電験三種過去問検索

2022年度上期機械

機械問15(b)

図は、出力信号を入力信号 \(x\) に一致させるように動作するフィードバック制御系のブロック線図である。次の(a)及び(b)の問に答えよ。

(a)で求めた一巡伝達関数において、 \(\omega\) を変化させることで得られるベクトル軌跡はどのような曲線を描くか、最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

分野: 自動制御論点: 自動制御

2022年度下期機械

図は、抵抗、インダクタンス、キャパシタンスで構成された RLC 回路である。次の(a)及び(b)の問に答えよ。
（図：入力電圧 \(\dot{V}_{i}\) に対して、RとLが直列に入り、出力側に並列にCが入っている回路。出力電圧はCの両端電圧 \(\dot{V}_{o}\)）

図において、\(R=1 \, \Omega\), \(L=0.01 \, \text{H}\), \(C = 100 \, \mu\text{F}\) とした場合、(a)で求めた伝達関数を表すボード線図(ゲイン特性図)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: 自動制御論点: 自動制御

2022年度上期機械

機械問16(a)

図1は、IGBTを用いた単相ブリッジ接続の電圧形インバータを示す。直流電圧 \(E_d\) [V]は、一定値と見なせる。出力端子には、インダクタンス \(L\) [H]の誘導性負荷が接続されている。
図2は、このインバータの動作波形である。時刻 \(t=0\)sでIGBT \(Q_3\) 及び \(Q_4\) のゲート信号をオフにするとともに \(Q_1\) 及び \(Q_2\) のゲート信号をオンにすると、出力電圧 \(v_a\) は \(E_d\) [V]となる。 \(t=\dfrac{T}{2}\) [s]で \(Q_1\) 及び \(Q_2\) のゲート信号をオフにするとともに \(Q_3\) 及び \(Q_4\) のゲート信号をオンにすると、出力電圧 \(v_a\) は \(-E_d\) [V]となる。これを周期 \(T\) [s]で繰り返して方形波電圧を出力する。
このとき、次の(a)及び(b)の問に答えよ。
ただし、デバイス (IGBT及びダイオード)での電圧降下は無視するものとする。

\(t=0\)s において \(i_a=-I_p\) [A]とする。時刻 \(t=\dfrac{T}{2}\) [s]の直前では \(Q_1\) 及び \(Q_2\) がオンしており、出力電流は直流電源から \(Q_1 \to \text{負荷} \to Q_2\) の経路で流れている。 \(t=\dfrac{T}{2}\) [s] で IGBT \(Q_1\) 及び \(Q_2\) のゲート信号をオフにするとともに \(Q_3\) 及び \(Q_4\) のゲート信号をオンにした。その直後(図2で、 \(t=\dfrac{T}{2}\) [s]から、出力電流が0Aになる \(t=t_r\) [s]までの期間)、出力電流が流れるデバイスとして、正しい組合せを次の(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

2022年度下期機械

機械問16(a)

図1は、IGBTを用いた単相ブリッジ接続の電圧形インバータを示す。直流電圧 \(E_{d}\) [V]は、一定値と見なせる。出力端子には、インダクタンス \(L\) [H]で抵抗値 \(R\) [\(\Omega\)]の誘導性負荷が接続されている。この電圧形インバータの出力電圧 \(v_{0}\)、出力電流 \(i_{0}\) が図2のようになった。インバータの動作モードを図2に示す①~④として本モードは周期 \(T\) [s] で繰り返されるものとする。なお、上下スイッチの短絡を防ぐデッドタイムは考慮しない。
次の(a)及び(b)の問に答えよ。

図2に示した区間①~④において電流が流れているデバイス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論点: 短絡

2022年度下期機械

機械問16(b)

図1は、IGBTを用いた単相ブリッジ接続の電圧形インバータを示す。直流電圧 \(E_{d}\) [V]は、一定値と見なせる。出力端子には、インダクタンス \(L\) [H]で抵抗値 \(R\) [\(\Omega\)]の誘導性負荷が接続されている。この電圧形インバータの出力電圧 \(v_{0}\)、出力電流 \(i_{0}\) が図2のようになった。インバータの動作モードを図2に示す①~④として本モードは周期 \(T\) [s] で繰り返されるものとする。なお、上下スイッチの短絡を防ぐデッドタイムは考慮しない。
次の(a)及び(b)の問に答えよ。

電源電圧 \(E_{d}\) が100V、インダクタンス \(L\) を2mHとし、抵抗 \(R\) を1\(\Omega\)とすると、区間①②の電流は \(-I_{p}\) [A] から \(I_{p}\) [A] まで時定数 \(\tau\) [s]で増加する。\(\tau\) に最も近い値を次の(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: 短絡

