電験三種 令和7年度(2025) 下期 機械 問5 過去問解説

問5 《同期機(同期電動機の始動)》
回転界磁形同期電動機が停止している状態で,固定子巻線に対称三相交流電圧を印加すると回転磁界が生じる。しかし,励磁された回転子磁極が受けるトルクは,同じ大きさで向きが交互に変わるので,その平均トルクは零になり電動機は起動しない。これを改善するために,回転子の磁極面に(ア)を施す。これは,(イ)と同じ起動原理を利用したもので,誘導トルクによって電動機を起動させる。 起動時には,回転磁束によって誘導される高電圧によって絶縁が破壊するおそれがあるので,(ウ)を抵抗で短絡して起動する。回転子の回転速度が同期速度に近づくと,この短絡を切り放し(エ)で励磁すると,回転子は同期速度に引き込まれる。 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. (1) (ア)補償巻線 (イ)巻線形誘導電動機 (ウ)界磁巻線 (エ)交流
  2. (2) (ア)制動巻線 (イ)巻線形誘導電動機 (ウ)界磁巻線 (エ)交流
  3. (3) (ア)制動巻線 (イ)かご形誘導電動機 (ウ)界磁巻線 (エ)直流
  4. (4) (ア)制動巻線 (イ)かご形誘導電動機 (ウ)固定子巻線 (エ)直流
  5. (5) (ア)補償巻線 (イ)かご形誘導電動機 (ウ)固定子巻線 (エ)直流
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正解は(3)
解説
【考え方】同期電動機は自分で回り始められないので、いったん誘導電動機として回し、最後に同期させます。 覚えるポイント:自己始動法は、制動巻線(かご形の導体)で誘導電動機として起動し、同期速度の近くで界磁巻線を直流で励磁します。 ■1 (ア)(イ) 何を付けるか 回転子の磁極の表面に、制動巻線を付けます。→ (ア) 制動巻線 制動巻線は、かご形誘導電動機のかご(導体)と同じ働きをします。→ (イ) かご形誘導電動機 補償巻線は、直流機の電機子反作用をおさえる巻線で、ここでは使いません。 ■2 (ウ) 起動中に短絡するもの 起動中は、回転磁界によって、回転子の界磁巻線に高い電圧が生まれます。 絶縁がこわれないように、界磁巻線を抵抗で短絡しておきます。→ (ウ) 界磁巻線 固定子巻線は電源につながっている巻線なので、短絡しません。 ■3 (エ) 何で励磁するか 同期速度に近づいたら短絡を外し、界磁巻線に直流を流して磁石にします。→ (エ) 直流 すると、回転子は同期速度に引き込まれます。 答えは(3)ピヨ。
出典:令和7年度(2025) 下期 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5