電験三種(第三種電気主任技術者)「機械」のうち、特殊電動機の問題です(大分類:特殊電動機・電気機器共通・重要度A)。一問一答8問 → 五肢択一4問の順に解き、解答・解説は各問題の下を開いて確認してください。
一問一答(○×)
重要度:A 難易度:★☆☆
問1:ステッピングモータは、入力したパルスの数に比例した角度だけ回転する。
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正解:○
1パルスごとにステップ角だけ回転するので、回転角はパルス数に比例します。
重要度:A 難易度:★☆☆
問2:ステッピングモータの回転速度は、入力パルスの電圧に比例する。
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正解:×
回転速度は入力パルスの周波数(1秒間のパルス数)に比例します。
重要度:A 難易度:★☆☆
問3:ステッピングモータで位置決めをするには、必ずエンコーダなどによるフィードバック制御が必要である。
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正解:×
ステッピングモータはパルス数で回転角が決まるので、フィードバックのない開ループ制御で位置決めができます。
重要度:A 難易度:★☆☆
問4:永久磁石同期モータは、回転子に永久磁石をもつので界磁巻線が不要で、効率が高い。
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正解:○
界磁巻線の銅損がなく、誘導電動機のような二次銅損もないので、効率が高くなります。
重要度:A 難易度:★☆☆
問5:ブラシレスDCモータは、整流子とブラシによって電機子電流を切り替える。
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正解:×
ブラシレスDCモータは、整流子とブラシの代わりに、回転子の位置センサと半導体スイッチ(インバータ)で電流を切り替えます。
重要度:A 難易度:★☆☆
問6:スイッチトリラクタンスモータは、回転子に巻線も永久磁石もなく、磁気抵抗の変化によって生じるトルクで回転する。
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正解:○
突極の回転子が、励磁された固定子の極に引き寄せられるリラクタンストルクで回転します。構造が簡単で堅牢です。
重要度:A 難易度:★☆☆
問7:ユニバーサルモータは、交流・直流のどちらでも使える整流子電動機で、直巻の構造である。
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正解:○
直巻なので電流の向きが変わっても界磁と電機子の電流が同時に反転し、トルクの向きは変わりません。
重要度:A 難易度:★★☆
問8:ステッピングモータは、パルス周波数をどれだけ高くしても、パルスに同期して回転を続ける。
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正解:×
パルス周波数が高すぎる(または負荷が大きすぎる)と、回転子がパルスに追従できなくなり脱調します。
五肢択一
重要度:A 難易度:★☆☆
問9:ステップ角1.8°のステッピングモータに、毎秒400パルスの入力を与えた。回転速度〔min⁻¹〕の値として、正しいものはどれか。
- 2
- 60
- 120
- 720
- 7,200
【第9問:正解と解説】
正解:3
正解は3です。
1秒間の回転角=400×1.8=720°=2回転、回転速度=2×60=120min⁻¹
1:誤り。毎秒の回転数〔s⁻¹〕です。
2:誤り。1/2にした値です。
3:正しい。
4:誤り。1秒間に回転する角度〔°〕の値です。
5:誤り。60を掛けすぎた値です。
重要度:A 難易度:★☆☆
問10:ステップ角1.8°のステッピングモータを90°回転させるのに必要なパルス数として、正しいものはどれか。
- 25
- 50
- 100
- 162
- 200
【第10問:正解と解説】
正解:2
正解は2です。
パルス数=90/1.8=50
1:誤り。1/2にした値です。
2:正しい。
3:誤り。2倍にした値です。
4:誤り。90×1.8です。
5:誤り。1回転分のパルス数です。
重要度:A 難易度:★☆☆
問11:次の(ア)〜(ウ)の特徴をもつ電動機の組み合わせとして、正しいものはどれか。
(ア) 回転子に巻線も永久磁石もなく、磁気抵抗の変化によるトルクで回る。
(イ) 整流子とブラシの代わりに、位置センサと半導体スイッチで電流を切り替える。
(ウ) 交流・直流のどちらでも使える直巻の整流子電動機である。
- (ア) ブラシレスDCモータ (イ) スイッチトリラクタンスモータ (ウ) ユニバーサルモータ
- (ア) スイッチトリラクタンスモータ (イ) ユニバーサルモータ (ウ) ブラシレスDCモータ
- (ア) ユニバーサルモータ (イ) ブラシレスDCモータ (ウ) スイッチトリラクタンスモータ
- (ア) ステッピングモータ (イ) ブラシレスDCモータ (ウ) ユニバーサルモータ
- (ア) スイッチトリラクタンスモータ (イ) ブラシレスDCモータ (ウ) ユニバーサルモータ
【第11問:正解と解説】
正解:5
正解は5です。
1:誤り。(ア)と(イ)が逆です。
2:誤り。(イ)と(ウ)が逆です。
3:誤り。(ア)と(ウ)が逆です。
4:誤り。(ア)はスイッチトリラクタンスモータです(ステッピングモータには永久磁石形もあり、特徴が一致しません)。
5:正しい。
重要度:A 難易度:★★☆
問12:特殊電動機に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。
- ユニバーサルモータは高速回転が可能で、電動工具や掃除機に用いられる。
- ユニバーサルモータは、交流で運転しても、電流の向きが変わるたびにトルクの向きが反転することはない。
- 永久磁石同期モータは、回転子に永久磁石をもつ。
- ブラシレスDCモータは、機械的な接点がないので保守が容易である。
- ユニバーサルモータは、界磁巻線と電機子巻線を並列に接続した分巻の構造である。
【第12問:正解と解説】
正解:5
正解は5です。
1:正しい。
2:正しい。直巻なので、界磁と電機子の電流が同時に反転します。
3:正しい。
4:正しい。
5:誤り。ユニバーサルモータは直巻の構造です。
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