三相誘導電動機の力率改善

三相誘導電動機(誘導電動機)の力率改善 についての問題は、第二種電気工事士筆記試験で度々出題されていて、2〜3年に一度くらいの頻度で出題されています。

 

出題のパターンとしては、だいたい次の2つになります。

 

・三相誘導電動機にコンデンサを並列に接続する目的は?

 

・三相誘導電動機の力率を改善するために使用されるコンデンサの取り付け場所はどこか?

 

ほとんどがこのパターンのどちらかですので、コンデンサを接続する目的と取り付け場所をおぼえておけば、三相誘導電動機の力率改善に関する問題はだいたい解くことができます。

 

ここで 力率 という言葉の意味ですが、力率を簡単にいうと、

 

「電力をどれだけ有効に使えているか? を表わす値」

 

とおぼえておけばいいです。(とりあえずここでは、こんなイメージを持っていればいいと思います。)

 

それで力率は、力率が良い とか 力率が悪い という言い方をよくするのですが、

 

力率が良いと言った場合=電力を有効に使えている(電力を有効に使えている割合が大きい)

 

力率が悪いと言った場合=電力を有効に使えていない(電力を有効に使えている割合が小さい)

 

ということになります。

 

なので、力率が悪い場合には力率を改善した方がよく、このときに使われる機器がコンデンサで、三相誘導電動機の力率改善にもコンデンサ(低圧進相コンデンサ)が使われます。

 

この力率を改善するためのコンデンサを三相誘導電動機に取り付ける場所ですが、コンデンサは三相誘導電動機に並列に取り付けます。(図1は取り付け場所をイメージしやすいように単相回路で表わしています。)

 

コンデンサ取り付け場所のイメージ図

 

誘導電動機の回路には誘導電動機を操作する手元開閉器というものが使われる場合もあって、第二種電気工事士筆記試験では、コンデンサを取り付ける位置は手元開閉器の 電源側か? 負荷側か? というのも問われる場合があります。

 

手元開閉器は誘導電動機に電源を供給するスイッチ(誘導電動機をON/OFFするもの)と考えておけばいいですが、この手元開閉器も考えた場合、コンデンサの取り付け場所は図2のようになります。

 

手元開閉器も含めたコンデンサ取り付け場所のイメージ図

 

この図2を見ると分かるように、コンデンサの取り付け位置は手元開閉器の負荷側(誘導電動機側)になります。

 

もし、コンデンサが手元開閉器の電源側にあると、誘導電動機を使用しないとき(手元開閉器がOFFのとき)にもコンデンサが電源に接続されている状態になってしまうので、意味もなくコンデンサに電流が流れてしまうことになります。(図3)

 

手元開閉器の電源側にコンデンサを取り付けた場合のイメージ図

 

なので、コンデンサは手元開閉器の負荷側(誘導電動機側)に接続しなければならないんです。

 

以上より、三相誘導電動機の力率改善については、次のことをおぼえておきましょう!

 

・三相誘導電動機の力率を改善するためにはコンデンサを使用する

 

・コンデンサは手元開閉器の負荷側(誘導電動機側)に並列に取り付ける

 

力率についてもうちょっと詳しく勉強したい方は、こちらの力率とは?(力率と電力の関係)力率とは?(力率と位相の関係)のページを参考にしてみてください。

 

 


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補足1(コンデンサの名称について)

第二種電気工事士筆記試験の問題では、コンデンサを「低圧進相コンデンサ」と書いていたり、「電力用コンデンサ」と書いていたりしますが、第二種電気工事士の筆記試験対策としては、同じものと考えておいていいですよ。

 

補足2(ちょっとこれ見てみて!)

まず、平成21年度に出題された過去問題です。

平成21年度 第二種電気工事士 筆記試験 問21

三相誘導電動機回路の力率を改善するために使用する低圧進相コンデンサの取り付け場所で、最も適切なものは。
イ.主開閉器の電源側に各台数分をまとめて電動機と並列に接続する。
ロ.手元開閉器の負荷側に電動機と並列に接続する。
ハ.手元開閉器の負荷側に電動機と直列に接続する。
ニ.手元開閉器の電源側に電動機と並列に接続する。

次に、平成19年度に出題された過去問題です。

平成19年度 第二種電気工事士 筆記試験 問14

低圧三相誘導電動機に対して電力用コンデンサを並列に接続する目的は。
イ.電動機の振動を防ぐ。
ロ.回路の力率を改善する。
ハ.回転速度の変動を防ぐ。
ニ.電源の周波数の変動を防ぐ。

 

この過去問題を解いてみましょう! という話ではないです。(答えは、このページの解説を読むと分かります。)

 

この問題は平成21年度と平成19年度に出題された過去問題ですが、この問題はお互いに答えが書かれていますよね?

 

平成21年度の問題には、
「三相誘導電動機回路の力率を改善するために使用する低圧進相コンデンサ」
と書いているので、この文章から、
「三相誘導電動機の力率を改善するために使用されるのはコンデンサである」
ということが分かります。

 

次に平成19年度の問題を見ると、
「低圧三相誘導電動機に対して電力用コンデンサを並列に接続する目的は?」
と出題されています。

 

平成19年度の問題の答えは、平成21年度の問題文に書かれています。

 

今度は、逆に見てみましょう。

 

平成19年度の問題には、
「低圧三相誘導電動機に対して電力用コンデンサを並列に接続」
と書いているので、この文章から、
「三相誘導電動機にコンデンサは並列に接続される」
ということが分かります。

 

次に平成21年度の問題を見ると、
「三相誘導電動機回路の力率を改善するために使用する低圧進相コンデンサの取り付け場所で、最も適切なものは?」
と出題されています。

 

平成21年度の問題の答えの半分(選択肢を「並列」にしぼれるという意味)は、平成19年度の問題文に書かれています。

 

このように、第二種電気工事士筆記試験の過去問題を色々読んでいるだけでも知識が付いていったりしますので、過去問題は繰り返し勉強した方がいいですよ。
↑長々とすいません、これが言いたかっただけです・・・

 

管理人おすすめの筆記試験用過去問題集はこちらで紹介しています。

 

本ページに掲載の問題は、(一財)電気技術者試験センターが作成した第二種電気工事士筆記試験の問題です。

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