2022年度上期機械

機械問16(b)

図1は、IGBTを用いた単相ブリッジ接続の電圧形インバータを示す。直流電圧 \(E_d\) [V]は、一定値と見なせる。出力端子には、インダクタンス \(L\) [H]の誘導性負荷が接続されている。
図2は、このインバータの動作波形である。時刻 \(t=0\)sでIGBT \(Q_3\) 及び \(Q_4\) のゲート信号をオフにするとともに \(Q_1\) 及び \(Q_2\) のゲート信号をオンにすると、出力電圧 \(v_a\) は \(E_d\) [V]となる。 \(t=\dfrac{T}{2}\) [s]で \(Q_1\) 及び \(Q_2\) のゲート信号をオフにするとともに \(Q_3\) 及び \(Q_4\) のゲート信号をオンにすると、出力電圧 \(v_a\) は \(-E_d\) [V]となる。これを周期 \(T\) [s]で繰り返して方形波電圧を出力する。
このとき、次の(a)及び(b)の問に答えよ。
ただし、デバイス (IGBT及びダイオード)での電圧降下は無視するものとする。

図1の回路において \(E_d=100\)V, \(L=10\)mH, \(T=0.02\)s とする。\(t=0\)sにおける電流値を \(-I_p\) として、 \(t=\dfrac{T}{2}\) [s]における電流値を \(I_p\) としたとき、 \(I_p\) 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: パワーエレクトロニクス論点: パワーエレクトロニクス

2022年度上期機械

機械問17(a)

消費電力 1.00kWのヒートポンプ式電気給湯器を 6 時間運転して、温度 20.0℃, 体積 0.370m³の水を加熱した。ここで用いられているヒートポンプユニットの成績係数(COP)は4.5である。次の(a)及び(b)の問に答えよ。
ただし、水の比熱容量と密度は、それぞれ、\(4.18 \times 10^3\) J/(kg・K)と \(1.00 \times 10^3\) kg/m³ とし、水の温度に関係なく一定とする。ヒートポンプ式電気給湯器の貯湯タンク、ヒートポンプユニット、配管などの加熱に必要な熱エネルギーは無視し、それらからの熱損失もないものとする。また、ヒートポンプユニットの消費電力及びCOPは、いずれも加熱の開始から終了まで一定とする。

このときの水の加熱に用いた熱エネルギーの値 [MJ] 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: 機械総合論点: 電気機器

2022年度下期機械

機械問17(a)

どの方向にも光度が等しい均等放射の点光源がある。この点光源の全光束は3000lm である。この点光源を図のように配置した。水平面から点光源までの高さは2mであり、点光源の直下の点AとBとの距離は1.5mである。次の(a)及び(b)の問に答えよ。

この点光源の平均光度 [cd]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: 電熱・照明・電気化学論点: 電熱・照明論点: 照度

2022年度下期機械

機械問17(b)

どの方向にも光度が等しい均等放射の点光源がある。この点光源の全光束は3000lm である。この点光源を図のように配置した。水平面から点光源までの高さは2mであり、点光源の直下の点AとBとの距離は1.5mである。次の(a)及び(b)の問に答えよ。

水平面B 点における水平面照度の値 [lx] 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: 電熱・照明・電気化学論点: 電熱・照明論点: 照度

2022年度上期機械

機械問17(b)

消費電力 1.00kWのヒートポンプ式電気給湯器を 6 時間運転して、温度 20.0℃, 体積 0.370m³の水を加熱した。ここで用いられているヒートポンプユニットの成績係数(COP)は4.5である。次の(a)及び(b)の問に答えよ。
ただし、水の比熱容量と密度は、それぞれ、\(4.18 \times 10^3\) J/(kg・K)と \(1.00 \times 10^3\) kg/m³ とし、水の温度に関係なく一定とする。ヒートポンプ式電気給湯器の貯湯タンク、ヒートポンプユニット、配管などの加熱に必要な熱エネルギーは無視し、それらからの熱損失もないものとする。また、ヒートポンプユニットの消費電力及びCOPは、いずれも加熱の開始から終了まで一定とする。

加熱後の水の温度 [℃]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: 機械総合論点: 電気機器

2022年度上期機械

機械問18(a)

以下の論理回路について、次の(a)及び(b)の問に答えよ。

図1に示す論理回路の真理値表として、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: 論理回路論点: 論理ゲート

2022年度下期機械

機械問18(a)

30件分の使用電力量のデータ処理について、次の(a)及び(b)に答えよ。

図1は、30件分の使用電力量の中から最大値と30件分の平均値を出力する一つのプログラムの流れ図を示す。図1中の(ア)~(エ)に当てはまる処理として、正しいものを組み合わせたのは次のうちどれか。

