第三種電気主任技術者

次の文章は，直流機の構造に関する記述である。直流機の構造は，固定子と回転子とからなる。固定子は，[ア]，継鉄などによって…

機械　第1問

次の文章は，直流機の構造に関する記述である。直流機の構造は，固定子と回転子とからなる。固定子は，[ア]，継鉄などによって，また，回転子は，[イ]，整流子などによって構成されている。電機子鉄心は，[ウ]磁束が通るため，[エ]が用いられている。また，電機子巻線を収めるための多数のスロットが設けられている。きっこう六角形(亀甲形)の形状の電機子巻線は，そのコイル辺を電機子鉄心のスロットに挿入する。各コイル相互のつなぎ方には，[オ]と波巻とがある。直流機では，同じスロットにコイル辺を上下に重ねて2 個ずつ入れた二層巻としている。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。

正答 (1)
正答は (1)。 【空白(ｱ)(ｲ) 界磁・電機子】 直流機では、磁束を作る界磁が固定子側、起電力を生じる（または力を受ける）電機子と、それに接する整流子が回転子側にあります。問題文も「整流子」を回転子の構成要素として挙げていますから、整流子と一体で動く電機子が回転子側、界磁が固定子側です。よって(ｱ)を「電機子」としている(4)(5)は外れます。なお、継鉄（ヨーク）は磁束の通り道となる外枠で、固定子側の部材です。 【空白(ｳ) 交番】 電機子は回転しながら、Ｎ極の下、Ｓ極の下と交互に通っていきます。したがって電機子鉄心の中を通る磁束は向きが反転し続ける交番磁束です。機械全体として見れば磁束は一定でも、回転している鉄心の立場では向きが変わり続ける、という点が要点です。
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【空白(ｴ) 積層鉄心】 交番磁束が通ると鉄心に渦電流が生じ、渦電流損として熱になります。これを減らすため、薄い電磁鋼板を絶縁して積み重ねた積層鉄心を用います。渦電流損は板厚の2乗に比例するので、薄い板に分けることが大きな効果を生みます。鋳鉄は塊のままなので渦電流が流れ放題になり、電機子鉄心には使えません。（磁束がほぼ一定である継鉄には、鋳鉄や鋳鋼が使われます。）よって(ｴ)を「鋳鉄」としている(2)(4)は外れます。 【空白(ｵ) 重ね巻】 電機子巻線のコイルどうしのつなぎ方には、重ね巻と波巻があります。重ね巻は、コイルの終わりを隣のコイルの始まりに重ねるようにつなぐ方式で、並列回路数が極数と同じになり、大電流・低電圧の機械に向きます。波巻は、コイルを一つ飛ばしのように波形につないでいく方式で、並列回路数が極数によらず2となり、小電流・高電圧の機械に向きます。「直列巻」という名称の巻き方はありません。よって(ｵ)を「直列巻」としている(2)(3)(5)は外れます。 【結論】 界磁・電機子・交番・積層鉄心・重ね巻 の組合せをもつ (1) が正答です。

出典：令和5年度上期第三種電気主任技術者 機械科目 問1（一般財団法人 電気技術者試験センター 公表）出典元ページ

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