令和7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1

✓ これが正解5

解説

分巻電動機は速度がほぼ一定で、トルクは負荷電流にほぼ比例して増えます。

直流分巻電動機は、界磁巻線（磁束をつくる巻線）を電機子と並列に電源へつなぎます。端子電圧と界磁調整器の抵抗値が一定なら界磁電流も一定で、磁束 Φ はほぼ一定です。回転速度は N＝(V－RaIa)／(KΦ)（Ra は電機子抵抗、Ia は電機子電流）で表され、負荷電流が増えても電機子抵抗の電圧降下 RaIa の分しか下がりません。そのため速度の曲線は上の方でほぼ水平に、わずかに右下がりになります。

トルクは T＝KΦIa です。Φ がほぼ一定なのでトルクは電機子電流にほぼ比例します。図のトルクは負荷に出すトルクで、無負荷電流 I₀ の点で零となり、そこから負荷電流とともにほぼ直線的に増えます。

図で比べると、速度がほぼ水平でわずかに下がり、トルクが I₀ から右上がりの直線になっているグラフがこの性質に合います。速度が左上の大きな値から急に下がる曲線や、トルクが下に凸の曲線で増える形は、磁束が電流とともに変わる直巻電動機の特性です。

分巻は磁束一定なので速度はほぼ一定・トルクは電流に比例、と磁束から考えると見分けられます。

ほかの選択肢の解説

• 1…Tは左上の大きい値から右へ下がって次第に水平に近づく曲線。nはI₀から直線的に右上がりに増え，右端で飽和して水平になる曲線：トルクが左上から下がり、回転速度が I₀ から直線的に増えるグラフです。分巻電動機では磁束がほぼ一定なので、負荷電流が増えるとトルクは増え、速度はわずかに下がります。増減の向きが二つとも逆です。
• 2…nは左上の大きい値から右へ下がって次第に水平に近づく曲線。TはI₀から直線的に右上がりに増え，右端で飽和して水平になる曲線：回転速度が左上の大きな値から急に下がって水平に近づくグラフで、これは負荷電流が増えると磁束も増える直巻電動機の速度の形です。分巻電動機は磁束がほぼ一定なので、速度は大きく変わりません。
• 3…nは左上の大きい値から右へ下がって次第に水平に近づく曲線。TはI₀付近の零から，負荷電流とともに傾きが急になりながら増える下に凸の曲線：速度が双曲線のように下がり、トルクが下に凸の曲線で増えるグラフで、直巻電動機の特性を表しています。直巻では磁束が電流にほぼ比例するので、トルクは電流の2乗に近い形で増えます。
• 4…Tは上の方でほぼ水平に，負荷電流とともにわずかに下がる曲線。nはI₀から直線的に右上がりに増え，右端近くで飽和してTと交わる曲線：トルクがほぼ水平で、回転速度が I₀ から直線的に増えるグラフです。正しい特性の速度とトルクの曲線を入れ替えた形で、分巻電動機の速度が負荷電流に比例して上がることはありません。