令和4年度 下期 電験3種 機械 問4
次の文章は、三相同期電動機の位相特性に関する記述である。
図は三相同期電動機の位相特性曲線（V曲線）の一例である。同期電動機は、界磁電流を変えると、電機子電流の端子電圧に対する位相が変わり、さらに、電機子電流の大きさも変わる。図の曲線の最低点は力率が1となる点で、図の破線より右側は（ア）電流、左側は（イ）電流の範囲となる。また、電動機の出力を大きくするにつれて、曲線は（ウ）→B→（エ）の順に変化する。
この位相特性を利用して、三相同期電動機を需要家機器と並列に接続して無負荷運転し、需要家機器の端子電圧を調整することができる。このような目的で用いる三相同期電動機を（オ）という。
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。
| （ア） | （イ） | （ウ） | （エ） | （オ） | |
| （1） | 遅れ | 進み | A | C | 静止形無効電力補償装置 |
| （2） | 遅れ | 進み | C | A | 静止形無効電力補償装置 |
| （3） | 遅れ | 進み | A | C | 同期調相機 |
| （4） | 進み | 遅れ | C | A | 同期調相機 |
| （5） | 進み | 遅れ | A | C | 同期調相機 |
解答・解説
正解（4）
同期電動機の基本特性として、界磁が小さくなると遅れになり、界磁が大きくなると進みになります。
よって、力率1のラインより右側は進み、左側は遅れになります。電動機の出力が大きくなれば、電機子電流が大きくなるのでC→B→Aのように変化していきます。
このように、同期電動機は界磁電流を調整することで、進みから遅れの負荷に自在に制御できます。これを調相設備として、同期電動機を無負荷運転すれば、同期調相機になります。
よって、（ア）進み（イ）遅れ（ウ）C（エ）A（オ）同期調相機となるので、正解は（4）になります。
なお、下図に示す通り、同期発電機の場合には進み・遅れの関係が逆になるので、注意が必要です。
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| 同期電動機 | 同期発電機 |
