《機械》〈回転機〉[H23:問6]交流電気機器の損失に関する空欄穴埋問題

Contents

1 【問題】
2 【ワンポイント解説】
3 【解答】

【問題】

【難易度】★★☆☆☆（やや易しい）

次の文章は，交流電気機器の損失に関する記述である。

a.磁束が作用して鉄心の電気抵抗に発生する\( \ \fbox {　（ア）　} \ \)は，鉄心に電流が流れにくいように薄い鉄板を積層して低減する。

b.コイルの電気抵抗に電流が作用して発生する\( \ \fbox {　（イ）　} \ \)は，コイルに電流が流れやすいように導体の断面積を大きくして低減する。

c.磁性材料を通る磁束が変動すると発生する\( \ \fbox {　（ウ）　} \ \)，及び変圧器には存在しない\( \ \fbox {　（エ）　} \ \)は，機器に負荷をかけなくても存在するので無負荷損と称する。

d.最大磁束密度一定の条件で\( \ \fbox {　（オ）　} \ \)は周波数に比例する。

上記の記述中の空白箇所(ア)，(イ)，(ウ)，(エ)及び(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。

\[
\begin{array}{cccccc}
& （ア） & （イ） & （ウ） & （エ） & （オ） \\
\hline
(1) & 渦電流損　　　 & 銅　損　 & 鉄　損 & 機械損 & ヒステリシス損 \\
\hline
(2) & ヒステリシス損 & 渦電流損 & 鉄　損 & 機械損 & 励磁損　　　　 \\
\hline
(3) & 渦電流損　　　 & 銅　損　 & 機械損 & 鉄　損 & ヒステリシス損 \\
\hline
(4) & ヒステリシス損 & 渦電流損 & 機械損 & 鉄　損 & 励磁損　　　　 \\
\hline
(5) & 渦電流損　　　 & 銅　損　 & 機械損 & 鉄　損 & 励磁損　　　　 \\
\hline
\end{array}
\]

【ワンポイント解説】

電気機器の損失に関する問題です。
基本的に電験で扱うのは鉄損（ヒステリシス損＋渦電流損）と銅損ですが，他の損失も名称と概要ぐらいは理解しておくと良いかと思います。

1.電気機器の無負荷損
無負荷損は電気機器に負荷をかけなくても存在し，また負荷が変化しても損失が変化しない特徴があります。
主にヒステリシス損や渦電流損という鉄損ですが，電気機器が回転することによる摩擦損や風損といった機械損，界磁巻線に流れることにより発生する励磁損等もあります。

①ヒステリシス損
ヒステリシス損は図1に示すような交番磁界を加えることによって，鉄心材料に残留磁気が残ることにより発生する損失で，材料によって特性が異なります。図1の曲線で囲まれた面積が交番磁界\( \ 1 \ \)サイクルあたりに生ずるヒステリシス損になるので，ヒステリシス損はヒステリシス曲線で囲まれた面積と交番磁界の周波数に比例することになります。