概要
誘導電動機の構造と動作の論説問題です。
一つ一つは基礎的な内容ですが、幅広く知識を持っている必要がある問題です。
キーワード
誘導電動機、回転磁界、巻線形誘導機、すべり
問題
固定子の励磁電流による同期速度の \(\fbox{（ア）}\) と回転子との速度の差(相対速度)によって回転子に電圧が発生し、その電圧によって回転子に電流が流れる。
トルクは回転子の電流と磁束とで発生するので、トルク特性を制御するため、巻線形誘導機では回転子巻線の回路をブラシと \(\fbox{（イ）}\) で外部に引き出して二次抵抗値を調整する方式が用いられる。
回転子の回転速度が停止(滑り\(s=1\))から同期速度(滑り\(s=0\))の間、すなわち、\(1＞s＞0\)の運転状態では、磁束を介して回転子の回転方向にトルクが発生するので誘導機は \(\fbox{（ウ）}\) となる。
回転子の速度が同期速度より高速の場合、磁束を介して回転子の回転方向とは逆の方向にトルクが発生し、誘導機は \(\fbox{（エ）}\) となる。
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。
| （ア） | （イ） | （ウ） | （エ） | |
|---|---|---|---|---|
| （１） | 交番磁界 | スリップリング | 電動機 | 発電機 |
| （２） | 交番磁界 | 整流子 | 発電機 | 電動機 |
| （３） | 回転磁界 | スリップリング | 電動機 | 発電機 |
| （４） | 回転磁界 | スリップリング | 発電機 | 電動機 |
| （５） | 交番磁界 | 整流子 | 電動機 | 発電機 |
答え
(３)
解説テキスト リンク
回答解説
\(\fbox{（ア）}\)
固定子に流れる励磁電流によって\(\fbox{（ア）}\) 回転磁界が発生します。
回転磁界が発生する原理
誘導電動機に、R・S・T相の三相交流電流が流れたとき、どのような合成磁界になるかを考えていきます。
左図は、固定子に三相電源を接続したときに流れる電流の一周期分をグラフにしたものです。
このグラフの電流は、
R相➡T相➡S相➡R相の順番で、
120°ずつ位相がずれた電流が流れています。
グラフの①～⑥のポイント毎に、R・S・T相の各相の磁界の向きと、合成された磁界の向きを示していきます。
このようにして、あたかも固定子の外周沿いに磁石が回転しているかのように磁界の向きが変わる回転磁界が固定子の内部に発生します。
これが、固定子が回転磁界を発生する原理です。
\(\fbox{（イ）}\)
巻線形誘導機は左図のような構成です。
回転子巻線の回路をブラシと \(\fbox{（イ）}\) スリップリング で外部に引き出して二次抵抗値を調整する方式が用いられます。
(\fbox{（ウ）}\)・\(\fbox{（エ）}\)
\(1＞s＞0\)の運転状態では、磁束を介して回転子の回転方向にトルクが発生するので誘導機は \(\fbox{（ウ）}\) 電動機 となります。
回転子の速度が同期速度より高速の場合、\(0>s\)で滑りが負の値になります。
このとき、磁束を介して回転子の回転方向とは逆の方向にトルクが発生し、
誘導機は \(\fbox{（エ）}\) 発電機 となります。
出典元
一般財団法人電気技術者試験センター （https://www.shiken.or.jp/index.html）
令和６年度上期 第三種電気主任技術者試験 機械科目問題問３
参考書
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