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過去問AI
第三種電気主任技術者令和6年度 上期機械問 5

令和6年度 上期 第三種電気主任技術者 機械 問5

機械#機械
難度標準

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。

選択肢

解説

結論 → 詳細 → 補足 の 3 層構成

展開
結論Layer 1

回転界磁形同期電動機は、停止時に固定子巻線へ対称三相交流を加えても、回転子磁極に働く瞬時トルクの向きが周期的に反転するため平均トルクが零となり、自己始動できない。この課題を解決するため、回転子の磁極面に「制動巻線」（かご形導体）を設ける。制動巻線はかご形誘導電動機の二次導体と同じ働きをし、固定子回転磁界との相対速度（すべり）によって誘導電流が流れ、誘導トルクを発生させて電動機を起動させる。すなわち起動原理は「かご形誘導電動機」と同一である。

詳細Layer 2
展開

また、起動中は回転磁束が「界磁巻線」を鎖交し、巻数の多い界磁巻線には高い電圧が誘導される。これが絶縁破壊を招くおそれがあるため、起動時は界磁巻線を抵抗を介して短絡しておく（開放すると高電圧が発生し危険、単純短絡すると始動特性が悪化するため抵抗を挿入する）。回転子速度が同期速度近くまで上昇したら、この短絡を切り離し、界磁巻線に「直流」を通じて励磁することで、回転子は同期速度に引き込まれ（同期化）、同期電動機として定常運転に入る。

補足Layer 3
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以上より、(ア)制動巻線、(イ)かご形誘導電動機、(ウ)界磁巻線、(エ)直流が正しい組合せであり、選択肢(2)が正解である。

各選択肢の解説

(1)

(ア)補償巻線　(イ)巻線形誘導電動機　(ウ)界磁巻線　(エ)交流

誤り。(ア)は補償巻線ではなく制動巻線が正しい（補償巻線は直流機の電機子反作用対策用の巻線であり、同期電動機の自己始動とは無関係）。(イ)は巻線形誘導電動機ではなくかご形誘導電動機が正しい（制動巻線はかご形導体構造であり、二次抵抗調整を行う巻線形の起動原理とは異なる）。(エ)も交流ではなく直流が正しい（同期電動機の界磁は直流励磁が原則）。(ウ)の界磁巻線のみ正しいが、他3箇所が誤りのため不適。

(2)

(ア)制動巻線　(イ)かご形誘導電動機　(ウ)界磁巻線　(エ)直流

正しい。(ア)制動巻線は回転子磁極面に設けられ、かご形誘導電動機の二次導体と同じ働きで誘導トルクを生み起動を助ける。(イ)その起動原理はかご形誘導電動機と同一。(ウ)起動時は誘導される高電圧から絶縁を保護するため界磁巻線を抵抗で短絡する。(エ)同期速度近くで短絡を解除し直流で励磁して同期に引き込む。すべての空欄が整合しており、選択肢(2)が公式正答である。

(3)

(ア)制動巻線　(イ)巻線形誘導電動機　(ウ)界磁巻線　(エ)交流

誤り。(ア)制動巻線、(ウ)界磁巻線は正しいが、(イ)は巻線形誘導電動機ではなくかご形誘導電動機が正しい（制動巻線の構造・起動原理はかご形に対応する）。(エ)も交流ではなく直流が正しい（同期化には直流励磁が必要）。2箇所が誤りのため不適。

(4)

(ア)制動巻線　(イ)かご形誘導電動機　(ウ)固定子巻線　(エ)直流

誤り。(ア)制動巻線、(イ)かご形誘導電動機、(エ)直流は正しいが、(ウ)は固定子巻線ではなく界磁巻線が正しい（起動時に高電圧が誘導され絶縁保護のため抵抗短絡が必要なのは回転子側の界磁巻線であり、固定子巻線は電源から三相交流を印加される側で短絡対象ではない）。1箇所の誤りのため不適。

(5)

(ア)補償巻線　(イ)かご形誘導電動機　(ウ)固定子巻線　(エ)直流

誤り。(ア)は補償巻線ではなく制動巻線が正しい（補償巻線は直流機用であり本問の起動機構とは無関係）。(ウ)も固定子巻線ではなく界磁巻線が正しい（抵抗短絡の対象は回転子側の界磁巻線）。(イ)かご形誘導電動機、(エ)直流は正しいが、2箇所の誤りのため不適。

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AI生成

解説は公式の問題文・公式解答を基に作成しています。 事実誤認・選択肢の取り違え・最新法令の反映漏れ等を含む可能性があるため、 重要な判断は必ずリンク先の公式資料でご確認ください。

最終更新:

問題PDF公式解答 PDF

出典：令和6年度上期第三種電気主任技術者試験 機械科目 問5。問題文・選択肢を読みやすく整形。

検証プロセス・誤り報告フローは 運営透明性レポートで公開しています。

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何が問われるか
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学習の進め方
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