電験三種 令和6年度(2024) 上期 機械 問3 過去問解説
次の文章は,三相の誘導機に関する記述である。
固定子の励磁電流による同期速度の (ア) と回転子との速度の差(相対速度)によって回転子に電圧が発生し,その電圧によって回転子に電流が流れる。トルクは回転子の電流と磁束とで発生するので,トルク特性を制御するため,巻線形誘導機では回転子巻線の回路をブラシと (イ) で外部に引き出して二次抵抗値を調整する方式が用いられる。回転子の回転速度が停止(滑り $s = 1$)から同期速度(滑り $s = 0$)の間,すなわち,$1 \gt s \gt 0$ の運転状態では,磁束を介して回転子の回転方向にトルクが発生するので誘導機は (ウ) となる。回転子の速度が同期速度より高速の場合,磁束を介して回転子の回転方向とは逆の方向にトルクが発生し,誘導機は (エ) となる。
上記の記述中の空白箇所(ア)〜(エ)に当てはまる組合せとして,正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
- (1) (ア) 交番磁界 (イ) スリップリング (ウ) 電動機 (エ) 発電機
- (2) (ア) 交番磁界 (イ) 整流子 (ウ) 発電機 (エ) 電動機
- (3) (ア) 回転磁界 (イ) スリップリング (ウ) 電動機 (エ) 発電機
- (4) (ア) 回転磁界 (イ) スリップリング (ウ) 発電機 (エ) 電動機
- (5) (ア) 交番磁界 (イ) 整流子 (ウ) 電動機 (エ) 発電機
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正解は(3)
解説
【考え方】滑り $s = \dfrac{N_s - N}{N_s}$($N_s$:同期速度、N:回転速度)で、$1 \gt s \gt 0$ なら電動機、$s \lt 0$(同期速度より速い)なら発電機です。
■1 (ア) 固定子がつくる磁界
三相の固定子に電流を流すと、同期速度で回る回転磁界ができます。→ (ア) 回転磁界
「交番磁界」は、向きが行ったり来たりするだけで回らない磁界です。
■2 (イ) 回転子の巻線を外に出す部品
巻線形では、回転子の巻線をスリップリング(回転軸についた輪)とブラシで外に出し、抵抗をつなぎます。→ (イ) スリップリング
「整流子」は直流機で電流の向きを切りかえる部品です。
■3 (ウ) 同期速度より遅いとき
$1 \gt s \gt 0$ では、トルクが回転方向に出るので、電動機です。→ (ウ) 電動機
■4 (エ) 同期速度より速いとき
外から同期速度より速く回されると、トルクは逆向きになり、発電機になります。→ (エ) 発電機
答えは(3)ピヨ。
出典:令和6年度(2024) 上期 第三種電気主任技術者試験(電気技術者試験センター)機械 問3