令和8年度上期 機械｜電験三種試験

この回には 22問あります。

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出題の内訳

この回は 1科目にわたって出ています。いちばん多いのは機械（22問）です。

• 機械22問

問題一覧

• 問1いろいろな直流機に関する記述として，誤っているものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
• 問2図は，磁極数が2 の直流発電機を模式的に表したものである。電機子巻線については，1 巻き分のコイルを示している。電機子の直径D は0.5 m，電機子導体の有効長l は0.5m，ギャップの磁束密度B は，図の状態のように電機子導体が磁極の中心付近にあるとき一定で0.4 T，回転速度n は1 500 min⁻¹ である。図の状態におけるこの1 巻きのコイルに誘導される起電力e の値[V]として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
• 問3次の文章は，誘導電動機の速度制御に関する記述である。電源周波数f を変えて速度を制御する方式の一つに［(ア)］一定制御がある。これは，f を変化させたときに［(イ)］の強さを一定に保つように入力電圧V も変化させる方式であり，二次抵抗制御方式と比べて効率が高いので小容量機から大容量機まで広く用いられてきた。周波数の可変装置には［(ウ)］電源装置やサイクロコンバータなどがある。［(ア)］一定制御には低速回転時に回転速度や負荷トルクが急変した直後の速度を正確に制御できないという課題があり，この点を改善した速度制御法として［(エ)］制御がある。［(エ)］制御は，速度とトルクを精密に制御でき，始動トルクが［(オ)］，負荷変動の大きなクレーンや工作機械などに用いられる。上記の記述中の空白箇所(ア)～(オ)に当てはまる組合せとして，最も適切なものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
• 問4定格周波数50 Hz，6 極のかご形三相誘導電動機があり，トルク200 N･m，機械出力20 kW で定格運転している。このときの二次入力(同期ワット)の値[kW]として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。ただし，機械損は無視するものとする。
• 問5次の文章は，三相同期発電機に関する記述である。三相同期発電機は，水車を原動機とする水車発電機や，蒸気タービンを原動機とするタービン発電機などに用いられている。水車発電機では，水車の回転速度が比較的［(ア)］ため，発電機の極数を［(イ)］しなければならない。また，水車発電機の回転子は，軸方向に比べて直径が［(ウ)］なっている。タービン発電機の回転子は，水車発電機に比べて回転速度が［(エ)］ので，回転子の機械的強度の関係から，回転子の直径は軸方向の長さに比べて［(オ)］した設計になっている。上記の記述中の空白箇所(ア)～(オ)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。
• 問6二つの同期発電機A とB を図に示すように平衡した三相交流の母線に接続し並行運転するとき，両発電機の起電力Ė₁ とĖ₂ が等しくなるように発電機の速度および界磁電流が調整される。起電力Ė₁ とĖ₂ に差がある場合，両発電機間には横流と呼ばれる循環電流が流れ，損失増加の一要因となる。発電機A とB は同一仕様で同一特性を持ち，同一速度で回転している。定格電圧Vn は6 000 V，定格容量P は4 500 kV･A，短絡比S は1.25 である。Ė₁ とĖ₂ の差が|Ė₁－Ė₂|＝400 V であるとき，横流の実効値[A]として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
• 問7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。
• 問8電力用大形変圧器の温度上昇試験の一つに返還負荷法がある。この試験法では，外部電源から鉄損と銅損に相当する電力のみを供給すればよいので試験電源が比較的小規模なものですむ。単相変圧器におけるこの試験の結線方法及び図中に示す鉄損，銅損の供給方法として，次の(1)～(5)のうちから正しいものを一つ選べ。ただし，T₁，T₂ は試験対象となる同じ仕様の変圧器，T₃ は補助変圧器であり，鉄損を供給する電源E の電圧は定格電圧とする。
• 問9定格容量100kV･A の単相変圧器3 台をΔ－Δ結線した1 組の三相変圧器として使用可能な容量をPΔ[kV・A]とする。これに対して，同一仕様の単相変圧器1 台を追加し，V－V 結線の三相変圧器を2 組並列運転で使用する場合の合計容量をP[kV・A]とする。このとき，PΔ に対するP の比であるP／PΔ の値について，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
• 問10入力交流電圧波形vs に対し，図のような入力電流波形is となる電力変換回路として，正しいのは次のうちどれか。ただし，交流電源のインピーダンスは無視できるものとし，電力変換回路における平滑リアクトルは十分に大きなインダクタンスを持っているものとする。
• 問11巻上機によって質量1 000 kg の物体を毎秒0.5 m の一定速度で巻き上げているときの電動機出力の値[kW]として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。ただし，機械効率は90 ％，ロープの質量及び加速に要する動力については考慮しないものとする。
• 問12リチウムイオン二次電池と比較した電気二重層キャパシタの特徴に関する記述として，誤っているものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
• 問13図のようなブロック線図で示す制御系がある。出力信号C(jω)の入力信号R(jω)に対する比，すなわちC(jω)／R(jω)を示す式として，正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
• 問142 進数，10 進数，16 進数に関する記述として，誤っているものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
• 問15(a)周波数が60 Hz の電源で駆動されている4 極の三相同期電動機(星形結線)があり，端子の相電圧V は400／√3 V，電機子電流IM は200 A，力率1 で運転している。1 相の同期リアクタンスxs［Ω］は1.00 Ωであり，電機子の巻線抵抗，及び機械損などの損失は無視できるものとして，次の(a)及び(b)の問に答えよ。
• 問15(b)周波数が60 Hz の電源で駆動されている4 極の三相同期電動機(星形結線)があり，端子の相電圧V は400／√3 V，電機子電流IM は200 A，力率1 で運転している。1 相の同期リアクタンスxs［Ω］は1.00 Ωであり，電機子の巻線抵抗，及び機械損などの損失は無視できるものとして，次の(a)及び(b)の問に答えよ。
• 問16(a)図1 は三相ダイオード全波整流器を示している。入力電圧va，vb，vc は①式のとおりであるとき，出力電圧vd は図2 の太線に示すように線間電圧の絶対値のうち最も高いものが出力される。次の(a)及び(b)の問に答えよ。
• 問16(b)図1 は三相ダイオード全波整流器を示している。入力電圧va，vb，vc は①式のとおりであるとき，出力電圧vd は図2 の太線に示すように線間電圧の絶対値のうち最も高いものが出力される。次の(a)及び(b)の問に答えよ。
• 問17(a)(選択問題)
• 問17(b)(選択問題)
• 問18(a)(選択問題)
• 問18(b)(選択問題)

正解と解説は、答え合わせのあとに出ます。