Question 1

下の図は、電動機を運転するための操作回路の一部である。始動用押しボタンから手を離しても運転が続くように自己保持をかけるとき、電磁接触器の補助接点を接続する方法として正しいものはどれか。

Accepted Answer

始動用押しボタンと並列にa接点を接続する。【詳細解説】自己保持回路は、始動用押しボタンを押して電磁接触器が動作した後、そのコイルへの電流の通り道をボタンの代わりに保つ仕組みです。電磁接触器が動作すると補助a接点が閉じるので、この接点を始動用押しボタンと並列に接続しておけば、ボタンから手を離しても接点を通って電流が流れ続け、運転が維持されます。停止用押しボタンと並列にb接点を入れると、停止用ボタンを押しても回路が切れず止められなくなります。始動用押しボタンと直列にb接点を入れると、電磁接触器が動作した瞬間にその接点が開いて自分の回路を切ってしまい、運転が続きません。停止用ボタンは自己保持の輪の中に直列で入れておくことで、押した瞬間に保持が解けます。【他の選択肢が不適切な理由】停止用の押しボタンと並列に閉じている接点を入れると、ボタンを押しても並列の経路から電流が流れ続け、電動機を止められなくなります。始動用の押しボタンと直列に閉じている接点を入れる形では、電磁接触器が動作した瞬間にその接点が開いて自分の回路を切るため、入切を繰り返すだけで運転が続きません。停止用の押しボタンと直列に開いている接点を入れる形では、そもそも始動できません。

Question 2

電動機の運転を止めるための停止用押しボタンを、電磁接触器の操作回路に組み込む方法として正しいものはどれか。

Accepted Answer

b接点を操作コイルと直列に接続する。【詳細解説】停止用押しボタンは、押していないときに閉じていて、押すと開くb接点、すなわちブレーク接点を用い、電磁接触器の操作コイルと直列に接続します。こうすると通常は電流が流れ続け、押した瞬間だけ回路が切れて電磁接触器が復帰し、電動機が止まります。a接点を直列に入れると、押している間しか電流が流れず、そもそも運転を始められません。並列に接続した場合、b接点なら操作コイルを短絡してしまい、a接点なら押したときにコイルを短絡してしまうため、いずれも正常に動作しません。停止用ボタンは、始動用押しボタンと自己保持接点の両方を含む輪の外側に直列で置くのが基本形です。安全のため、停止側は接点が閉じている状態を通常とする点が要点です。【他の選択肢が不適切な理由】押したときに閉じる接点を直列に入れると、押している間しか電流が流れず、始動用の押しボタンと同じ働きになってしまい、止めるという役目を果たせません。並列につないだ場合は、操作コイルの両端を接点で結ぶことになり、コイルに電圧が加わらないまま大きな電流が流れる危険な状態になります。閉じている接点を直列に置く形は、配線が断線したときにも止まる側へ働く点でも理にかなっています。

Question 3

三相誘導電動機の正転逆転制御回路において、正転用と逆転用の電磁接触器が同時に投入されるのを防ぐインターロックの方法として正しいものはどれか。

Accepted Answer

相手側の電磁接触器のb接点を直列に入れる。【詳細解説】正転用と逆転用の電磁接触器が同時に投入されると、電源の相どうしが短絡して大事故になります。これを防ぐため、正転側の操作回路に逆転用電磁接触器のb接点を直列に入れ、逆転側の操作回路に正転用電磁接触器のb接点を直列に入れます。一方が動作するとその接点が開き、もう一方は投入できなくなります。この相互の鎖錠を電気的インターロックと呼びます。相手側のa接点を直列に入れると、相手が動作しているときしか動作できないという逆の関係になってしまいます。並列に入れる方法では回路を切ることができず、鎖錠になりません。押しボタン自体を機械的に連動させる機械的インターロックと併用すると、さらに確実になります。【他の選択肢が不適切な理由】相手側の閉じる接点を直列に入れると、相手が動作しているときでなければ自分も動作できないという条件になり、どちらも起動できなくなります。並列に入れる方法では、経路が増えるだけで相手の動作によって自分の回路を切ることができず、鎖錠の働きになりません。互いに相手が動いたら自分は入れないという関係をつくるには、相手が動作したときに開く接点を回路の中に直列に置く必要があります。

