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訂正問題５遅れ力率→遅れ電流→減磁作用です。詳しくは「電験三種 演習編 機械３ 同期機（１）」で解説しています。th-cam.com/video/KzYdbLFjGiY/w-d-xo.html
00:00 同期機01:16 - 7:03 (1) 同期機の特性39:48 - 51:15 (2) 同期発電機のベクトル図
第一問の解法について質問なんですが線間電圧を相電圧に変換する際√3で割っていますが、スター結線であるということは問題のどこより読み取るのですか？
同期発電機の内部結線はY結線を前提として考えます。Y結線になっている理由は、一相当たりの誘導起電力が線間電圧の1/√3になるので、絶縁耐圧を低くできます。巻線の中性点を接地できるので、巻線と外箱との間の絶縁耐圧を低くできます。などが挙げられます。
@@電験合格-m4uご回答ありがとうございます
@@電験合格-m4u 「同期発電機の内部結線はY結線を前提として考えます。」これ今知った。どこからｙ結線と読み解くか知らんかった。
TACのみんな欲しかったの問題集159ページに同じ問題がありますけどそれはデルタ結線で解説してありましたので好みでどちらでもっていう感じでしょうか。
問題4について質問です。力量100%ということはsin=0でリアクタンスは0にはならないのでしょうか？宜しくお願いします。
力率100％は負荷の力率が100%という意味で、巻線の抵抗やリアクタンスとは別です。つまり、負荷→抵抗のみ（リアクタンス0）の負荷で運転している巻線→１相当たり抵抗0.15Ω＋リアクタンス12.5Ω（←このリアクタンスが0ではない）とうことです。
ご回答ありがとうございます。
問3の(a)で気になったのですが、トルクと出力の式P=ωTでは効率はかけなくてもいいんでしょうか？回転した分そのまま出力になっているという認識で大丈夫ですか？
問3は同期電動機に関する問題です。電動機の目標はトルクを出すことです。すなわちトルクの値（７２N・ｍ）は既に効率を反映した値です。トルクから求める出力はP(out)に該当します。効率は損失が生じたという意味です。P(in)を入力したものの、途中で損失が生じ、P(out)の出力しか出せなかったという意味です。P(out)=ηP(in)の関係が成り立ちます。(a)のトルク（７２N・ｍ）から求めた出力はP(out)に該当します。P(out)=ωTであり、P(out)=ηP(in)であります。(b)の線電流はP(in)から求めます。P(out)=ηP(in)の関係であることと、P(in)=3ｘ相電圧ｘ相電流=√３P(out)=ηP(in)の関係であるｘ線間電圧ｘ線電流=√３ｘVnｘI から求めます。以下の動画を参考してください。th-cam.com/video/Po9U0rswPmA/w-d-xo.html&ab_channel=%E6%9D%B1%E4%BA%AC%E9%9B%BB%E6%B0%97%E6%8A%80%E8%A1%93%E6%95%99%E8%82%B2%E3%82%BB%E3%83%B3%E3%82%BF%E3%83%BC
この講義で初めて同期機の勉強するのでまだ良く分かっておりませんが、先生によって問題5の説明の訂正「（正）遅れ力率→遅れ電流→減磁作用」が出されていますが、講義の最後の問題6「外部特性曲線」の説明のときも同じ板書を差して説明されておられますが、これも同様に訂正ということでよいのでしょうか？念のため教えてください。
「進み電流」と言ってしまっている部分が「遅れ電流」です。そこ以外は大丈夫です。不安にさせてしまい、申し訳ないです。
いえいえ、こちらこそ丁寧に回答いただき、ありがとうございます。でも、文系の私が、分からない箇所もありがならもなんとか機械の授業についていけているのは、これまでの先生の理論・電力の授業のおかげです。これからも、よろしくお願いします。
