電験三種 機械 問81：電気機器（誘導機）

電験三種「機械」の「電気機器（誘導機）」に関する問題（令和5年度上期 問3）。正答は(4)です。

【基本公式】三相誘導電動機の構造：固定子（回転磁界を作る）＋回転子（かご形または巻線形）。

正答(4)「回転 かご形 巻線形 端絡環 スリップリング」の根拠：

(ア)回転磁界：固定子の三相電流で作られる磁界→同期速度で回転。

(イ)かご形回転子：アルミや銅の導体棒が溝に収め端絡環で短絡→頑丈・安価。

(ウ)巻線形回転子：三相巻線が巻かれ→スリップリング経由で外部に引出し可能。

(エ)端絡環（短絡環）：かご形の導体棒を両端で接続するリング。

(オ)スリップリング：巻線形の二次回路を外部に引き出す回転接触環。

【電気機器（誘導機）構造の解法と要点】（令和5年度上期 問3）

【三相誘導電動機の構造詳細】

固定子（ステータ）：

・(ア)回転磁界を作る：三相対称電流→空間120°配置の巻線→回転磁界（同期速度Ns=120f/P）

回転子（ロータ）の2種類：

・(イ)かご形（squirrel cage）：アルミまたは銅の導体棒+両端の(エ)端絡環で短絡。

構造簡単・堅牢・安価→最も広く使用。二次回路が外部に出せない。

・(ウ)巻線形（wound rotor）：三相巻線をスロットに巻く。

(オ)スリップリング+ブラシで二次電流を外部に引出し→外部抵抗追加で速度制御可。

【選択肢の照合】

(ア)回転、(イ)かご形、(ウ)巻線形、(エ)端絡環、(オ)スリップリング→(4)が全て正しい

→正答(4)

【電気機器（誘導機）構造の深層解析と電験三種合格戦略】（令和5年度上期 問3）

【核心論点と正答根拠】

(ア)回転磁界、(イ)かご形、(ウ)巻線形、(エ)端絡環、(オ)スリップリング→(4)正答。

【かご形回転子の種類と特性】

一般かご形：アルミダイキャスト（小型）・銅棒溶接（大型）。

深みぞかご形：深溝=高周波電流が導体外周に集中（表皮効果）→始動電流制限・始動トルク増大。

二重かご形：外かご（高抵抗・小リアクタンス）+内かご（低抵抗・大リアクタンス）。

始動時：外かごに多くの電流→大始動トルク・少ない始動電流。

運転時：内かごが主体→低抵抗→高効率。

【巻線形誘導機の現代応用】

DFIG（二重給電誘導発電機）：

固定子=系統直結、回転子（二次）=可変周波数インバータ制御。

同期速度±30%で系統連系→風力発電の主流方式（世界シェア40%以上）。

クレーマー制御の発展型：二次電力を系統に回生→効率最大化。

【電験二種への接続】

電験二種：深みぞかご形/二重かご形の等価回路解析・始動特性計算・DFIG制御理論が出題。