Question 4

電磁開閉器に組み込まれた熱動継電器（サーマルリレー）の接点の使い方として正しいものはどれか。

Accepted Answer

b接点を操作回路に直列に入れて過負荷で開く。【詳細解説】熱動継電器は、電動機に流れる電流によって発生する熱でバイメタルを変形させ、過負荷が続いたときに接点を動かす保護機器です。その接点は通常閉じているb接点で、電磁接触器の操作回路に直列に入れます。過負荷を検出するとこの接点が開き、操作コイルへの電流が切れて電磁接触器が復帰し、電動機が停止します。熱動継電器そのものが電動機の大きな電流を遮断するのではなく、あくまで電磁接触器に指令を出す役割である点が重要です。したがって接点を主回路に入れる使い方は誤りです。a接点を使うと、正常時に操作回路が切れたままとなり運転できません。動作後は原因を取り除いてから、手動または自動で復帰させます。【他の選択肢が不適切な理由】この機器の接点は小さな電流を扱うためのもので、電動機の大きな電流が流れる主回路に入れれば焼損します。しかも主回路に入れて過負荷で閉じるという動きでは、過負荷のときに電流を流し始めることになり、保護の向きが逆になります。並列に入れて過負荷で閉じる接続は主回路を短絡させる形です。操作回路に開く接点を置き、過負荷で回路を断つという流れになっていなければ保護になりません。

Question 5

電磁開閉器を構成する機器の組み合わせとして正しいものはどれか。

Accepted Answer

電磁接触器と熱動継電器。【詳細解説】電磁開閉器は、電磁接触器と熱動継電器を一体に組み合わせた機器です。電磁接触器は電磁石の力で主接点を開閉して電動機の電流を入切する部分、熱動継電器は過負荷を検出して電磁接触器に停止の指令を出す部分で、両者がそろって初めて始動停止と過負荷保護の両方ができます。配線用遮断器は短絡や過電流から電路を守る機器で、電磁開閉器とは別に主回路の上流に設けます。限流ヒューズは高圧回路で短絡電流を制限して溶断する部品です。漏電遮断器は地絡を検出して電路を遮断する機器で、いずれも電磁開閉器の構成要素ではありません。配線図では、電磁開閉器の傍記はMS、電磁接触器はMC、熱動継電器はTHRなどと記されます。【他の選択肢が不適切な理由】配線用遮断器も漏電遮断器も、動作すれば人が手で復帰させなければならない機器で、1日に何度も繰り返す始動停止の操作に用いるものではありません。限流ヒューズは一度溶断すれば取り替えが必要で、しかも高圧回路で短絡電流を制限するための部品です。これらは電路や人を守るために別に設ける機器であり、電動機を操作しながら過負荷から守るという一体の役目を担うものではありません。

Question 6

電動機の運転表示灯を、電動機が運転している間だけ点灯させるための接続として正しいものはどれか。

Accepted Answer

電磁接触器の補助a接点と直列に接続する。【詳細解説】電磁接触器の補助a接点は、電磁接触器が動作している間だけ閉じる接点です。運転表示灯をこの接点と直列に接続すれば、電動機が回っている間だけ表示灯に電流が流れて点灯し、停止すると消灯します。実務では赤色の表示灯を運転表示に使うことが一般的です。補助b接点と直列に接続すると、電動機が停止している間だけ点灯する停止表示になります。緑色の表示灯を用いてこの接続にすると、電源が入っていて待機中であることを示せます。補助a接点と並列に接続すると、接点が閉じたときに表示灯が短絡されて消えてしまいます。熱動継電器の接点を用いた場合は、過負荷で動作したことを示す表示になり、運転状態は分かりません。【他の選択肢が不適切な理由】並列に接続すると、接点が閉じたときに表示灯の両端が同じ電位になって電流が流れず、運転中にかえって消えてしまいます。動作したときに開く接点と直列につなぐ接続では、停止している間だけ点灯する表示になり、示す意味が逆になります。過負荷を検出する機器の接点を用いた場合は、保護が働いたことを知らせる表示になり、電動機が回っているかどうかを表すものにはなりません。

Question 7

三相かご形誘導電動機のスターデルタ始動器の制御回路で、始動から一定時間後にスター結線からデルタ結線へ自動的に切り替えるために用いる継電器と接点の組み合わせとして正しいものはどれか。

Accepted Answer

限時継電器の限時動作瞬時復帰接点。【詳細解説】スターデルタ始動では、始動時にスター結線として一相あたりの電圧を下げ、始動電流を抑えます。回転が上がったところでデルタ結線へ切り替えて定格の運転に移ります。この切替のタイミングを作るのが限時継電器、いわゆるタイマです。電圧が加わってから設定時間後に接点が動作し、電圧がなくなると直ちに元に戻る限時動作瞬時復帰接点を用います。熱動継電器は過負荷保護の機器で時間の設定は始動用ではありません。地絡継電器は地絡の検出、不足電圧継電器は電圧低下の検出に使うもので、いずれも切替の合図には使いません。スター結線時の始動電流と始動トルクは、デルタ結線で直入れした場合の3分の1になります。【他の選択肢が不適切な理由】過負荷を検出する機器は電流による発熱で動くため、切り替えたい時間を設定することができず、動作すれば運転そのものを止めてしまいます。地絡を検出する機器や電圧の低下を検出する機器は、異常が起きたときに保護のために働くものであり、正常な始動の途中で意図的に動作させて結線を切り替える用途には使いません。時間を決めて接点を動かす働きを持つ機器かどうかが判断の分かれ目です。