電機子反作用の問題の解説で質問です。同期発電機の場合、遅れ力率角→遅れ電流→減磁作用ではないでしょうか。電動機と逆とは分かっているのですが、少し混乱してます。
その通りです。板書間違っていますね。遅れ力率→遅れ電流→減磁作用 です。大変失礼しました。
電験合格 すっきりしました。ありがとうございます！
同期機のベクトル図のところで、なぜ遅れ電流になり、なぜ遅れ電流の場合はIxはIrに対して進むのでしょうか？教えてください。お願いします。
遅れ力率や進み力に関係なく抵抗から見てリアクタンスは90度直角になります。返事遅かったので役に立つか分かりませんが(>
白空 ご解答ありがとうございます。参考にさせていただきます
問3の定格電圧は相電圧・線電圧のどちらを表しているのでしょうか？
問題３において、ω＝2πｆは使えないのでしょうか？
ある意味使っています。P＝ωT＝２πNs/60×Tにおいて「ω＝2πｆ」を使っています。周波数ｆはそもそも「１秒あたりの回転数」を意味しています。Nsは１分あたりの回転数なので、６０秒で割れば、１秒当たりの回転数が求まります。つまり、ｆ＝Ns/60です。よって、P＝ωT＝２πｆ×T＝２πNs/60×T
回答ありがとうございます。先生の動画を見ながら勉強を始め、昨年は理論・電力・法規に合格することができました。先生のおかげです。ありがとうございます。残り機械1科目ですが気を抜かず今年取得できるように頑張ります。
テキストをpdfファイルでアップしました。動画の説明に記載したURLに従ってダウンロードしてください。
問4のIr、Ix分の電圧降下は√3倍しないのは1相分だからでしょうか？
発電機の場合、減磁作用は遅れ電流が原因だと思うのですが、電動機の説明と間違えたということでしょうか？私も混乱してしまいまして質問させていただきました。
以前のコメントで訂正致しました。問題５は、遅れ力率→遅れ電流→減磁作用 です。間違って説明してしまったので。混乱させてしまい、申し訳ございません。「電験三種 演習編 機械３ 同期機（１）」でより深く解説しています。th-cam.com/video/KzYdbLFjGiY/w-d-xo.html ご参考にしてください。
電験合格 返信いただきありがとうございます。いつも動画を見て勉強させていただいております
三相のうち一相を取り出したので、短絡電流は4300Aのうちの三分の一ではないのですか？
「三相のうち一相を取り出したので、短絡電流は4300Aのうちの三分の一ではないのですか？」→違います。スター結線の相電流と線電流は等しいので、１相分取り出しても、線に流れる電流は、三相時の線電流に等しいです。詳細は、「理論第１６回 三相交流①」の前半部分をご覧ください。th-cam.com/video/Ee9KZvfEPN0/w-d-xo.html
@@電験合格-m4u わかりましたありがとうございます！
22:28このときなぜcosθを定格出力のところでかけないのかわからないのですがわかる人いますか？
理論でやったように、単位が(V・A)で皮相電力だからだと思います。だから問4もcosΘは掛けてない。逆に問３は(W)で有効電力なのでcosΘを掛けているのだと。ちなみに(var)の場合は無効電力でsinΘを掛ける。
同期電動機のベクトル図を考える際に抵抗分を0として考えることが多いと思いますが、力率が1のときのベクトル図を描いたとき抵抗成分があるか否かで端子電圧と逆起電力の大小が入れ替わります。(抵抗成分があると若干端子電圧が逆起電力より大きくなります)物理的にも現象的にも全く理解できないのですが問題を解くときに力率1において端子電圧の方が大きくなることが気持ちが悪いです。計算のしやすさからそのようにしてると思いますが私はそれによって端子電圧と逆起電力の大きさが逆転することがとても気持ちが悪いです。どのように理解すればいいですかね(-.-;)。長文失礼しました。
