同期機41【電験3種 機械】同期電動機のV曲線と同期調相機！令和4年下期 A問題4 完全解説

今回は令和4年度下期 機械科目 A問題4を解説します。同期電動機の位相特性曲線（V曲線）と同期調相機を問う穴埋め問題です。

V曲線の最低点が力率1。右側が進み力率、左側が遅れ力率。電圧調整に使う電動機が同期調相機です。

令和4年度下期 機械科目 A問題4：問題文と選択肢

まずは、実際の試験問題を確認してみましょう。

電験3種 機械科目 【同期機】 令和4年度下期 A問題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。下の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。空白箇所（ア）〜（オ）に当てはまる組合せとして正しいものを一つ選べ。

出題のポイント：V曲線の左右・出力順・用途を読む

同期電動機のV曲線は、界磁電流を変えたときの電機子電流を表します。最小点は力率1で、左側の不足励磁は遅れ電流、右側の過励磁は進み電流です。さらに曲線の高さで出力順、無負荷運転の用途で同期調相機を判断します。

ポイント解説：出力増加はC→B→A、無負荷運転は同期調相機

V曲線は界磁電流に対する電機子電流の変化で、最低点が力率1。破線より右側が進み力率、左側が遅れ力率。出力を上げると曲線はC→B→Aと上がります。電圧・力率調整に使う電動機を同期調相機といいます。

問題の解説：V曲線の5空欄を左右と上下から確定する

STEP1　（ア）（イ）進み・遅れの範囲

破線より右側は進み（ア）電流、左側は遅れ（イ）電流。

STEP2　（ウ）（エ）出力の増加順

出力を大きくすると曲線はC（ウ）→B→A（エ）の順に変化。

STEP3　（オ）用途

電圧・力率調整に使う電動機は同期調相機（オ）。よって組合せは(4)。

答え：(4)

まとめ

（ア）	進み
（イ）	遅れ
（ウ）	C
（エ）	A
（オ）	同期調相機
答え	(4)

▼あわせて解きたい関連問題
・同期電動機のベクトル図：【機械】令和5年度下期A問題5
・同期電動機の構造：【機械】令和3年度A問題5