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8

✓ これが正解4

解説

一次を並列で定格励磁、二次を逆向き直列にしてT₃で電流を回す結線です。

返還負荷法は、同じ仕様の変圧器2台を組み合わせ、互いに負荷となるようにして温度上昇試験を行う方法です。決め手は2つあります。1つは、鉄損を定格の状態で生じさせるため、2台の一次巻線を並列にして定格電圧の電源 E を直接加えることです。もう1つは、銅損を定格の状態で生じさせるため、2台の二次巻線を直列に、しかも誘導される電圧が打ち消し合う向きにつなぎ、その閉じた回路に補助変圧器 T₃ を入れて電流を流すことです。

正しい結線の図では、一次側は T₁ と T₂ の●端どうし・非●端どうしを E の両端につないだ並列です。二次側は T₃ から T₁ の●端、T₁ の非●端から T₂ の非●端、T₂ の●端から T₃ へと戻る直列で、T₁ と T₂ の電圧が一巡で打ち消し合います。このため T₃ はインピーダンス電圧（定格電流を流すのに要る小さな電圧）程度で定格電流を流せ、E は鉄損分、T₃ は銅損分だけを供給すればよくなります。

この条件を満たすのは、一次側が並列で、二次側を非●端どうしでつないだ逆向きの直列の図です。一次は並列で電圧をかける、二次は逆向き直列で電流を回す、と分けて覚えると選べます。

ほかの選択肢の解説

• 1…並列に接続（●端どうし，非●端どうしをそれぞれEの両端に接続）。右側はT₁とT₂の右側巻線が並列に接続（●端どうし，非●端どうし）され，その両端に補助変圧器T₃（銅損供給）が接続：一次側も二次側も並列にした図です。二次側に閉じた直列の輪がなく、T₃ は定格電圧のかかった二次巻線に並列に入るだけなので、2台の巻線に定格電流を回して銅損を生じさせることができません。
• 2…直列に接続（Eの一端からT₁の●端，T₁の非●端からT₂の非●端，T₂の●端からEの他端）。右側はT₁とT₂の右側巻線が並列に接続（●端どうし，非●端どうし）され，その両端に補助変圧器T₃（銅損供給）が接続：一次側は T₁ と T₂ を非●端どうしでつないだ逆向きの直列、二次側は並列にした図です。二次側が並列だと2台の電圧がそろうので一次側の輪では打ち消し合い、定格電圧の E が漏れインピーダンスだけにかかって過大な電流が流れます。鉄損側と銅損側の役目が入れ替わった結線です。
• 3…直列に接続（Eの一端からT₁の●端，T₁の非●端からT₂の非●端，T₂の●端からEの他端）。右側は補助変圧器T₃（銅損供給）の一端からT₁の●端，T₁の非●端からT₂の●端，T₂の非●端からT₃の他端へと右側巻線が直列に接続：一次側は非●端どうしでつないだ逆向きの直列、二次側は T₁ の非●端から T₂ の●端へつないだ同じ向きの直列にした図です。この組合せでは2台の巻線に負荷の電流を回せず、各変圧器の電圧も E のおよそ半分になるので、鉄損も銅損も定格の状態で供給できません。
• 5…並列に接続（●端どうし，非●端どうしをそれぞれEの両端に接続）。右側は補助変圧器T₃（銅損供給）の一端からT₁の●端，T₁の非●端からT₂の●端，T₂の非●端からT₃の他端へと右側巻線が直列に接続：一次側は並列で正しいものの、二次側を T₁ の非●端から T₂ の●端へと同じ向きに直列にした図です。2台の電圧が打ち消されずに足し合わされ、T₃ に定格の2倍の電圧がかかる回路になるので、小さな電源で銅損だけを供給できません。