問 題
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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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行うブラシレスDCモータでは、同期機と同様に電機子の作る回転磁界に同期して永久磁石の界磁が回転する。制御によって、外部から見た電圧-電流特性を他励直流電動機とほぼ同様にすることができる。
正解 (2)
解 説
(2)の記述が誤りなのでこれが正解の選択肢となりますが、「出力電流の大小関係が反対になっている」などのように単純な話ではなく、文章そのものが微妙です。
…というのも、まず、出力電流が小さいと磁気飽和しないという部分は合っています。しかし、基本的には出力電流の大きさに応じて出力電圧も大きくなるため、出力電流が小さいと出力電圧も小さいということです。これでは「出力電圧が安定」とは呼べません。
一方で、出力電流を大きくして磁気飽和させれば出力電圧が安定するかといえば、そうではありません。電流を上げすぎて磁気飽和した場合には、起電力は一定以上上がらないのに、電圧降下の影響は大きくなってきて、結果として出力電流を上げるほど出力電圧が下がってしまいます。
よって、出力電流が小さいのも良くないけれど、大きくしすぎて磁気飽和させるのも得策ではないということになります。つまり、磁気飽和しない程度に出力電流を上げることが、出力電圧の安定化につながります。
以上のことから、正解は(2)となります。
やや難しい内容であり、かつ、このような出題の仕方も稀なので、この問題は捨て問題として扱ってしまっても構わないと思います。
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