ベクトル図を描いて比べてみて違いは分かっても、理解するのが難しいということですね。理解するためにイメージで話をします。そもそも端子電圧と電動機の電圧はどちらが大きいイメージでしょうか？イメージだけでいうと私は端子電圧の方が大きいイメージです。なぜか？電源電圧（端子電圧） → 線路（電圧降下） → 電動機電圧 のイメージがあるからです。例えば、100Vの端子電圧で、抵抗のみの電圧降下20Vだとしたら、電動機電圧は80Vになりますよね。この場合、電源電圧（端子電圧）＞電動機電圧 です。つまり、抵抗成分があると、端子電圧よりも電動機電圧は小さくなりがちです。力率１、抵抗成分が０のとき、一般に、端子電圧＜電動機電圧 となります。これは、リアクタンス電圧が電流（端子電圧）に対して90°進んでおり、ベクトル図を描くと、端子電圧、電動機電圧間に内部相差角が生じるためです。端子電圧をヨコとすると、電動機電圧はナナメになるので、直角三角形の辺がヨコ＜ナナメなので、必ず端子電圧＜電動機電圧となります。力率１、抵抗成分ありのとき抵抗成分の電圧降下の度合いによりますが、上記で説明した通り、抵抗による電圧降下が起こるので、端子電圧に対して電動機電圧が小さくなっていきます。すると、端子電圧＞電動機電圧 という逆転現象が起こるわけです。
単純に抵抗成分による電圧降下ですねwwwなんか深く考えすぎちゃいました。たしかに端子電圧のほうが誘導起電力より大きいのはイメージで理解できます。力率1において抵抗があるかないかで端子電圧と誘導電動機の大小はそのようなヨコナナメのベクトル図でイメージできるようになった気がします！返信ありがとうございます！大変助かりました。
先生は√3≒1.732で計算するのに対し生徒さんは√3≒1.73で計算していることが、違いを見られた感じで面白かったです。私は先生と同様、小数第三位までで計算しています。
訂正
問題５
遅れ力率→遅れ電流→減磁作用
です。詳しくは「電験三種 演習編 機械３ 同期機（１）」で解説しています。
th-cam.com/video/KzYdbLFjGiY/w-d-xo.html
00:00 同期機
01:16 - 7:03 (1) 同期機の特性
39:48 - 51:15 (2) 同期発電機のベクトル図
第一問の解法について質問なんですが
線間電圧を相電圧に変換する際√3で割っていますが、スター結線であるということは問題のどこより読み取るのですか？
同期発電機の内部結線はY結線を前提として考えます。
Y結線になっている理由は、
一相当たりの誘導起電力が線間電圧の1/√3になるので、絶縁耐圧を低くできます。
巻線の中性点を接地できるので、巻線と外箱との間の絶縁耐圧を低くできます。
などが挙げられます。
@@電験合格-m4uご回答ありがとうございます
@@電験合格-m4u 「同期発電機の内部結線はY結線を前提として考えます。」これ今知った。どこからｙ結線と読み解くか知らんかった。
TACのみんな欲しかったの問題集159ページに同じ問題がありますけどそれはデルタ結線で解説してありましたので好みでどちらでもっていう感じでしょうか。
問題4について質問です。
力量100%ということはsin=0でリアクタンスは0にはならないのでしょうか？
宜しくお願いします。
力率100％は負荷の力率が100%という意味で、巻線の抵抗やリアクタンスとは別です。
つまり、
負荷→抵抗のみ（リアクタンス0）の負荷で運転している
巻線→１相当たり抵抗0.15Ω＋リアクタンス12.5Ω（←このリアクタンスが0ではない）
とうことです。
ご回答ありがとうございます。
問3の(a)で気になったのですが、トルクと出力の式P=ωTでは効率はかけなくてもいいんでしょうか？
回転した分そのまま出力になっているという認識で大丈夫ですか？
