第一種電工 平成30年度午後 問10｜配電理論・配線設計

三相誘導電動機の回転方向は、3本の電源線（R・S・T）をどの順に電動機の端子（U・V・W）へつなぐかで決まります。基本ルールは「3本のうち2本を入れ替えると回転方向が逆になる」です。②は2本を1回入れ替えているので①と逆向きに回ります。③は入れ替えが2回あり、結果として順番がぐるっと一巡しただけなので、①と同じ向きに回ります。線を入れ替えても電動機が止まることはなく、変わるのは回る向きだけです。図では、線が交差している箇所の数を数えると判断しやすくなります。「②は①と逆方向，③は①と同じ方向」のウが正解です。

三相誘導電動機は、固定子の三相巻線に電流を流すと回転磁界ができ、回転子がそれに引かれて回ります。回転磁界の向きは、電源の相順（R→S→Tの順）と端子のつなぎ方で決まります。

①のつなぎ方（R-U、S-V、T-W）を基準にすると、

・②：2本の線を1か所で入れ替えた結線。相順が逆になるので回転磁界が逆向きになり、電動機は①と逆方向に回ります。

・③：入れ替えが2か所ある結線。2回の入れ替えは、相順を一つずつずらして一巡させたのと同じで、R→S→Tの順序は①と変わりません。回転方向は①と同じです。

確かめ方として、端子U・V・Wにつながる電源線を左から読み、R→S→Tの順（S→T→R、T→R→Sも同じ順）なら①と同じ向き、R→T→Sのような逆の順なら逆向き、と判断できます。

各選択肢：

ア：「②は回転せず」が誤り。2線を入れ替えても回転はする（逆向きになる）。

イ：②と③の関係が逆で誤り。

ウ：②は逆、③は同じ。正しい。

エ：「③も逆」が誤り。

正答はウです。

【回転方向が決まる仕組み】三相電源の各相は時間的に120度ずつずれて最大値になります。この相順（R→S→T）で三相巻線に電流を流すと、固定子内に一定方向へ回る回転磁界ができ、誘導電動機の回転子はその向きに回ります。回転磁界の向きは相順で決まるので、相順を変えれば回転方向が変わります。

【入れ替えと相順】電源線の並びRST（正相）に対し、

・2本を入れ替える（1回の入れ替え）と、並びは逆の順（逆相）になる。回転方向は逆になる。

・入れ替えを2回行うと、並びは元の順序を巡回して並べ直したものになり、相順は正相に戻る。回転方向は変わらない。

巡回とは、例えばR-S-TをS-T-RやT-R-Sと並べ替えることで、順序の「一巡」だけが変わり向きは変わりません。

【②と③の結線】図の②は線が1か所で交差しており、2本の入れ替えが1回です。③は交差が2か所あり、入れ替えが2回で巡回の並びになります。図の線をたどると、②はU-S、V-R、W-T（U・V・Wから読むとS→R→Tで逆の順）、③はU-T、V-R、W-S（T→R→Sで、R→S→Tを巡回させた順）です。したがって、②は①と逆方向、③は①と同じ方向に回転します。

【各選択肢の検討】

ア：②は回転しないとしている点が誤り。入れ替えで電動機が止まることはなく、向きが逆になるだけ。

イ：③を逆、②を同じとしており、②と③の関係が正しい記述と入れ替わっている。誤り。

ウ：②は逆、③は同じ。正しい。

エ：②と③の両方を逆としているが、③は2回の入れ替えで①と同じ向きになるので誤り。

【実務での意味】回転方向を逆にしたい（例えば逆転運転や、結線ミスで逆回りしてしまったときの修正）場合は、電源側の3本のうち任意の2本を入れ替えます。どの2本を選んでも結果は同じ逆転になります。入れ替えが2回になると元に戻る点は、誤って結線をやり直した際にも起こり得るので、試運転で回転方向を確認する習慣が大切です。正答はウです。