電験三種 令和4年度(2022) 上期 機械 問3 過去問解説
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) (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) (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) (ア) 電磁力 (イ) 電磁鋼板 (ウ) ビニル線 (エ) エナメル線 (オ) 効率
- (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) (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