Question 8

三相誘導電動機の回転方向を逆にする方法として正しいものはどれか。

Accepted Answer

電源の3本の電線のうち2本を入れ替える。【詳細解説】三相誘導電動機は、三相交流がつくる回転磁界の向きに従って回転します。回転磁界の向きは相順で決まるため、電源の3本の電線のうち任意の2本を入れ替えれば相順が逆になり、回転方向が反転します。正転逆転の制御回路では、この入れ替えを2台の電磁接触器で行います。3本すべてを入れ替えても相順は変わらないため、回転方向は元のままです。電圧を下げるとトルクが低下して回らなくなるだけで、向きは変わりません。周波数を変えると回転速度は変わりますが、向きには影響しません。同期速度は、周波数を極数で割って120を掛けた値で求められます。接続前に検相器で相順を確認しておくと、逆転による機械の損傷を防げます。【他の選択肢が不適切な理由】3本すべてを入れ替えても、相の現れる順序は巡って元と同じ並びに戻るため、回転の向きは変わりません。電圧を下げるとトルクは電圧のおよそ2乗に比例して小さくなり、始動できなくなったり回転が落ちたりするだけで、向きには影響しません。周波数を変えると同期速度が変わって回転が遅くなりますが、これも速さの問題であって、磁界が回る向きを反転させるものではありません。

Question 9

下の図はシーケンス図で用いる押しボタンスイッチの接点の図記号である。この接点の名称として正しいものはどれか。押しボタンスイッチの接点

Accepted Answer

メーク接点（a接点）。【詳細解説】図のように、通常は開いていて操作したときに閉じる接点をメーク接点、記号ではa接点と呼びます。押しボタンスイッチでは、始動用のボタンにこのa接点を用い、押している間だけ回路がつながります。これに対し、通常は閉じていて操作すると開く接点をブレーク接点、記号ではb接点と呼びます。停止用の押しボタンや熱動継電器の出力接点に用いられます。切換接点、記号でc接点は、共通端子から見てa接点とb接点の両方を持ち、操作によって接続先が切り替わる接点です。限時動作接点はタイマが持つ接点で、動作までに時間差があります。自動復帰形の押しボタンは、手を離すとばねの力で元の状態に戻る点も押さえておきます。【他の選択肢が不適切な理由】通常は閉じていて操作すると開く接点は、停止用の押しボタンや保護機器の出力に用いるもので、図に示された状態と開閉が逆になります。切換の接点は共通の端子から二つの行き先を持つ形で描かれるため、端子の数そのものが違います。時間差をもって動作する接点はタイマが持つもので、記号にその時間差を表す印が添えられます。記号の形から、通常の状態が開か閉かを読み取ることが第一歩です。

Question 10

電動機の操作回路で、始動用押しボタンと電磁接触器の操作コイルだけを直列に接続し、自己保持回路を設けなかった場合の動作として正しいものはどれか。

Accepted Answer

押している間だけ電動機が回り離すと停止する。【詳細解説】始動用押しボタンは自動復帰形のa接点であり、手を離すとばねで開きます。自己保持回路がなければ、押している間だけ操作コイルに電流が流れて電磁接触器が動作し、離した瞬間に復帰して電動機が止まります。この動作は寸動運転、いわゆるジョギングと呼ばれ、機械の位置合わせなどで意図的に使うこともあります。連続運転をさせたい場合は、電磁接触器の補助a接点を始動用押しボタンと並列に接続して自己保持をかけます。自己保持がないため、停止用押しボタンを押して止めるという動作にはなりません。操作回路の不具合で電動機がすぐ止まる場合は、まず自己保持接点の接触不良や配線の誤りを疑うのが実務での定石です。【他の選択肢が不適切な理由】回り続けて止められなくなるという動きは、保持する経路ができたうえで切る手段がない場合の話であり、保持の仕組みがなければ起こりません。まったく起動しないという説明も、押している間は操作コイルに電流が流れる直列の接続である以上、成り立ちません。停止用の押しボタンで止まるという動きは、保持がかかって初めて意味を持つもので、保持のない回路では手を離した時点ですでに止まっています。

シーケンス図と電動機制御回路の一問一答