《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

【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,電気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。同期機の話になりますが,平成26年問5の問題は電機子反作用を理解しやすい問題ではないかと思います。

【解答】

解答:(2)
(1)正しい
問題文の通りです。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します。これは電機子反作用の説明そのものです。

(2)誤り
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,逆向きとなるため,電動機として運転した場合に減磁作用,発電機として運転した場合に増磁作用となります。細かいメカニズムを理解しても良いですが,電動機=減磁作用,発電機=増磁作用は覚えておきましょう。

(3)正しい
問題文の通り,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ます。

(4)正しい
問題文の通り,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,電気反作用を緩和できます。

(5)正しい
問題文の通り,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ます。