令和8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2電機子と界磁巻線が直列に接続された直巻発電機は，出力電流が大きく界磁磁極が磁気飽和する場合よりも，出力電流が小さく界磁磁極が磁気飽和しない場合のほうが，出力電圧が安定する。

解説

直巻発電機は磁気飽和しない範囲ほど電圧が負荷で変わり不安定で、記述が逆です。

直流機は、界磁巻線（磁束をつくる巻線）を電機子とどうつなぐかで性質が変わります。直巻発電機は界磁巻線が電機子と直列なので、出力電流がそのまま界磁電流になります。磁極が磁気飽和していない範囲では、出力電流が増えるほど磁束が増え、誘導起電力 E＝KΦN（Φ は磁束、N は回転速度）も大きく変わるため、負荷によって出力電圧が大きく上下します。これに対し、電流が大きく磁気飽和した範囲では、電流が増えても磁束がほとんど増えないので電圧の変化が小さくなります。記述は電圧が安定する条件を逆に述べているので、誤りです。

残りの記述はどれも正しい内容です。分巻発電機は残留磁束による小さな電圧から界磁電流が流れ始め、磁束と電圧が互いに強め合って電圧が確立します。分巻電動機は電源電圧が一定なら界磁磁束もほぼ一定で、負荷が変わっても速度の変化が小さい定速度電動機です。直巻電動機は電機子電流が界磁電流を兼ねるので、始動時の大電流で大きなトルクが得られます。ブラシレスDC モータは、整流子とブラシの役目を半導体スイッチに置き換えたものです。

直巻は電流で磁束が変わり、飽和すると変わりにくくなる、という順に考えると見分けられます。

ほかの選択肢の解説

• 1電機子と界磁巻線が並列に接続された分巻発電機は，回転を始めた電機子巻線と磁極の残留磁束によって，まず低い電圧で発電が開始される。その結果，界磁巻線に電流が流れ始め，磁極の磁束が強まれば，発電する電圧が上昇し，必要な励磁が確立する。：分巻発電機の電圧の立ち上がりの説明は正しい記述です。残留磁束で生じたわずかな電圧が界磁巻線に電流を流し、その電流が磁束を強めてさらに電圧を上げる、という自己励磁の過程をそのまま述べています。
• 3電源電圧一定の条件下で運転される分巻電動機は，負荷が変動した場合でも，ほぼ一定の回転速度を保つので，定速度電動機とよばれる。：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。電源電圧が一定なら界磁電流と磁束がほぼ一定に保たれ、負荷が増えても電機子抵抗による電圧降下の分しか速度が下がらないためです。
• 4直巻電動機は，始動時の大きな電機子電流が大きな界磁電流となる。直流電動機のトルクは界磁磁束と電機子電流から発生するので，大きな始動トルクが必要な用途に利用されてきた。：直巻電動機の始動トルクについての記述は正しい内容です。磁束が電機子電流にほぼ比例する範囲では、トルクは電流の2乗に比例して増えるので、始動時の大きな電流で強いトルクを出せます。
• 5ブラシレスDC モータでは，直流機におけるブラシと整流子の機械的接触による整流の働きを半導体スイッチで電子的に実現する。：ブラシレスDC モータの記述は正しい内容です。回転子の位置に合わせて半導体スイッチで巻線の電流を切り替え、ブラシと整流子の機械的な接触で行っていた整流を電子的に行います。