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7
機械
交流整流子モータに関する問題
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次の文章は，交流整流子モータに関する記述である。交流整流子モータは，直流直巻電動機に類似した構造となっている。直流直巻電動機では，加える直流電圧の極性を逆にしても，磁束と電機子電流の向きが共に［(ア)］ので，トルクの向きは変わらない。交流整流子モータは，この原理に基づき回転力を得ている。構造上の特徴として，交流整流子モータでは，磁気回路の磁束が交番するので，界磁鉄心および継鉄を［(イ)］としていることが挙げられる。交流整流子モータは，一般に始動トルクが大きく，回転速度が［(ウ)］なので，電気ドリル，電気掃除機，小型ミキサなどのモータとして用いられている。なお，小容量のものでは，交流と直流の両方に使用できるものもあり，［(エ)］と呼ばれる。上記の記述中の空白箇所(ア)～(エ)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) | |
|---|---|---|---|---|
| (1) | 逆になる | 塊状鉄心 | 高速 | ユニバーサルモータ |
| (2) | 逆になる | 積層鉄心 | 高速 | ユニバーサルモータ |
| (3) | 変わらない | 積層鉄心 | 低速 | ブラシレスDC モータ |
| (4) | 変わらない | 塊状鉄心 | 低速 | ユニバーサルモータ |
| (5) | 変わらない | 積層鉄心 | 高速 | ブラシレスDC モータ |
- 1(ア) 逆になる (イ) 塊状鉄心 (ウ) 高速 (エ) ユニバーサルモータ
- 2(ア) 逆になる (イ) 積層鉄心 (ウ) 高速 (エ) ユニバーサルモータ
- 3(ア) 変わらない (イ) 積層鉄心 (ウ) 低速 (エ) ブラシレスDC モータ
- 4(ア) 変わらない (イ) 塊状鉄心 (ウ) 低速 (エ) ユニバーサルモータ
- 5(ア) 変わらない (イ) 積層鉄心 (ウ) 高速 (エ) ブラシレスDC モータ
答えと解説
✓ これが正解2(ア) 逆になる (イ) 積層鉄心 (ウ) 高速 (エ) ユニバーサルモータ
解説
逆になる・積層鉄心・高速・ユニバーサルモータの組合せです。
直流直巻電動機では界磁巻線と電機子が直列なので、加える電圧の極性を逆にすると、界磁の磁束と電機子電流が両方とも逆向きになります。トルクは磁束と電機子電流の積に比例するので、両方の向きが変わってもトルクの向きは変わりません。よって(ア)は逆になるです。交流を加えても同じ理屈で一方向のトルクが得られるのが、交流整流子モータです。
交流では磁束が交番する（向きが周期的に入れ替わる）ため、鉄心に渦電流が流れて損失が増えます。これを抑えるため、界磁鉄心や継鉄は薄い鋼板を絶縁して重ねた積層鉄心にするので、(イ)は積層鉄心です。この電動機は始動トルクが大きく高速回転が得やすいので、電気ドリルや掃除機に使われ、(ウ)は高速です。交流と直流の両方で使えるものはユニバーサルモータと呼ばれ、(エ)が決まります。
以上から、逆になる・積層鉄心・高速・ユニバーサルモータ の組合せが正解です。交流の磁束が通る鉄心は積層にする、と覚えておくと変圧器などと共通して判断できます。
ほかの選択肢の解説
- 1…塊状鉄心 (ウ) 高速 (エ) ユニバーサルモータ：(イ)を塊状鉄心としている点が誤りです。磁束が交番する磁気回路にかたまりの鉄心を使うと、渦電流が大きく流れて損失と発熱が増えるため、薄板を重ねた鉄心にします。
- 3…積層鉄心 (ウ) 低速 (エ) ブラシレスDC モータ：(ア)を変わらない、(ウ)を低速、(エ)をブラシレスDC モータとしている点が誤りです。極性を逆にすると磁束と電流がともに反転し、また交直両用の整流子モータはユニバーサルモータと呼ばれます。
- 4…塊状鉄心 (ウ) 低速 (エ) ユニバーサルモータ：(ア)を変わらない、(イ)を塊状鉄心、(ウ)を低速としている点が誤りです。直巻では極性の反転で磁束も電機子電流も逆向きになり、交流用の鉄心は薄板を重ねます。電気ドリルなどの用途からも高速だと分かります。
- 5…積層鉄心 (ウ) 高速 (エ) ブラシレスDC モータ：(ア)を変わらない、(エ)をブラシレスDC モータとしている点が誤りです。ブラシレスDC モータは整流子を持たず半導体スイッチで電流を切り替える別の電動機で、交直両用の整流子モータの呼び名ではありません。
出典：令和8年度上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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