令和7年度下期機械問4

Y-Δ始動の始動トルクから、定格運転時のトルクを逆算する

機械A問題配点 5点

出典：一般財団法人電気技術者試験センター令和7年度下期第三種電気主任技術者試験機械科目問題（問題文・選択肢は改変せず、公開PDFの該当ページをそのまま掲載しています）

正解

(5)

正解の出典：同センターが公表している解答

解説

Y-Δ始動の効果は「電圧が1/√3、電流とトルクが1/3」で覚える。

Δ結線では巻線に線間電圧がそのまま加わるが、Y結線にすると巻線には線間電圧の 1/√3 しか加わらない。トルクは電圧の2乗に比例するので、Y始動のトルクは全電圧（Δ）始動の (1/√3)² = **1/3** になる。

**Δでの全電圧始動トルク** 49.0 = (1/3) × T_Δ始動 T_Δ始動 = 49.0 × 3 = 147 N·m

**定格運転時のトルク** 問題文より、Δでの全電圧始動トルクは定格運転時トルクの210 %。 T定格 = 147 / 2.10 = 70.0 N·m

したがって正解は(5)。

引っかかりやすいのは、1/3 と 1/√3 の取り違え。電圧が 1/√3、トルクと電流が 1/3 と、次元で分けて記憶する。また「210 %」を掛けるのか割るのかも迷いどころで、始動トルクのほうが定格トルクより大きいのだから、定格を求めるときは割る。

選択肢ごとの理由

(1)16.3 は 49.0 を 3 で割ってさらに処理した値。Y始動のトルクは全電圧始動より小さいので、全電圧始動トルクは掛けて求める。
(2)23.3 は 49.0 / 2.10 の値。これはY始動トルクを直接210 %で割ったもので、Δでの全電圧始動に直す3倍が抜けている。
(3)28.3 は 1/3 のかわりに 1/√3 を使った場合に近い値。トルクは電圧の2乗に比例する。
(4)40.4 は √3 倍の処理を1回だけ行った場合の値。Y-Δでトルクが変わる比は3倍ちょうど。
(5)正しい。T_Δ始動 = 49.0 × 3 = 147 N·m、T定格 = 147 / 2.10 = 70.0 N·m。

この論点は、データセンターの現場でこう出てくる

Y-Δ始動は、データセンターの冷却系でいまも現役の始動方式で、更新時にインバータへ置き換えるかどうかの判断材料になる。 Y-Δは接点を切り替えるだけなので安価で壊れにくい反面、始動トルクが1/3になる。ポンプやファンのように始動トルクが小さくて済む負荷には向くが、圧縮機のように起動時から重い負荷では加速しきれない。この問題のように「始動トルクが定格の何%か」を押さえておくと、その機械にY-Δが使えるかどうかを数字で判断できる。もう一つ現場的な注意が、Y→Δに切り替える瞬間の突入電流。切り替えのわずかな無電圧時間で電動機の残留電圧と電源の位相がずれ、再投入の瞬間に全電圧始動より大きな電流が流れることがある。DCでは停電後の復電シーケンスで多数の電動機が同時に切り替わるので、ここで一斉に突入すると発電機側が耐えられない。オープントランジション（一瞬切る）ではなくクローズドトランジション（抵抗を挟んで切らずに移行）を選ぶ、あるいはインバータにしてしまうのが最近の設計。

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