電験三種 平成27年度(2015) 機械 問6 過去問解説
次の文章は，小形モータに関する記述である。
小形直流モータを分解すると，N極とS極用の2個の永久磁石，回転子の溝に収められた3個のコイル，3個の（ア）で構成されていた。一般に（イ）の溝数を減らすと，エアギャップ磁束が脈動し，トルクの脈動が増える。そこで，希土類系永久磁石には大きな（ウ）があるので，溝をなくしてエアギャップにコイルを設け，トルク脈動の低減を目指した小形モータも作られている。
小形（エ）には，永久磁石を回転子の表面に設けたSPMSMという機種，永久磁石を回転子に埋め込んだIPMSMという機種，突極性を大きくした鉄心だけのSynRMという機種などがある。小形直流モータは電池だけで運転されるものが多いが，小形（エ）は，円滑な（オ）が困難なため，インバータによって運転される。
上記の記述中の空白箇所（ア），（イ），（ウ），（エ）及び（オ）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）整流子片，（イ）電機子，（ウ）保磁力，（エ）同期モータ，（オ）始動
- (2) （ア）整流子片，（イ）界磁，（ウ）透磁率，（エ）誘導モータ，（オ）制動
- (3) （ア）ブラシ，（イ）電機子，（ウ）透磁率，（エ）同期モータ，（オ）制動
- (4) （ア）整流子片，（イ）電機子，（ウ）保磁力，（エ）誘導モータ，（オ）始動
- (5) （ア）ブラシ，（イ）界磁，（ウ）透磁率，（エ）同期モータ，（オ）始動
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正解は(1)
解説
【考え方】直流モータは、整流子片とブラシで電機子の電流の向きを切りかえます。同期モータは自分では回り出せないので、インバータで周波数を少しずつ上げて始動します。
■1 (ア) 3個ある部品
小形直流モータは、回転子のコイルの電流の向きを切りかえる整流子片を、コイルと同じ3個もっています。→ (ア) 整流子片
ブラシは整流子片にこすれて電気を送る部品で、ふつう2個です。
■2 (イ) 溝の数を減らす所
電機子（回転子のコイルの部分）の溝の数を減らすと、すき間の磁束がでこぼこになり、トルクがゆれます。→ (イ) 電機子
■3 (ウ) 希土類磁石の強み
希土類（ネオジムなど）の永久磁石は、保磁力（磁石の力が消えにくい強さ）が大きいです。→ (ウ) 保磁力
だから、すき間を広げてもじゅうぶんな磁束が出せ、溝をなくしてすき間にコイルを置けます。
■4 (エ)(オ) 同期モータ
SPMSM・IPMSM・SynRM は、どれも同期モータの仲間です。→ (エ) 同期モータ
同期モータは、電源にそのままつないでもスムーズに回り出せない（始動しにくい）ので、インバータで運転します。→ (オ) 始動
答えは(1)ピヨ。
出典：平成27年度（2015） 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6