令和6年度下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7
機械
分布巻に関する問題
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次の文章は,交流機における電機子巻線法に関する記述である。電機子巻線法には,1 相のコイルをいくつかのスロットに分けて配置する[(ア)]と,集中巻がある。[(ア)]の場合,各極各相のスロット数は[(イ)]となる。[(ア)]において,コイルピッチを極ピッチよりも短くした巻線法を[(ウ)]と呼ぶ。この巻線法を採用すると,[(エ)]は小さくなるが,コイル端を短くできることや,[(オ)]が改善できるなどの利点があるため,一般的によく用いられている。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。
| (ア) | (イ) | (ウ) | (エ) | (オ) | |
|---|---|---|---|---|---|
| (1) | 分布巻 | 2 未満 | 短節巻 | 励磁電流 | 電圧波形 |
| (2) | 分散巻 | 2 未満 | 全節巻 | 励磁電流 | 力率 |
| (3) | 分布巻 | 2 未満 | 短節巻 | 励磁電流 | 力率 |
| (4) | 分布巻 | 2 以上 | 短節巻 | 誘導起電力 | 電圧波形 |
| (5) | 分散巻 | 2 以上 | 全節巻 | 誘導起電力 | 力率 |
- 1(ア) 分布巻 (イ) 2 未満 (ウ) 短節巻 (エ) 励磁電流 (オ) 電圧波形
- 2(ア) 分散巻 (イ) 2 未満 (ウ) 全節巻 (エ) 励磁電流 (オ) 力率
- 3(ア) 分布巻 (イ) 2 未満 (ウ) 短節巻 (エ) 励磁電流 (オ) 力率
- 4(ア) 分布巻 (イ) 2 以上 (ウ) 短節巻 (エ) 誘導起電力 (オ) 電圧波形
- 5(ア) 分散巻 (イ) 2 以上 (ウ) 全節巻 (エ) 誘導起電力 (オ) 力率
答えと解説
✓ これが正解4(ア) 分布巻 (イ) 2 以上 (ウ) 短節巻 (エ) 誘導起電力 (オ) 電圧波形
解説
分布巻・2以上・短節巻・誘導起電力・電圧波形の組合せです。
交流機の電機子巻線法の用語を整理する問です。1相のコイルを複数のスロットに分けて配置する巻き方が分布巻、1か所のスロットにまとめるのが集中巻です。(ア)は分布巻です。分布巻では1相のコイルを複数のスロットに分けるので、各極各相のスロット数は2以上になり、(イ)は2 以上です(1なら集中巻)。
分布巻のうち、コイルの幅(コイルピッチ)を極ピッチより短くした巻き方を短節巻といい、(ウ)に入ります。コイルピッチと極ピッチが等しい巻き方は全節巻です。短節巻ではコイルの両辺に生じる起電力の位相が少しずれるので、合成した誘導起電力は全節巻よりわずかに小さくなります。(エ)は誘導起電力です。
その代わりに、コイル端が短くなって銅の量が減り、特定の高調波を打ち消して電圧波形を正弦波に近づけられます。(オ)は電圧波形です。
以上で分布巻・2 以上・短節巻・誘導起電力・電圧波形の組合せが正解です。短節巻は起電力が少し減る代わりに波形がよくなる、と損得の組で覚えておくと判断しやすくなります。
ほかの選択肢の解説
- 1…未満 (ウ) 短節巻 (エ) 励磁電流 (オ) 電圧波形:(イ)の2 未満と(エ)の励磁電流が誤りです。コイルを分けて置く以上、1極1相あたりのスロットは少なくとも2つ必要です。またコイルピッチを縮めて減るのは誘導起電力で、励磁電流が減る仕組みではありません。
- 2…未満 (ウ) 全節巻 (エ) 励磁電流 (オ) 力率:5つの空白がすべて誤りです。複数のスロットに分ける巻き方の名は分布巻で、スロット数は2以上、極ピッチより短いコイルピッチの巻き方は短節巻です。小さくなるのは誘導起電力、改善されるのは電圧波形です。
- 3…未満 (ウ) 短節巻 (エ) 励磁電流 (オ) 力率:(イ)の2 未満、(エ)の励磁電流、(オ)の力率が誤りです。分布巻のスロット数は各極各相で2以上です。短節巻で減るのは誘導起電力、よくなるのは電圧波形で、力率の改善は短節巻の利点ではありません。
- 5…以上 (ウ) 全節巻 (エ) 誘導起電力 (オ) 力率:(ア)の分散巻、(ウ)の全節巻、(オ)の力率が誤りです。コイルピッチを極ピッチより短くした巻き方は短節巻で、両者が等しい全節巻ではありません。利点として改善されるのは電圧波形です。
出典:令和6年度下期第三種電気主任技術者試験 機械 問7(電気技術者試験センター)。1問ずつ解ける形に加工しています(B問題の共通の文と図を小問ごとに複写・図と式を問題冊子から切り出して画像で掲載・1行で書ける式を字に書き直し)。解説は当サイト独自のもので、電気技術者試験センターとは関係ありません。
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