問3は同期電動機に関する問題です。電動機の目標はトルクを出すことです。すなわちトルクの値（７２N・ｍ）は既に効率を反映した値です。トルクから求める出力はP(out)に該当します。
効率は損失が生じたという意味です。P(in)を入力したものの、途中で損失が生じ、P(out)の出力しか出せなかったという意味です。P(out)=ηP(in)の関係が成り立ちます。
(a)のトルク（７２N・ｍ）から求めた出力はP(out)に該当します。P(out)=ωTであり、P(out)=ηP(in)であります。
(b)の線電流はP(in)から求めます。P(out)=ηP(in)の関係であることと、P(in)=3ｘ相電圧ｘ相電流=√３P(out)=ηP(in)の関係であるｘ線間電圧ｘ線電流=√３ｘVnｘI から求めます。
以下の動画を参考してください。
th-cam.com/video/Po9U0rswPmA/w-d-xo.html&ab_channel=%E6%9D%B1%E4%BA%AC%E9%9B%BB%E6%B0%97%E6%8A%80%E8%A1%93%E6%95%99%E8%82%B2%E3%82%BB%E3%83%B3%E3%82%BF%E3%83%BC
この講義で初めて同期機の勉強するのでまだ良く分かっておりませんが、先生によって問題5の説明の訂正「（正）遅れ力率→遅れ電流→減磁作用」が出されていますが、講義の最後の問題6「外部特性曲線」の説明のときも同じ板書を差して説明されておられますが、これも同様に訂正ということでよいのでしょうか？念のため教えてください。
「進み電流」と言ってしまっている部分が「遅れ電流」です。
そこ以外は大丈夫です。不安にさせてしまい、申し訳ないです。
いえいえ、こちらこそ丁寧に回答いただき、ありがとうございます。でも、文系の私が、分からない箇所もありがならもなんとか機械の授業についていけているのは、これまでの先生の理論・電力の授業のおかげです。これからも、よろしくお願いします。
電機子反作用の問題の解説で質問です。
同期発電機の場合、遅れ力率角→遅れ電流→減磁作用ではないでしょうか。
電動機と逆とは分かっているのですが、少し混乱してます。
その通りです。板書間違っていますね。
遅れ力率→遅れ電流→減磁作用 です。大変失礼しました。
電験合格
すっきりしました。
ありがとうございます！
同期機のベクトル図のところで、
なぜ遅れ電流になり、なぜ遅れ電流の場合はIxはIrに対して進むのでしょうか？
教えてください。
お願いします。
遅れ力率や進み力に関係なく
抵抗から見てリアクタンスは90度直角になります。返事遅かったので役に立つか分かりませんが(>
白空 ご解答ありがとうございます。
参考にさせていただきます
問3の定格電圧は相電圧・線電圧のどちらを表しているのでしょうか？
問題３において、ω＝2πｆは使えないのでしょうか？
ある意味使っています。
P＝ωT＝２πNs/60×Tにおいて
「ω＝2πｆ」を使っています。
周波数ｆはそもそも「１秒あたりの回転数」を意味しています。
Nsは１分あたりの回転数なので、６０秒で割れば、１秒当たりの回転数が求まります。
つまり、ｆ＝Ns/60です。
よって、
P＝ωT＝２πｆ×T＝２πNs/60×T
回答ありがとうございます。先生の動画を見ながら勉強を始め、昨年は理論・電力・法規に合格することができました。先生のおかげです。ありがとうございます。残り機械1科目ですが気を抜かず今年取得できるように頑張ります。
テキストをpdfファイルでアップしました。動画の説明に記載したURLに従ってダウンロードしてください。
問4のIr、Ix分の電圧降下は√3倍しないのは1相分だからでしょうか？
発電機の場合、減磁作用は遅れ電流が原因だと思うのですが、電動機の説明と間違えたということでしょうか？私も混乱してしまいまして質問させていただきました。
以前のコメントで訂正致しました。
問題５は、
遅れ力率→遅れ電流→減磁作用
です。