分野: 論理回路・情報論点: 論理回路

2022年度下期機械

機械問18(b)

30件分の使用電力量のデータ処理について、次の(a)及び(b)に答えよ。

図2は、30件の使用電力量を大きい順(降順)に並べ替える一つのプログラムの流れ図を示す。図2中の(オ)~(キ)に当てはまる処理として、正しいものを組み合わせたのは次のうちどれか。ただし、wは一時的な退避用の変数と考えよ。

分野: 論理回路・情報論点: 論理回路

2022年度上期機械

機械問18(b)

以下の論理回路について、次の(a)及び(b)の問に答えよ。

図1に示す論理回路を2組用いて図2に示すように接続して構成したとき、A, B及び \(C_0\) の入力に対する出力 \(S_2\) 及び \(C_2\) の記述として、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: 論理回路論点: 論理ゲート

2021年度機械

機械問1

次の文章は、直流電動機に関する記述である。ただし、鉄心の磁気飽和,電機子反作用,電機子抵抗やブラシの接触による電圧降下は無視できるものとする。
分巻電動機と直巻電動機はいずれも界磁電流を電機子と同一の電源から供給できる電動機である。分巻電動機において端子電圧と界磁抵抗を一定にすれば、負荷電流が増加したとき界磁磁束は (ア), トルクは負荷電流に (イ) する。直巻電動機においては負荷電流が増加したとき界磁磁束は (ウ) トルクは負荷電流の (エ) に比例する。
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。

分野: 直流機論点: 直流機

2021年度機械

機械問2

ある直流分巻電動機を端子電圧 220V,電機子電流 100Aで運転したときの出力が 18.5 kWであった。
この電動機の端子電圧と界磁抵抗とを調節して、端子電圧200V,電機子電流 110A, 回転速度 720 min\(^{-1}\) で運転する。このときの電動機の発生トルクの値 [N・m]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、ブラシの接触による電圧降下及び電機子反作用は無視でき、電機子抵抗の値は上記の二つの運転において等しく、一定であるものとする。

分野: 直流機論点: 直流機

2021年度機械

機械問3

一定電圧、一定周波数の電源で運転される三相誘導電動機の特性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: 誘導機論点: 誘導機

2021年度機械

機械問4

次の文章は、誘導電動機の分類における、固定子と回転子に関する事項に関する記述である。

a. 固定子の分類
三相交流を三相巻線に流すと (ア) 磁界が発生する。この磁界で運転される誘導電動機を三相誘導電動機という。一方、単相交流では (イ) 磁界が発生する。この(イ) 磁界は、正逆両方向の (ア) 磁界が合成されたものと説明される。したがって、コンデンサ始動形単相誘導電動機では、コンデンサで位相を進めた電流を始動巻線に短時間流すことによって始動トルクの発生と回転方向の決定が行われる。

b. 回転子の分類
巻線形誘導電動機では、回転子溝に巻線を納め、その巻線を (ウ) とブラシを介して外部抵抗回路に接続し、 (エ) 電流を変化させて特性制御を行う。かご形誘導電動機では、回転子溝に導体棒を納め、 (オ) に導体棒を接続する。

上記の記述中の空白箇所(ア) ～ (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

2021年度機械

機械問5

次の文章は、三相同期電動機に関する記述である。
三相同期電動機が負荷を担って回転しているとき、回転子磁極の位置と、固定子の三相巻線によって生じる回転磁界の位置との間には、トルクに応じた角度 \(\delta\) [rad] が発生する。この角度を (ア) という。
回転子が円筒形で2極の三相同期電動機の場合、トルク \(T\) [N・m] は \(\delta\) が (イ) [rad]のときに最大値になる。さらに \(\delta\) が大きくなると、トルクは減少して電動機は停止する。同期電動機が停止しない最大トルクを (ウ) という。
また、同期電動機の負荷が急変すると、\(\delta\) が変化し、新たな \(\delta'\) に落ち着こうとするが、回転子の慣性のために、\(\delta'\) を中心として周期的に変動する。これを (エ) といい、電源の電圧や周波数が変動した場合にも生じる。 (エ) を抑制するには、始動巻線も兼ねる (オ) を設けたり、はずみ車を取り付けたりする。

上記の記述中の空白箇所 (ア) ～ (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

2021年度機械

機械問6

定格出力3000kV・A,定格電圧6000Vの星形結線三相同期発電機の同期インピーダンスが6.9\(\Omega\)のとき、百分率同期インピーダンス [%]はいくらか、最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

分野: 同期機論点: 同期機