第三種電気主任技術者(電験三種) 過去問
令和8年度(2026年)上期
問43 (機械 問1)

このページは閲覧用ページです。
履歴を残すには、 「新しく出題する(ここをクリック)」 をご利用ください。

問題

第三種電気主任技術者(電験三種)試験 令和8年度(2026年)上期 問43(機械 問1) (訂正依頼・報告はこちら)

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。
  • ブラシレスDCモータでは、直流機における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実現する。

正解!素晴らしいです

残念...

この過去問の解説 (1件)

01

誤っている記述は「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。」です。

この問題は、直流発電機と直流電動機の種類や特徴について問われています。

直流機には、界磁巻線と電機子の接続方法によって、分巻式や直巻式などがあります。

直巻発電機では、出力電流が大きくなって磁気飽和した状態の方が、出力電圧が比較的安定します。

磁気飽和とは、電流を増やしても磁束(磁力の強さを表す量)があまり増えなくなる現象です。

選択肢1. 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。

適切な記述です。

分巻発電機は、電機子と界磁巻線が並列に接続された発電機です。

磁極には、運転を停止してもわずかな磁力が残っています。これを残留磁束といいます。

発電機が回転すると、この残留磁束によって小さな電圧が発生し、界磁巻線に電流が流れます。

すると磁束が強まり、発電電圧がさらに上昇します。

このように、自分で発生させた電力を使って界磁を強めることを自己励磁といいます。

選択肢2. 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。

誤っている記述です。

直巻発電機は、電機子と界磁巻線が直列に接続された発電機です。

そのため、出力電流が変化すると界磁電流も変化し、磁束の大きさが変わります。

出力電流が小さく、磁気飽和していない状態では、電流の増減によって磁束が大きく変化し、出力電圧も変動しやすくなります。

一方、出力電流が大きくなって磁気飽和すると、電流が変化しても磁束はあまり変化しなくなるため、出力電圧が比較的安定します。

したがって、問題の記述では、電圧が安定する条件が逆になっています。

選択肢3. 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。

適切な記述です。

分巻電動機は、電機子と界磁巻線が並列に接続された電動機です。

電源電圧が一定であれば、界磁電流もほぼ一定になり、磁束が大きく変化しません。

そのため、負荷が変化しても回転速度の変化が小さく、ほぼ一定の回転速度を保つことができます。

この特徴から、分巻電動機は定速度電動機とよばれます。

選択肢4. 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。

適切な記述です。

直巻電動機は、電機子と界磁巻線が直列に接続された電動機です。

始動時には大きな電機子電流が流れ、同時に界磁電流も大きくなります。

直流電動機のトルク(回転させる力)は、次の関係で表されます。

T=kΦIₐ

・T:トルク

・k:比例定数

・Φ:界磁磁束

・Iₐ:電機子電流

磁気飽和していない範囲では、界磁磁束も電機子電流にほぼ比例するため、トルクは電機子電流の2乗にほぼ比例します。

そのため、始動時に大きなトルクを得やすく、電気鉄道などに利用されてきました。

選択肢5. ブラシレスDCモータでは、直流機における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実現する。

適切な記述です。

一般的な直流電動機では、ブラシと整流子が接触することで、コイルに流れる電流の向きを切り替えています。

一方、ブラシレスDCモータでは、半導体スイッチを使って電子的に電流を切り替えます。

そのため、ブラシと整流子の接触による摩耗がなく、保守の手間を減らせることが特徴です。

まとめ

直流機は、界磁巻線の接続方法によって特性が異なります。

・分巻発電機:残留磁束によって小さな電圧が発生し、自己励磁によって発電電圧が上昇します。

・直巻発電機:出力電流が大きくなって磁気飽和すると、磁束の変化が小さくなり、出力電圧が比較的安定します。

・分巻電動機:負荷が変化しても回転速度がほぼ一定となるため、定速度電動機とよばれます。

・直巻電動機:始動トルクが大きく、大きな力で動き始める必要がある用途に適しています。

・ブラシレスDCモータ:半導体スイッチで電流を切り替えるため、ブラシや整流子による摩耗がありません。

特に、直巻発電機は、磁気飽和していない状態では出力電圧が変動しやすく、磁気飽和した状態では比較的安定するという特徴を覚えておきましょう。

ただし、電流が大きくなりすぎると、巻線の抵抗による電圧降下などの影響が大きくなるため、磁気飽和すれば必ず一定電圧になるという意味ではありません。

参考になった数0