電験三種 平成25年度(2013) 機械 問3 過去問解説

問3 《誘導機(回転磁界)》
三相誘導電動機の回転磁界に関する記述として,誤っているものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
  1. (1) 三相誘導電動機の一次巻線による励磁と,三相同期電動機の電機子反作用とは,それぞれの機種固有の表現になっているが,三相巻線に電流が流れて生じる回転磁界という点では同じ現象である。
  2. (2) 3組のコイルを互いに電気角で120[°]ずらして配置し,三相電源から三相交流を流せば回転磁界ができる。磁界の回転方向を逆転させるには,三相電源の3線のうち,いずれかの2線を入れ換える。
  3. (3) 交番磁界は正転と逆転の回転磁界を合成したものである。三相電源の3線のうち1線が断線した三相誘導電動機の回転磁界は単相の交番磁界であるが,正転の回転磁界が残っているので,静止時に負荷が軽い場合は正回転を始める。
  4. (4) 回転磁界の隣り合う磁極間(N極とS極間)の幾何学的角度は,2極機は180[°],4極機は90[°],6極機は60[°],8極機は45[°]であるが,電気角は全て180[°]である。
  5. (5) 三相交流の1周期の間に,回転磁界は電気角で360[°]回転する。幾何学的角度では,2極機は360[°],4極機では180[°],6極機では120[°],8極機では90[°]回転するので,極数を多くすると,回転速度を小さくすることができる。
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正解は(3)
解説
【考え方】(1)〜(5) を1つずつ確かめます。1線が切れたときの磁界がどうなるかがポイントです。 ポイント:同期速度 $N_{\mathrm{s}} = \dfrac{120f}{p}$(N_s:回転磁界の速さ[min⁻¹]、f:周波数[Hz]、p:極数)。極数が多いほど遅くなります。 ■1 (1) 一次巻線の励磁と電機子反作用 どちらも、三相の巻線に電流が流れてできる回転磁界です。正しいです。 ■2 (2) 回転磁界の作り方 3つのコイルを 120° ずつずらして三相交流を流すと、回転磁界ができます。 2本を入れかえると逆回りです。正しいです。 ■3 (3) 1線が断線したとき 1本切れると、単相の交番磁界(向きが行ったり来たりする磁界)になります。 交番磁界は、正回りと逆回りの回転磁界が同じ強さで合わさったものです。 止まっているときは、2つの力が打ち消し合うので、自分では回り始めません。 「正回転を始める」は誤りです。 ■4 (4) 磁極の間の角度 N極とS極の間は、電気角でいつも 180° です。正しいです。 ■5 (5) 極数と回転速度 極数が多いほど、1周期にまわる角度が小さく、速度は遅くなります。正しいです。 答えは(3)ピヨ。
出典:平成25年度(2013) 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