機械

65問 • 1年前

問題一覧

機械百分率抵抗p=

rI^2/V/√3

機械変圧器　全負荷銅損Pc=

3rI^2

機械鉛蓄電池は，正極と負極の両極に（ア）を用いる。希硫酸を電解液として初充電すると，正極に（イ），負極に（ウ）ができる。これを放電すると，両極とももとの（ア）に戻る。放電すると水ができ，電解液の濃度が下がり，両極間の電圧が低下する。そこで，充電により電圧を回復させる。過充電を行うと電解液中の水が電気分解して，正極から（エ），負極から（オ）が発生する。

ア　硫酸塩, イ　二酸化鉛, ウ　鉛, エ　酸素ガス, オ　水素ガス

機械フレミング左手の法則は❶ フレミング右手の法則は❷ を表す。

❶ 電動機, ❷ 発電機

機械電動機運転の状態から結線を変更せずに発電機として運転する事ができる。このように、発電した電力を他の用途で消費する制動法を◯という。

回生制動

機械短絡比Ks= 2つそのうち一つは百分率インピーダンス％Zsを使う。

If1/If2

機械　H27-6 小形直流モータを分解すると，N極とS極用の2個の永久磁石，回転子の溝に収められた3個のコイル，3個の（ア）で構成されていた。一般に（イ）の溝数を減らすと，エアギャップ磁束が脈動し，トルクの脈動が増える。そこで，希土類系永久磁石には大きな（ウ）があるので，溝をなくしてエアギャップにコイルを設け，トルク脈動の低減を目指した小形モータも作られている。小形（エ）には，永久磁石を回転子の表面に設けたSPMSMという機種，永久磁石を回転子に埋め込んだIPMSMという機種，突極性を大きくした鉄心だけのSynRMという機種などがある。小形直流モータは電池だけで運転されるものが多いが，小形（エ）は，円滑な（オ）が困難なため，インバータによって運転される。

ア　整流子片, イ　電気子, ウ　保磁力, エ　同期モータ, オ　始動

機械 Δ-Y結線又は、Y-Δ結線は、一次電圧と二次電圧との間に角変位又は位相変位と呼ばれる位相差◯°がある。

機械巻数比a=N1/N2=

E1/E2

機械H27-9 商用交流電圧を入力とし同じ周波数の交流電圧を出力とする電力変換器において，可変の交流電圧を得るには（ア）を変える方法が広く用いられていて，このときに使用するパワーデバイスは（イ）が一般的である。この電力変換器は（ウ）と呼ばれる。一方，一定の直流電圧を入力とし交流電圧を出力とする電力変換器において，可変の交流電圧を得るにはパルス状の電圧にして制御する方法が広く用いられていて，このときにオンオフ制御デバイスを使用する。デバイスの種類としては，デバイスのゲート端子に電流だけでなくて，電圧を与えて駆動する（エ）を使うことが最近では一般的である。この電力変換器はインバータと呼ばれ，基本波周波数の1サイクルの出力電圧が正又は負の多数のパルス列からなって，そのパルスの（オ）を変えて1サイクル全体で目的の電圧波形を得る制御がPWM制御である。

ア　制御角, イ　サイリスタ, ウ　交流電力調整装置, エ　IGBT, オ　幅

機械 PWM制御はパルスの◯を変えて出力電圧を制御する。

幅

機械降圧チョッパの平均出力電圧Vd=

通流率d×電圧E

機械揚水の電動機出力P=

K9.8QH/η

機械電気ストーブの発熱体として石英ガラス管に電熱線を封入したヒータがよく用いられている。この電気ストーブから室内への熱伝達は主に放射と（対流）によって行われる。また，このヒータからの放射は主に（赤外放射）である。一方，交番電界中に被加熱物を置くことによって被加熱物を加熱することができる。一般に物質は抵抗体，誘電体，磁性体などの性質をもち，被加熱物が誘電体の場合，交番電界中に置かれた被加熱物には交番電流が流れ，被加熱物自身が発熱することによって被加熱物が加熱される。このとき，加熱に寄与するのは交番電流のうち交番電界（　ア　）電流成分である。この原理に基づく加熱には（マイクロ波加熱）がある。

ア　と同相の

機械トルクTは一次線間電圧の◯に比例する。

2乗

機械周波数伝達関数W=

倍率G/1+倍率G

機械角周波数ω=

1/時定数T

機械直流機では固定子と回転子の間で直流電力と機械動力の変換が行われる。この変換を担う機構の一種にブラシと整流子があり，これらを用いた直流機では通常，界磁巻線に直流の界磁電流を流し，（ア）を回転子とする。このブラシと整流子を用いる直流機では，電機子反作用への対策として補償巻線や補極が設けられる。ブラシと整流子を用いる場合には，補極や補償巻線を設けないと，電機子反作用によって，固定子から見た（イ）中性軸の位置が変化するために，これに合わせてブラシを移動しない限りブラシと整流子片との間に（ウ）が生じて整流子片を損傷するおそれがある。なお，小形機では，補償巻線と補極のうち（エ）が一般的に用いられる。

