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3

✓ これが正解3(ア) 回転磁界　(イ) スリップリング　(ウ) 電動機　(エ) 発電機

解説

回転磁界・スリップリング・電動機・発電機の組合せです。

三相の誘導機では、固定子の三相巻線に三相交流を流すと、同期速度で回る回転磁界ができます。回転子がこの回転磁界と異なる速さで回ると、両者の速度の差（相対速度）によって回転子の導体に電圧が誘導され、電流が流れてトルクが生じます。交番磁界は決まった軸の上で向きと強さが交互に変わる磁界で、それ自体は同期速度で回転しません。よって(ア)は回転磁界です。

巻線形誘導機は回転子に三相巻線を持ち、その端を回転子と一緒に回るスリップリングにつなぎ、ブラシを通して外部の抵抗器に接続します。こうして二次抵抗値を変えるとトルク特性を調整できます。整流子は直流機で電流の向きを切り替える部品なので、ここには当てはまりません。よって(イ)はスリップリングです。

滑り s が 1＞s＞0 の範囲では、回転子は回転磁界に引きずられて回転方向にトルクを受けるので電動機として働きます。回転子を外から同期速度より速く回すと滑りは負になり、トルクが回転方向と逆向きに生じて、機械動力を電力に変える発電機になります。よって(ウ)は電動機、(エ)は発電機です。

滑りが正なら電動機、負なら発電機、と符号で覚えると(ウ)(エ)を取り違えません。

ほかの選択肢の解説

• 1…スリップリング (ウ) 電動機 (エ) 発電機：(ア)を交番磁界としている点だけが誤りです。三相巻線に三相交流を流すと磁界が同期速度で回り、それと回転子との速度の差で電圧が生じます。交番磁界は決まった軸の上で向きが入れ替わるだけで、同期速度で回る磁界ではありません。
• 2…整流子 (ウ) 発電機 (エ) 電動機：(ア)の交番磁界、(イ)の整流子、(ウ)(エ)の発電機と電動機の入れ替わりと、すべての空白が誤りです。巻線形の二次回路はスリップリングで引き出し、滑りが正の範囲では電動機として働きます。
• 4…発電機 (エ) 電動機：(ア)と(イ)は正しいものの、(ウ)と(エ)が逆です。停止から同期速度までの範囲では回転子は回転方向にトルクを受けて電動機となり、同期速度を超えて回されたときに逆向きのトルクを受けて発電機となります。
• 5…整流子 (ウ) 電動機 (エ) 発電機：(ア)の交番磁界と(イ)の整流子が誤りです。誘導機の固定子がつくるのは回転磁界で、巻線形の回転子巻線をブラシとともに外部に引き出す部品は、電流の向きを切り替える整流子ではなくスリップリングです。