《機械》〈回転機〉[R4上:問3]三相巻線形誘導電動機の構造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】★★★★☆（やや難しい）

次の文章は，三相巻線形誘導電動機の構造に関する記述である。

三相巻線形誘導電動機は，\( \ \fbox {　（ア）　} \ \)を作る固定子と回転する部分の巻線形回転子で構成される。

固定子は，\( \ \fbox {　（イ）　} \ \)を円形又は扇形にスロットとともに打ち抜いて，必要な枚数積み重ねて積層鉄心を構成し，その内側に設けられたスロットに巻線を納め，結線して三相巻線とすることにより作られる。

一方，巻線形回転子は，積層鉄心を構成し，その外側に設けられたスロットに巻線を納め，結線して三相巻線とすることにより作られる。始動時には高い電圧にさらされることや，大きな電流が流れることがあるので，回転子の巻線には，耐熱性や絶縁性に優れた絶縁電線が用いられる。一般的に，小出力用では，ホルマール線や\( \ \fbox {　（ウ）　} \ \)などの丸線が，大出力用では，\( \ \fbox {　（エ）　} \ \)の平角銅線が用いられる。三相巻線は，軸上に絶縁して設けた\( \ 3 \ \)個のスリップリングに接続し，ブラシを通して外部(静止部)の端子に接続されている。この端子に可変抵抗器を接続することにより，\( \ \fbox {　（オ）　} \ \)を改善したり，速度制御をすることができる。

上記の記述中の空白箇所(ア)～(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。
\[
\begin{array}{cccccc}
& （ア） & （イ） & （ウ） & （エ） & （オ） \\
\hline
(1) & 回転磁界 & 高張力鋼板 & ビニル線 & エナメル線 & 効率 \\
\hline
(2) & 回転磁界 & 電磁鋼板 & ビニル線 & エナメル線 & 始動特性 \\
\hline
(3) & 電磁力 & 電磁鋼板 & ビニル線 & エナメル線 & 効率 \\
\hline
(4) & 電磁力 & 高張力鋼板 & ポリエステル線 & ガラス巻線 & 効率 \\
\hline
(5) & 回転磁界 & 電磁鋼板 & ポリエステル線 & ガラス巻線 & 始動特性 \\
\hline
\end{array}
\]

【ワンポイント解説】

三相巻線形誘導電動機の構造に関する問題です。
やや電験のテキストでは掲載されていない知識問題が含まれており，特に（ウ），（エ）は厳しい空欄であったかなと思います。
今後の試験対策として，（ア）と（オ）の空欄から２択には絞れるようになりましょう。

1.三相誘導電動機の回転原理
図1に示すように，\( \ 120° \ \)ずつずらして三つの巻線を配置して，三相交流を流します。
時刻\( \ t_{\mathrm {1}} \ \)においては，\( \ \mathrm {U} \ \)相のみ正，\( \ \mathrm {V} \ \)相と\( \ \mathrm {W} \ \)相が負なので，各巻線の電流の向きは(a)のようになり，これにより発生する磁界は右ねじの法則から図の右側から左側に向かって発生します。
その後\( \ t_{\mathrm {1}} \ → \ t_{\mathrm {2}} \ →\cdots → \ t_{\mathrm {6}} \ \)と徐々に変化していくと，合成磁界も回転していくことがわかります。これにより，回転磁界が生まれ，回転磁界により回転子がそれについていく形で移動することになります。このときの回転磁界の回転速度を同期速度といいます。