《機械》〈直流機〉[R05上:問1]直流機の構造と電機子巻線のつなぎ方に関する空欄穴埋問題

【問題】

【難易度】★★☆☆☆(やや易しい)

次の文章は,直流機の構造に関する記述である。

直流機の構造は,固定子と回転子とからなる。固定子は,\( \ \fbox {  (ア)  } \ \),継鉄などによって,また,回転子は,\( \ \fbox {  (イ)  } \ \),整流子などによって構成されている。

電機子鉄心は,\( \ \fbox {  (ウ)  } \ \)磁束が通るため,\( \ \fbox {  (エ)  } \ \)が用いられている。また,電機子巻線を収めるための多数のスロットが設けられている。

六角形(亀甲形)の形状の電機子巻線は,そのコイル辺を電機子鉄心のスロットに挿入する。各コイル相互のつなぎ方には,\( \ \fbox {  (オ)  } \ \)と波巻がある。直流機では,同じスロットにコイル辺を上下に重ねて\( \ 2 \ \)個ずつ入れた二層巻としている。

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。

\[
\begin{array}{cccccc}
& (ア) & (イ) & (ウ) & (エ) & (オ) \\
\hline
(1) &  界 磁  &  電機子  &  交 番  &  積層鉄心  &  重ね巻  \\
\hline
(2) &  界 磁  &  電機子  &  交 番  &  鋳 鉄  &  直列巻  \\
\hline
(3) &  界 磁  &  電機子  &  一定の  &  積層鉄心  &  直列巻  \\
\hline
(4) &  電機子  &  界 磁  &  交 番  &  鋳 鉄  &  重ね巻  \\
\hline
(5) &  電機子  &  界 磁  &  一定の  &  積層鉄心  &  直列巻  \\
\hline
\end{array}
\]

【ワンポイント解説】

直流機の構造に関する問題です。
専門書等を読み解くと,直流機の構造や電機子巻線のつなぎ方の違いによる電流の流れの違い等細かく記載してありますが,電験対策しては内容を覚えておくと良いかと思います。
平成24年問1にほぼ同じ問題が出題されています。

1.直流機の構造
直流機は回転子と固定子から構成され,内側が回転子,外側が固定子となっています。
基本は回転電機子形(例外もあります)で,電機子は電機子鉄心のスロット(図の凹部)に電機子巻線が巻かれた構造をしています。
界磁は界磁巻線により電気的に磁極を形成し,継鉄によって囲み,磁気回路を構成するような構造となっています。

【解答】

解答:(1)
(ア)
ワンポイント解説「1.直流機の構造」の通り,直流機の固定子は一般に磁極を作る界磁となります。

(イ)
ワンポイント解説「1.直流機の構造」の通り,直流機の回転子は一般に電機子となります。

(ウ)
電機子は整流子やブラシで180°毎に電流の向きが変わり,交番磁界となります。

(エ)
鉄心は一般に積層鉄心が用いられ,下図右のように渦電流を小さくし,損失を小さくすることができます。

(オ)
コイルのつなぎ方には,波巻と重ね巻があります。波巻が並列回路数が\( \ 2 \ \),重ね巻が並列回路数が磁極数と等しい巻き方です。