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5

✓ これが正解2(ア) 小さい　(イ) 大きく　(ウ) 大きく　(エ) 大きい　(オ) 小さく

解説

水車は低速で多極・太く短い回転子、タービンは高速で細長い回転子です。

同期発電機の回転速度は同期速度 Ns＝120f／p で決まり、周波数 f が同じなら極数 p が多いほど低速になります。水車は回転速度が比較的小さいので(ア)は小さい、同じ周波数を出すには極数を多くする必要があるので(イ)は大きくです。たくさんの磁極を並べるには円周を長くとる必要があり、水車発電機の回転子は軸方向の長さより直径が大きい形になるので、(ウ)は大きくです。

一方、タービン発電機は蒸気タービンで高速に回るので、回転速度が大きく(エ)は大きいです。高速では回転子に大きな遠心力がかかるため、機械的強度を保つように直径を小さくし、その分だけ軸方向に長くした円筒形の回転子になります。よって(オ)は小さくです。

以上から、小さい・大きく・大きく・大きい・小さく の組合せが正解です。水車は低速で多極の太く短い形、タービンは高速で極の少ない細く長い形、と対にして覚えると整理できます。

ほかの選択肢の解説

• 1…小さく (ウ) 大きく (エ) 大きい (オ) 大きく：(イ)を小さく、(オ)を大きくとしている点が誤りです。回転の遅い水車で所定の周波数を得るには、Ns＝120f／p から極数を多くしなければなりません。また高速のタービン発電機の回転子は直径を抑えた細長い形です。
• 3…大きく (ウ) 大きく (エ) 大きい (オ) 大きく：(オ)を大きくとしている点が誤りです。高速で回るタービン発電機の回転子は遠心力に耐えるため直径を抑え、軸方向に長くします。直径を大きくすると外周の速さが増し、強度の面で不利です。
• 4…大きく (ウ) 小さく (エ) 小さい (オ) 小さく：(ア)を大きい、(ウ)を小さく、(エ)を小さいとしている点が誤りです。水車の回転は低速、タービンは高速であり、水車発電機の回転子は直径の大きな形です。速さの関係が逆になっています。
• 5…小さく (ウ) 小さく (エ) 小さい (オ) 大きく：(ア)から(オ)まで、すべての空白が正しい組合せと逆になっています。水車を高速・少ない極数とし、タービンを低速で直径の大きい回転子としていて、両者の特徴を取り違えています。