第三種電気主任技術者の過去問
令和4年度（2022年）下期
機械 問1

直流機は電磁石を用いて電機子を回転させる構造となっており、電磁石のN極、S極の間に電機子及び整流子を設置するイメージです。この電磁石に電流を流すと磁界が発生しますが、この事を界磁といい、固定子になります。その界磁を利用してトルクを発生させるのは電機子及び整流子になるので回転子となります。なのでこの記述は適切です。

電機子は表面を絶縁し薄い鋼板を積み重ねたけい素鋼板の積層鉄心を用います。これを電機子鉄心と呼び、磁束が通しやすい鉄心を直流機の中心に設置することで磁束密度が大きくなり、起電力も大きくなります。また積層鉄心を用いることで渦電流損(無負荷損)を軽減させる事ができます。なのでこの記述は適切です。

他励式直流発電機は界磁と電機子が分かれており、界磁電源を他から取る発電機になります。

自励式直流発電機は分巻式、直巻式、復巻式からなります。

直巻式発電機は電機子と界磁が直列接続されており、分巻式発電機は並列接続されていますので他励式ではありません。なのでこの記述は不適切です。

直流機の界磁電流によって作られる界磁磁束の分布は電機子に電流が流れていない状態では中心部を避けるように分布し幾何学的中性軸が発生します。電機子に電流が流れると界磁磁束とは別に磁束が発生し、界磁磁束と合成すると磁束分布は偏り乱れ影響を与えます。この事を電機子反作用といい、対策としてブラシの移動や補償巻線、補極の設置が用いられます。

なのでこの選択肢の記述は適切です。

直流電動機の電機子電流は発電機の場合と反対になります。なので電機子反作用の向きが反対であっても、補償巻線や補極の接続方法は発電機の場合と同じでよいとされています。

なのでこの記述は適切です。

問題文の通り、直流機は固定子と回転子で構成されています。

界磁（磁界を作る磁石）は固定子に、電機子（界磁と相対的に運動する導体を持つ部分）や整流子は回転子にあります。

問題文の通り、電機子鉄心には積層鉄心が用いられます。

積層鉄心を用いることで、渦電流損などの損失を軽減することができます。

直流発電機には、他励式と自励式があります。

分巻発電機と直巻発電機は自励式に分類されます。

直流発電機にどのような方式があるのか、一覧にするなどして理解しておきましょう。

問題文の通り、電機子反作用とは、電機子電流による起磁力がエアギャップの磁束分布に影響を与える作用のことです。

電機子反作用起磁力を打ち消すために設ける補償巻線と、

整流をよくするためにN極とS局の間に置く補極が、

この影響の予防に用いられています。

問題文の通り、直流電動機に生じる電機子反作用の向きは反対ですが、

電機子電流の向きも反対となるので補償巻線や補極の接続方法は発電機の場合と同じです。

発電機と電動機の電流の向きなどは、

フレミングの右手（発電機）・左手（電動機）の法則で確認してみてください。