【電験1種過去問解説:機械・制御<H22 問1改>】誘導電動機の拘束試験

電験

問題

\(200\) V, \(5.5\) kW, \(6\) 極 の三相かご形誘導電動機の拘束試験の結果は次のとおりである。

 線間電圧 \(V_s = 40\) [V], 線電流 \(I_s = 22\) [A], 三相入力 \(P_s = 620\) [W]

励磁電流が無視でき、また、電気的過渡現象も無視できるものとして、次の値を求めよ。ただし、問及び解答で用いる記号を以下に示す。

 \(r_1\):一次抵抗 [Ω], \({r_2}’\):二次抵抗 [Ω] (一次換算値)
 \(x_1\):一次漏れリアクタンス [Ω], \({x_2}’\):二次漏れリアクタンス [Ω] (一次換算値)

(1) \(r_1 + {r_2}’\) [Ω]

(2) \(x_1 + {x_2}’\) [Ω]

解答のポイント

① 誘導電動機の拘束試験

一次回路と二次回路の合成インピーダンスが導出可能

回転子拘束で \(\dot{I_1}\) を与える

回転数 \(N = 0\) のため、滑り \(s = 1\)

\(\displaystyle\frac{{r_s}’}{s} = {r_2}’\) となる

定格電流 \(I_{1s}\) と入力 \(P_2\) が測定できたとすると、一次および二次回路のインピーダンス \(Z_s\) (実部:\(R_s\), 虚部:\(X_s\)) とすれば、

  \(Z_s = \sqrt{{R_s}^2 + {X_s}^2} = \displaystyle\frac{V_1}{I_{1s}}\)

  \(P_2 = 3R_s{I_{1s}}^2\)

なので、

  \(R_s = \displaystyle\frac{P_2}{3{I_{1s}}^2}\)

  \(X_s = \sqrt{{Z_s}^2 − {R_s}^2}\)

解答

(1) \(r_1 + {r_2}’\) [Ω]

\(P_2 = 3(r_1 + {r_2}’){I_s}^2\) より、

  \(r_1 + {r_2}’ = \displaystyle\frac{P_s}{3{I_s}^2}\)

      \(= \displaystyle\frac{620}{3 × 22^2}\)

       \(\unicode{x2252}\) \(0.42700\) → \(0.427\) [Ω]

(2) \(x_1 + {x_2}’\) [Ω]

一次および二次回路のインピーダンス \(Z_s\) [Ω] の大きさは、

  \(Z_s = \displaystyle\frac{V_s}{I_s}\)

    \(= \displaystyle\frac{\displaystyle\frac{40}{\sqrt{3}}}{22}\)

     \(\unicode{x2252}\) \(1.0497\) [Ω]

であるから、

一次および二次回路のリアクダンス \(x_1 + {x_2}’\) [Ω] の大きさは、

  \(x_1 + {x_2}’ = \sqrt{{Z_s}^2 − (r_1 + {r_2}’)^2}\)

       \(= \sqrt{1.0497^2 − 0.42700^2}\)

       \(= \sqrt{0.91954}\)

        \(\unicode{x2252}\) \(0.95893\) → \(0.959\) [Ω]

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