ア　電気子, イ　電気的, ウ　火花, エ　補極

機械次の文章は，三相誘導電動機の誘導起電力に関する記述である。三相誘導電動機で固定子巻線に電流が流れると（ア）が生じ，これが回転子巻線を切るので回転子巻線に起電力が誘導され，この起電力によって回転子巻線に電流が流れることでトルクが生じる。この回転子巻線の電流によって生じる起磁力を（イ）ように固定子巻線に電流が流れる。回転子が停止しているときは，固定子巻線に流れる電流によって生じる（ア）は，固定子巻線を切るのと同じ速さで回転子巻線を切る。このことは原理的に変圧器と同じであり，固定子巻線は変圧器の（ウ）巻線に相当し，回転子巻線は（エ）巻線に相当する。回転子巻線の各相には変圧器と同様に（エ）誘導起電力を生じる。回転子が n [min−1] の速度で回転しているときは，（ア）の速度を ns [min−1] とすると，滑り s は s=ns−nns で表される。このときの（エ）誘導起電力の大きさは，回転子が停止しているときの（オ）倍となる。

ア　回転磁界, イ　打ち消す, ウ　一次, エ　二次, オ　S

機械

ア　界磁電流, イ　電気子電流, ウ　1, エ　遅れ, オ　進み

機械次の文章は，電源電圧一定(交流機の場合は多相交流巻線に印加する電源電圧の周波数も一定。)の条件下における各種電動機において，空回しの無負荷から，負荷の増大とともにトルクを発生する現象に関する記述である。無負荷条件の直流分巻電動機では，回転速度に比例する（ア）と（イ）とがほぼ等しく，電機子電流がほぼ零となる。この状態から負荷が掛かって回転速度が低下すると，電機子電流が増大してトルクが発生する。無負荷条件の誘導電動機では，周波数及び極数で決まる（ウ）と回転速度がほぼ等しく，（エ）がほぼ零となる。この状態から負荷が掛かって回転速度が低下すると，（エ）が増大してトルクが発生する。無負荷条件の同期電動機では，界磁単独の磁束と電機子反作用を考慮した電機子磁束との位相差がほぼ零となる。この状態から負荷が掛かっても回転速度の低下はないが，上記両磁束の位相差，すなわち（オ）が増大してトルクが発生する。

ア　逆起電力, イ　電源電圧, ウ　同期速度, エ　滑り, オ　負荷角

機械各種変圧器に関する記述として，誤っているものと次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。 (1)　単巻変圧器は，一次巻線と二次巻線とが一部分共通となっている。そのため，一次巻線と二次巻線との間が絶縁されていない。変圧器自身の自己容量は，負荷に供給する負荷容量に比べて小さい。 (2)　三巻線変圧器は，一つの変圧器に三組の巻線を設ける。これを 3 台用いて三相 Y−Y 結線を行う場合，一組目の巻線を Y 結線の一次，二組目の巻線を Y 結線の二次，三組目の巻線を Δ 結線の第 3 調波回路とする。 (3)　磁気漏れ変圧器は，磁路の一部にギャップがある鉄心に，一次巻線及び二次巻線を巻く。負荷のインピーダンスが変化しても，変圧器内の漏れ磁束が変化することで，負荷電圧を一定に保つ作用がある。 (4)　計器用変成器には，変流器( CT )と計器用変圧器( VT )がある。これらを用いると，大電流又は高電圧の測定において，例えば最大目盛りが 5 A ， 150 V という通常の電流計又は電圧計を用いることができる。 (5)　変流器( CT )では，電流計が二次側の閉回路を構成し，そこに流れる電流が一次側に流れる被測定電流の起磁力を打ち消している。通電中に誤って二次側を開放すると，被測定電流が全て励磁電流となるので，鉄心の磁束密度が著しく大きくなり，焼損するおそれがある。

機械昇圧チョッパの出力(通流率aを含めた) Vd=

1×E/1-a

機械降圧チョッパの出力(通流率aを含めた) Vd=

a×E

機械図1は交流系統に連系された太陽光発電システムである。太陽電池アレイはインバータと系統連系用保護装置とが一体になった（ア）を介して交流系統に接続されている。太陽電池アレイは，複数の太陽電池セルを直列又は直並列に接続して構成される太陽電池モジュールをさらに直並列に接続したものである。太陽電池セルは p 形半導体と n 形半導体とを接合した pn 接合ダイオードであり，照射される太陽光エネルギーを（イ）によって電気エネルギーに変換する。また，太陽電池セルの簡易等価回路は電流源と非線形の電流・電圧特性をもつ一般的なダイオードを組み合わせて図2のように表される。太陽電池セルに負荷を接続し，セルに照射される太陽光の量を一定に保ったまま，負荷を変化させたときに得られる出力電流・出力電圧特性は図3の（ウ）のようになる。このとき負荷への出力電力・出力電圧特性は図4の（エ）のようになる。セルに照射される太陽光の量が変化すると，最大電力も，最大電力となるときの出力電圧も変化する。このため（ア）には太陽電池アレイから常に最大の電力を取り出すような制御を行うものがある。この制御は（オ）制御と呼ばれている。

