令和7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直巻電動機は，界磁電流が負荷電流(電動機に流れる電流)と同じである。このため，未飽和領域では界磁磁束が負荷電流に比例し，トルクも負荷電流に比例する。

解説

直巻電動機のトルクは負荷電流の2乗に比例し、比例とする記述が誤りです。

直流電動機のトルクは T＝KΦI（Φ は界磁磁束、I は電機子電流、K は機械の構造で決まる定数）で表され、磁束と電機子電流の積に比例します。直巻電動機は界磁巻線が電機子と直列につながっているので、界磁電流は負荷電流と同じです。磁気飽和していない未飽和領域では磁束が界磁電流に比例して Φ＝K′I となるので、T＝KK′I² となり、トルクは負荷電流の2乗に比例します。記述は、磁束が負荷電流に比例するところまでは正しいものの、トルクも負荷電流に比例するとしている点が誤りです。

ほかの記述は正しい内容です。直巻電動機は負荷が軽いと電流と磁束が小さくなって速度が大きく上がり、重い負荷や始動時には大きなトルクを出せるので、クレーンや巻上機に向きます。分巻電動機の界磁制御法は、界磁巻線に直列の界磁抵抗器で界磁電流を加減し、磁束を変えて速度を調整する方法です。分巻電動機は端子電圧が一定なら磁束もほぼ一定で、負荷が増えても速度はわずかしか下がらないので定速度電動機と呼ばれます。複巻電動機には、二つの界磁の磁束が加わり合う和動複巻と、差し引かれる差動複巻があります。

直巻は磁束も電流に比例するので、トルクは電流の2乗、と結び付けて覚えると見分けられます。

ほかの選択肢の解説

• 1直巻電動機は，負荷電流の増減によって回転速度が大きく変わる。トルクは，回転速度が小さいときに大きくなるので，始動時のトルクが大きいという特徴があり，クレーン，巻上機などの電動機として適している。：直巻電動機の速度とトルクの特徴、用途を述べた正しい記述です。軽負荷では磁束が弱まって回転が速くなり、重負荷では磁束と電流がともに大きくなって強いトルクが出るため、始動時に大きな力が要る巻上げの用途に使われます。
• 2分巻電動機の速度制御の方法の一つとして界磁制御法がある。これは，界磁巻線に直列に接続した界磁抵抗器によって界磁電流を調整して界磁磁束の大きさを変え，速度を制御する方法である。：界磁制御法の説明として正しい記述です。分巻電動機の回転速度は逆起電力の式から磁束にほぼ反比例するので、界磁抵抗器で界磁電流を減らして磁束を弱めれば速くなり、界磁電流を増やせば遅くなります。
• 3分巻電動機は，端子電圧を一定として機械的な負荷を増加したとき，電機子電流が増加し，回転速度は，わずかに減少するがほぼ一定である。このため，定速度電動機と呼ばれる。：分巻電動機を定速度電動機とする記述は正しい内容です。界磁回路が電源に並列で磁束がほぼ一定に保たれるので、負荷が重くなって電機子電流が増えても、速度の低下は電機子回路の電圧降下の分にとどまります。
• 4複巻電動機には，直巻界磁巻線及び分巻界磁巻線が施され，合成界磁磁束が直巻界磁磁束と分巻界磁磁束との和になっている構造の和動複巻電動機と，差になっている構造の差動複巻電動機とがある。：複巻電動機の分類として正しい記述です。直巻界磁と分巻界磁の磁束が同じ向きに加わる接続を和動複巻、逆向きで打ち消し合う接続を差動複巻と呼び、合成磁束の作り方の違いで区別しています。