電験三種 令和4年度(2022) 上期 機械 問3 過去問解説

問3 《誘導機(巻線形誘導電動機の構造)》
次の文章は,三相巻線形誘導電動機の構造に関する記述である。 三相巻線形誘導電動機は, (ア) を作る固定子と回転する部分の巻線形回転子で構成される。 固定子は, (イ) を円形又は扇形にスロットとともに打ち抜いて,必要な枚数積み重ねて積層鉄心を構成し,その内側に設けられたスロットに巻線を納め,結線して三相巻線とすることにより作られる。 一方,巻線形回転子は,積層鉄心を構成し,その外側に設けられたスロットに巻線を納め,結線して三相巻線とすることにより作られる。始動時には高い電圧にさらされることや,大きな電流が流れることがあるので,回転子の巻線には,耐熱性や絶縁性に優れた絶縁電線が用いられる。一般的に,小出力用では,ホルマール線や (ウ) などの丸線が,大出力用では, (エ) の平角銅線が用いられる。三相巻線は,軸上に絶縁して設けた3個のスリップリングに接続し,ブラシを通して外部(静止部)の端子に接続されている。この端子に可変抵抗器を接続することにより, (オ) を改善したり,速度制御をすることができる。 上記の記述中の空白箇所(ア)〜(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. (1) (ア) 回転磁界 (イ) 高張力鋼板 (ウ) ビニル線 (エ) エナメル線 (オ) 効率
  2. (2) (ア) 回転磁界 (イ) 電磁鋼板 (ウ) ビニル線 (エ) エナメル線 (オ) 始動特性
  3. (3) (ア) 電磁力 (イ) 電磁鋼板 (ウ) ビニル線 (エ) エナメル線 (オ) 効率
  4. (4) (ア) 電磁力 (イ) 高張力鋼板 (ウ) ポリエステル線 (エ) ガラス巻線 (オ) 効率
  5. (5) (ア) 回転磁界 (イ) 電磁鋼板 (ウ) ポリエステル線 (エ) ガラス巻線 (オ) 始動特性
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正解は(5)
解説
【考え方】巻線形誘導電動機の「固定子・鉄心・巻線・スリップリング」の役わりを順に確かめます。 ■1 (ア) 固定子のはたらき 固定子(回らない外側)の三相巻線に電流を流すと、回る磁界(回転磁界)ができます。→ (ア) 回転磁界 ■2 (イ) 鉄心の材料 鉄心は、鉄損(鉄の中で熱になる損失)の少ない電磁鋼板をうすく打ちぬき、重ねて作ります。→ (イ) 電磁鋼板 高張力鋼板は強さを重視した鉄板で、鉄心には使いません。 ■3 (ウ)(エ) 巻線の電線 小出力用は、ホルマール線やポリエステル線などの丸い電線です。→ (ウ) ポリエステル線 大出力用は、熱に強いガラス巻線の平角銅線(断面が四角の銅線)です。→ (エ) ガラス巻線 ビニル線は熱に弱いので、回転子の巻線には向きません。 ■4 (オ) 外に抵抗をつなぐ理由 比例推移:二次抵抗を大きくすると、大きなトルクが低い速度で出ます。 スリップリングから外の抵抗をつなぐと、始動電流を小さく、始動トルクを大きくできます。→ (オ) 始動特性 抵抗で電力をむだにするので、効率はよくなりません。 答えは(5)ピヨ。
出典:令和4年度(2022) 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