令和6年度 上期 学科試験 問14 解説

スターデルタ始動の目的は、始動時の大きな電流を抑えることにあります。直入れ（全電圧）始動とスターデルタ始動を比較する問題では、電流とトルクがそれぞれどう変化するかをセットで覚えるのが鉄則です。

スターデルタ始動の特徴を判断する基準は以下の通りです。 ・始動電流：直入れの1/3になる（小さくなる） ・始動トルク：直入れの1/3になる（小さくなる）

この比較から、選択肢ロが正しいと判断できます。

flowchart LR
    A[直入れ始動] --> B[基準: 電圧100%]
    B --> C[始動電流 100%]
    B --> D[始動トルク 100%]
    E[スターデルタ始動] --> F[始動時スター結線]
    F --> G[各巻線電圧 1/√3]
    G --> H[始動電流 1/3]
    G --> I[始動トルク 1/3]

スターデルタ始動の仕組み この方式は、始動時には電動機の巻線をスター結線にし、加速したのちにデルタ結線へと切り替える仕組みです。スター結線にすると、各巻線にかかる電圧は線間電圧の $1/\sqrt{3}$ に減少します。

オームの法則（$I = V / R$）に基づくと、電圧が $1/\sqrt{3}$ になれば電流も $1/\sqrt{3}$ になります。さらに、スター結線では線電流そのものも $1/\sqrt{3}$ 倍となる性質があるため、全体として始動電流は $1/\sqrt{3} \times 1/\sqrt{3} = 1/3$ に抑制されます。

一方で、誘導電動機のトルクは電圧の2乗に比例する性質があります。電圧が $1/\sqrt{3}$ になると、トルクは $(1/\sqrt{3})^2 = 1/3$ となり、電流と同様に小さくなってしまう点がデメリットです。

試験における重要ポイント この問題は、以下のパターンで繰り返し出題されます。

1. 始動電流の比較：スターデルタ始動は直入れ始動より「小さい」
2. 始動トルクの比較：スターデルタ始動は直入れ始動より「小さい」
3. 始動時の電圧：スター結線にすることで巻線にかかる電圧は「小さくなる（1/√3）」

「電流を抑えられる代わりにトルクも犠牲になる」というトレードオフの関係を理解しておけば、他の選択肢（始動時間が長くなる、トルクが小さくなる、電圧が小さくなる）をひっかけとして即座に見抜くことができます。現場でも容量の大きな電動機を始動させる際、電源側の負担を減らすためによく使われる方式ですので、その目的である「電流抑制」を優先して覚えておきましょう。