《機械》〈回転機〉[R01:問2]直流機の電機子反作用に関する論説問題

Contents

1 【問題】
2 【ワンポイント解説】
3 【解答】

【問題】

【難易度】★★★☆☆（普通）

直流機の電機子反作用に関する記述として，誤っているものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

(1)　直流発電機や直流電動機では，電機子巻線に電流を流すと，電機子電流によって電機子周辺に磁束が生じ，電機子電圧を誘導する磁束すなわち励磁磁束が，電機子電流の影響で変化する。これを電機子反作用という。

(2)　界磁電流による磁束のベクトルに対し，電機子電流による電機子反作用磁束のベクトルは，同じ向きとなるため，電動機として運転した場合に増磁作用，発電機として運転した場合に減磁作用となる。

(3)　直流機の界磁磁極片に補償巻線を設け，そこに電機子電流を流すことにより，電機子反作用を緩和できる。

(4)　直流機の界磁磁極の\( \ \mathrm {N} \ \)極と\( \ \mathrm {S} \ \)極の間に補極を設け，そこに設けたコイルに電機子電流を流すことにより，電機子反作用を緩和できる。

(5)　ブラシの位置を適切に移動させることで，電機子反作用を緩和できる。

【ワンポイント解説】

電機子反作用は電機子に電流が流れることにより，その周囲に磁束が発生し，磁束の分布が偏るために発生する事象です。
それぞれの原理や対策は概要で良いので理解しておくようにして下さい。

1.直流機の電機子反作用
直流機は，図1に示すように，界磁電流により作られる界磁磁束に電機子電流により発生する磁束が合成され，磁束が強め合う部分と磁束が弱め合う部分が発生します。これにより，界磁磁束に乱れが生じます。これを電機子反作用と言います。電機子反作用により以下の現象が発生します。
①主磁束の減少
　強め合う部分では磁気飽和により磁束はそれほど強くならず，弱め合う部分では磁束が弱くなるという交差磁化作用が発生するため，全体として磁束が減少します。
②電気的中性軸の移動
　磁束分布が乱れることで，電気的中性軸が発電機では回転方向と同方向，電動機では逆方向に移動します。
③整流子片での火花の発生
　磁束分布が乱れ，整流子片に起電力が生じ，整流子片間にアークが生じやすくなります。