問 題
回転界磁形同期電動機が停止している状態で、固定子巻線に対称三相交流電圧を印加すると回転磁界が生じる。
しかし、励磁された回転子磁極が受けるトルクは、同じ大きさで向きが交互に変わるので、その平均トルクは零になり電動機は起動しない。
これを改善するために、回転子の磁極面に( ア )を施す。これは、( イ )と同じ起動原理を利用したもので、誘導トルクによって電動機を起動させる。
起動時には、回転磁束によって誘導される高電圧によって絶縁が破壊するおそれがあるので、( ウ )を抵抗で短絡して起動する。回転子の回転速度が同期速度に近づくと、この短絡を切り放し( エ )で励磁すると、回転子は同期速度に引き込まれる。
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)
- 補償巻線 巻線形誘導電動機 界磁巻線 交流
- 制動巻線 かご形誘導電動機 界磁巻線 直流
- 制動巻線 巻線形誘導電動機 界磁巻線 交流
- 制動巻線 かご形誘導電動機 固定子巻線 直流
- 補償巻線 かご形誘導電動機 固定子巻線 直流
解 説
同期電動機が停止している状態で固定子巻線に対称三相交流電圧を印加すると回転磁界が生じますが、励磁された回転子磁極が受けるトルクは、同じ大きさで向きが交互に変わるので、その平均トルクは0になってしまうので電動機は起動しません。
これを改善するために、回転子の磁極面に制動巻線を施します。誘導トルクによって電動機を起動するのは、かご形誘導電動機と同じ原理です。また、このような始動方法を「自己始動法」といいます。
よって、( ア )には「制動巻線」が入り、( イ )には「かご形誘導電動機」が入ります。
また、起動時には、回転磁束によって誘導される高電圧が、回転子の界磁巻線にかかるおそれがあります。これによる絶縁破壊を避けるため、起動中はこの界磁巻線を抵抗で短絡します。こうすることで、界磁巻線に高電圧がかかるのを防ぐことができます。
よって、( ウ )には「界磁巻線」が入ります。
そして、回転子の回転速度が同期速度に近づいたら、短絡を解除し、界磁巻線には直流で励磁します。直流励磁に切り替えることで、定常状態では回転子の磁極がしっかりと確立され、同期速度へ引き込まれるような動作が実現します。
よって、( エ )には「直流」が入ります。
以上から、
- ア：制動巻線
- イ：かご形誘導電動機
- ウ：界磁巻線
- エ：直流
となるので、正解は(2)です。
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