、20℃のとき1.02 \(\Omega\) であった。この変圧器の75℃における巻線抵抗値 [\(\Omega\)] として、最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
ただし、巻線は銅導体であるものとし、\(T\) [℃] と \(t\) [℃] の抵抗値の比は、
\[ (235+T) : (235+t) \]
である。

分野: 変圧器論点: 変圧器

2016年度機械

機械問9

図は、2種類の直流チョッパを示している。いずれの回路もスイッチS、ダイオードD、リアクトルL、コンデンサC(図1のみに使用されている。)を用いて、直流電源電圧 \(E=200\) Vを変換し、負荷抵抗Rの電圧 \(v_{d1}\)、\(v_{d2}\) を制御するためのものである。これらの回路で、直流電源電圧は \(E=200\) V一定とする。また、負荷抵抗Rの抵抗値とリアクトルLのインダクタンス又はコンデンサCの静電容量の値とで決まる時定数が、スイッチSの動作周期に対して十分に大きいものとする。各回路のスイッチSの通流率を0.7とした場合、負荷抵抗Rの電圧 \(v_{d1}\)、\(v_{d2}\) の平均値 \(V_{d1}\)、\(V_{d2}\) の値 [V]の組合せとして、最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

分野: パワーエレクトロニクス論点: パワーエレクトロニクス論点: チョッパ回路

2016年度機械

機械問10

次の文章は、太陽光発電システムに関する記述である。
図1は交流系統に連系された太陽光発電システムである。太陽電池アレイはインバータと系統連系用保護装置とが一体になった (ア) を介して交流系統に接続されている。
太陽電池アレイは、複数の太陽電池セルを直列又は直並列に接続して構成される太陽電池モジュールをさらに直並列に接続したものである。太陽電池セルはp形半導体とn形半導体とを接合したpn接合ダイオードであり、照射される太陽光エネルギーを (イ) によって電気エネルギーに変換する。
また、太陽電池セルの簡易等価回路は電流源と非線形の電流・電圧特性をもつ一般的なダイオードを組み合わせて図2のように表される。太陽電池セルに負荷を接続し、セルに照射される太陽光の量を一定に保ったまま、負荷を変化させたときに得られる出力電流・出力電圧特性は図3の (ウ) のようになる。このとき負荷への出力電力・出力電圧特性は図4の (エ) のようになる。セルに照射される太陽光の量が変化すると、最大電力も、最大電力となるときの出力電圧も変化する。このため、(ア) には太陽電池アレイから常に最大の電力を取り出すような制御を行うものがある。この制御は (オ) 制御と呼ばれている。

上記の記述中の空白箇所(ア)、(イ)、(ウ)、(エ)及び(オ)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。

分野: パワーエレクトロニクス論点: パワーエレクトロニクス

2016年度機械

機械問11

かごの質量が200kg、定格積載質量が1000kgのロープ式エレベータにおいて、釣合いおもりの質量は、かごの質量に定格積載質量の40%を加えた値とした。このエレベータで、定格積載質量を搭載したかごを一定速度90m/minで上昇させるときに用いる電動機の出力の値 [kW] として、最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。ただし、機械効率は75%、加減速に要する動力及びロープの質量は無視するものとする。

分野: 機械総合論点: 電気機器

2016年度機械

機械問12

電池に関する記述として、誤っているものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

分野: 電熱・照明・電気化学論点: 電熱・照明

2016年度機械

機械問13

次の文章は、フィードバック制御における三つの基本的な制御動作に関する記述である。
目標値と制御量の差である偏差に (ア) して操作量を変化させる制御動作を (ア) 動作という。この動作の場合、制御動作が働いて目標値と制御量の偏差が小さくなると操作量も小さくなるため、制御量を目標値に完全に一致させることができず、(イ) が生じる欠点がある。
一方、偏差の (ウ) 値に応じて操作量を変化させる制御動作を (ウ) 動作という。この動作は偏差の起こり始めに大きな操作量を与える動作をするので、偏差を早く減衰させる効果があるが、制御のタイミング（位相）によっては偏差を増幅し不安定になることがある。
また、偏差の (エ) 値に応じて操作量を変化させる制御動作を (エ) 動作という。この動作は偏差が零になるまで制御動作が行われるので、(イ) を無くすことができる。

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。

分野: 自動制御論点: 自動制御

2016年度機械

機械問14

次の文章は、基数の変換に関する記述である。
・2進数00100100を10進数で表現すると (ア) である。
・10進数170を2進数で表現すると (イ) である。
・2進数111011100001を8進数で表現すると (ウ) である。
・16進数 (エ) を2進数で表現すると11010111である。

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。

分野: 論理回路・情報論点: 論理回路

2016年度機械

機械問15(a)

定格出力3300kV・A、定格電圧6600V、定格力率0.9 (遅れ)の非突極形三相同期発電機があり、星形接続1相当たりの同期リアクタンスは12.0 \(\Omega\) である。電機子の巻線抵抗及び磁気回路の飽和は無視できるものとして、次の(a)及び(b)の問に答えよ。

定格運転時における1相当たりの内部誘導起電力の値 [V]として、最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

分野: 直流機論点: 直流機論点: 力率

2016年度機械

機械問15(b)

定格出力3300kV・A、定格電圧6600V、定格力率0.9 (遅れ)の非突極形三相同期発電機があり、星形接続1相当たりの同期リアクタンスは12.0 \(\Omega\) である。電機子の巻線抵抗及び磁気回路の飽和は無視できるものとして、次の(a)及び(b)の問に答えよ。

上記の発電機の励磁を定格状態に保ったまま運転し、星形結線1相当たりのインピーダンスが \(13+j52\) の平衡三相誘導性負荷を接続した。このときの発電機端子電圧の値 [V] として、最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

分野: 直流機論点: 直流機論点: 力率

2016年度機械

機械問16(a)

純抵抗を負荷とした単相サイリスタ全波整流回路の動作について、次の(a)及び(b)の問に答えよ。

図1に単相サイリスタ全波整流回路を示す。サイリスタ \(T_{1}\sim T_{4}\) に制御遅れ角 \(\alpha=\pi/2\) [rad] でゲート信号を与えて運転しようとしている。\(T_{2}\) 及び \(T_{3}\) のゲート信号は正しく与えられたが、\(T_{1}\) 及び \(T_{4}\) のゲート信号が全く与えられなかった場合の出力電圧波形を \(e_{d1}\) とし、正しく \(T_{1}\sim T_{4}\) にゲート信号が与えられた場合の出力電圧波形を \(e_{d2}\) とする。図2の波形1～波形3から、\(e_{d1}\) 及び \(e_{d2}\) の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。

分野: パワーエレクトロニクス論点: パワーエレクトロニクス

2016年度機械

機械問16(b)

純抵抗を負荷とした単相サイリスタ全波整流回路の動作について、次の(a)及び(b)の問に答えよ。

単相交流電源電圧 \(v_{s}\) の実効値を \(V\) [V]とする。ゲート信号が正しく与えられた場合の出力電圧波形について、制御遅れ角 \(\alpha\) [rad] と出力電圧の平均值 \(E_{d}\) [V] との関係を表す式として、正しいものに最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

分野: パワーエレクトロニクス論点: パワーエレクトロニクス