令和6年度上期第三種電気主任技術者試験 機械（電気技術者試験センター）問1

✓ これが正解5(ア) 電機子　(イ) 電気的　(ウ) 火花　(エ) 補極

解説

電機子・電気的・火花・補極の組合せです。

ブラシと整流子を用いる直流機では、固定子側の界磁巻線に直流の界磁電流を流して磁束をつくり、電機子（起電力やトルクを生む巻線を巻いた部分）を回転子とします。整流子とブラシは、回転する電機子巻線の電流の向きを切り替える役目を持ちます。よって(ア)は電機子です。

負荷電流が電機子巻線に流れると、その電流がつくる磁束が界磁の磁束をゆがめます。これが電機子反作用です。磁束の分布が片寄るため、誘導起電力が零になる位置である電気的中性軸が、磁極の配置だけで決まる幾何学的中性軸からずれます。ブラシが電気的中性軸から外れた位置にあると、整流中のコイルに電圧が残り、ブラシと整流子片の間に火花が生じて整流子片を傷めます。よって(イ)は電気的、(ウ)は火花です。

対策のうち補償巻線は主磁極の表面に設けて電機子反作用そのものを打ち消す巻線で、構造が複雑なため主に大形機に使われます。補極は主磁極の間に置く小さな磁極で、整流を助ける働きをし、小形機でも一般的に用いられます。よって(エ)は補極です。

ずれるのは磁束の分布で決まる電気的な中性軸、と押さえると(イ)と(ウ)がまとめて決まります。

ほかの選択肢の解説

• 1(ア) 界磁 (イ) 電気的 (ウ) 火花 (エ) 補償巻線：(ア)を界磁、(エ)を補償巻線としている点が誤りです。界磁巻線は固定子側にあって回転子となるのは電機子です。また構造が複雑な補償巻線は主に大形機向けで、小形機で一般的なのは補極です。
• 2(ア) 界磁 (イ) 幾何学的 (ウ) 応力 (エ) 補極：(ア)の界磁、(イ)の幾何学的、(ウ)の応力が誤りで、合っているのは(エ)の補極だけです。電機子反作用でずれるのは電気的中性軸で、ブラシの位置が合わないと整流子片との間に生じるのは火花です。
• 3…幾何学的 (ウ) 応力 (エ) 補償巻線：(ア)の電機子は正しいものの、(イ)(ウ)(エ)が誤りです。幾何学的中性軸は磁極の配置で決まり動きません。整流がうまくいかないと生じるのは火花で、小形機に一般的なのは補極です。
• 4…電気的 (ウ) 火花 (エ) 補償巻線：(ア)から(ウ)までは正しく、(エ)を補償巻線としている点だけが誤りです。補償巻線は主磁極の磁極片に巻線を収める手間のかかる構造で、主に大形機に用いられ、小形機では補極が一般的に使われます。