解説 - 問題 3

この小問は、ポンプやファンなどの電動力応用設備における電動機の選定基準について問うものです。電動機の効率特性と省エネルギーの観点から最適な選択肢を選びます。

【問題のポイント】

• 電動機の固定損は消費電力の数十パーセントを占め、部分負荷では負荷損を上回ることが多い。
• 固定損を低減することが大きな省エネルギーにつながる。
• 『基準部分(工場)』は、新設・更新時の電動機選定において、その特性や種類、負荷機械の運転特性及び稼動状況を考慮することを求めている。

解答欄 【12】

正解は [イ] 所要出力に見合った です。

電動機は、一般的に定格出力に対して負荷率が低い（すなわち部分負荷）ほど効率が低下する特性を持っています。問題文にもあるように、固定損は常時発生する損失であり、部分負荷時には相対的にその割合が大きくなり、効率低下の主な原因となります。したがって、電動機を新設・更新する際には、実際に必要な出力（所要出力）に対して、過度に大きな容量の電動機を選定することを避けるべきです。

「所要出力に見合った」容量の電動機を配置することで、電動機が効率の良い負荷域（通常は定格出力に近い範囲）で運転される機会が増え、結果として総合的なエネルギー効率の向上が期待できます。これは、省エネルギーを推進する上で非常に重要な考え方であり、『基準部分(工場)』が求める「電動機全体の効率が高くなるように」という方針にも合致します。

• [ア] 運転頻度に見合った: 運転頻度は電動機の耐久性や寿命に影響を与える可能性はありますが、電動機の「容量」を選定する直接的な基準としては適切ではありません。容量選定の主眼は、負荷に必要な動力を供給しつつ、効率を最大限に引き出すことです。
• [ウ] 余裕率の高い: 「余裕率の高い」とは、実際に必要な出力に対してかなり大きな容量の電動機を選定することになります。これは、電動機が常に低い負荷率で運転されることを意味し、上記で説明した電動機の部分負荷特性により、効率の低下を招きます。結果として、消費電力が増加し、省エネルギーの観点からは不適切な選択となります。過大な容量の電動機を選定することは、初期投資の無駄だけでなく、運転コストの増加にもつながるため避けるべきです。