間違って説明してしまったので。混乱させてしまい、申し訳ございません。
「電験三種 演習編 機械３ 同期機（１）」でより深く解説しています。
th-cam.com/video/KzYdbLFjGiY/w-d-xo.html
ご参考にしてください。
電験合格 返信いただきありがとうございます。いつも動画を見て勉強させていただいております
三相のうち一相を取り出したので、
短絡電流は4300Aのうちの三分の一ではないのですか？
「三相のうち一相を取り出したので、
短絡電流は4300Aのうちの三分の一ではないのですか？」
→違います。スター結線の相電流と線電流は等しいので、１相分取り出しても、線に流れる電流は、三相時の線電流に等しいです。
詳細は、「理論第１６回 三相交流①」の前半部分をご覧ください。
th-cam.com/video/Ee9KZvfEPN0/w-d-xo.html
@@電験合格-m4u わかりましたありがとうございます！
22:28このときなぜcosθを定格出力のところでかけないのかわからないのですがわかる人いますか？
理論でやったように、単位が(V・A)で皮相電力だからだと思います。だから問4もcosΘは掛けてない。逆に問３は(W)で有効電力なのでcosΘを掛けているのだと。ちなみに(var)の場合は無効電力でsinΘを掛ける。
同期電動機のベクトル図を考える際に抵抗分を0として考えることが多いと思いますが、力率が1のときのベクトル図を描いたとき抵抗成分があるか否かで端子電圧と逆起電力の大小が入れ替わります。(抵抗成分があると若干端子電圧が逆起電力より大きくなります)
物理的にも現象的にも全く理解できないのですが問題を解くときに力率1において端子電圧の方が大きくなることが気持ちが悪いです。計算のしやすさからそのようにしてると思いますが私はそれによって端子電圧と逆起電力の大きさが逆転することがとても気持ちが悪いです。どのように理解すればいいですかね(-.-;)。長文失礼しました。
ベクトル図を描いて比べてみて違いは分かっても、理解するのが難しいということですね。
理解するためにイメージで話をします。
そもそも端子電圧と電動機の電圧はどちらが大きいイメージでしょうか？
イメージだけでいうと私は端子電圧の方が大きいイメージです。
なぜか？
電源電圧（端子電圧） → 線路（電圧降下） → 電動機電圧 のイメージがあるからです。
例えば、100Vの端子電圧で、抵抗のみの電圧降下20Vだとしたら、電動機電圧は80Vになりますよね。この場合、
電源電圧（端子電圧）＞電動機電圧 です。
つまり、抵抗成分があると、端子電圧よりも電動機電圧は小さくなりがちです。
力率１、抵抗成分が０のとき、一般に、
端子電圧＜電動機電圧 となります。これは、リアクタンス電圧が電流（端子電圧）に対して90°進んでおり、ベクトル図を描くと、端子電圧、電動機電圧間に内部相差角が生じるためです。端子電圧をヨコとすると、電動機電圧はナナメになるので、直角三角形の辺がヨコ＜ナナメなので、必ず端子電圧＜電動機電圧となります。
力率１、抵抗成分ありのとき
抵抗成分の電圧降下の度合いによりますが、上記で説明した通り、抵抗による電圧降下が起こるので、端子電圧に対して電動機電圧が小さくなっていきます。
すると、端子電圧＞電動機電圧 という逆転現象が起こるわけです。
単純に抵抗成分による電圧降下ですねwww
なんか深く考えすぎちゃいました。
たしかに端子電圧のほうが誘導起電力より大きいのはイメージで理解できます。
力率1において抵抗があるかないかで端子電圧と誘導電動機の大小はそのようなヨコナナメのベクトル図でイメージできるようになった気がします！
返信ありがとうございます！大変助かりました。
先生は√3≒1.732で計算するのに対し生徒さんは√3≒1.73で計算していることが、違いを見られた感じで面白かったです。
私は先生と同様、小数第三位までで計算しています。