ア　パワーコンディショナ, イ　光起電力効果, ウ　b, エ　a, オ　MPPT

機械エレベーターの電動機出力 P=

9.8(エレベーターの重さ- 釣り合いおもりの重さ)×速度(秒速) /機械効率

機械電池に関する記述として，誤っているものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。 (1)　充電によって繰り返し使える電池は二次電池と呼ばれている。 (2)　電池の充放電時に起こる化学反応において，イオンは電解液の中を移動し，電子は外部回路を移動する。 (3)　電池の放電時には正極では還元反応が，負極では酸化反応が起こっている。 (4)　出力インピーダンスの大きな電池ほど大きな電流を出力できる。 (5)　電池の正極と負極の物質のイオン化傾向の差が大きいほど開放電圧が高い。

機械次の文章は，フィードバック制御における三つの基本的な制御動作に関する記述である。目標値と制御量の差である偏差に（ア）して操作量を変化させる制御動作を（ア）動作という。この動作の場合，制御動作が働いて目標値と制御量の偏差が小さくなると操作量も小さくなるため，制御量を目標値に完全に一致させることができず，（イ）が生じる欠点がある。一方，偏差の（ウ）値に応じて操作量を変化させる制御動作を（ウ）動作という。この動作は偏差の起こり始めに大きな操作量を与える動作をするので，偏差を早く減衰させる効果があるが，制御のタイミング(位相)によっては偏差を増幅し不安定になることがある。また，偏差の（エ）値に応じて操作量を変化させる制御動作を（エ）動作という。この動作は偏差が零になるまで制御動作が行われるので，（イ）を無くすことができる

ア　比例, イ　定常偏差, ウ　微分, エ　積分

機械次の文章は，誘導機に関する記述である。誘導機の二次入力は（ア）とも呼ばれ，トルクに比例する。二次入力における機械出力と二次銅損の比は，誘導機の滑りを s として（イ）の関係にある。この関係を用いると，二次銅損は常に正であることから， s が −1 から 0 の間の値をとるとき機械出力は（ウ）となり，誘導機は（エ）として運転される。

ア　同期ワット, イ　(1-s):s, ウ　負, エ　発電機

機械次の文章は，三相同期発電機の並行運転に関する記述である。既に同期発電機Aが母線に接続されて運転しているとき，同じ母線に同期発電機Bを並列に接続するために必要な条件又は操作として，誤っているものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。 (1)　母線電圧と同期発電機Bの端子電圧の相回転方向が一致していること。同期発電機Bの設置後又は改修後の最初の運転時に相回転方向の一致を確認すれば，その後は母線への並列のたびに相回転方向を確認する必要がない。 (2)　母線電圧と同期発電機Bの端子電圧の位相を合わせるために，同期発電機Bの駆動装置の回転速度を調整する。 (3)　母線電圧と同期発電機Bの端子電圧の大きさを等しくするために，同期発電機Bの励磁電流の大きさを調整する。 (4)　母線電圧と同期発電機Bの端子電圧の波形をほぼ等しくするために，同期発電機Bの励磁電流の大きさを変えずに励磁電圧の大きさを調整する。 (5)　母線電圧と同期発電機Bの端子電圧の位相の一致を検出するために，同期検定器を使用するのが一般的であり，位相が一致したところで母線に並列する遮断器を閉路する。

機械次の文章は，一般的な電気機器(変圧器，直流機，誘導機，同期機）の共通点に関する記述である。 a　（ア）と（イ）は，磁束の大きさ一定，電源電圧(交流機では周波数も)一定のとき回転速度の変化でトルクが変化する。 b　一次巻線に負荷電流と励磁電流を重畳して流す（イ）と（ウ）は，特性計算に用いる等価回路がよく似ている。 c　負荷電流が電機子巻線を流れる（ア）と（エ）は，界磁磁束と電機子反作用磁束のベクトル和に比例する誘導起電力が発生する。次の文章は，一般的な電気機器(変圧器，直流機，誘導機，同期機）の共通点に関する記述である。 a　（ア）と（イ）は，磁束の大きさ一定，電源電圧(交流機では周波数も)一定のとき回転速度の変化でトルクが変化する。 b　一次巻線に負荷電流と励磁電流を重畳して流す（イ）と（ウ）は，特性計算に用いる等価回路がよく似ている。 c　負荷電流が電機子巻線を流れる（ア）と（エ）は，界磁磁束と電機子反作用磁束のベクトル和に比例する誘導起電力が発生する。

ア　直流機, イ　誘導機, ウ　変圧器, エ　同期機

機械次の文章は，電力用コンデンサに関する記述である。電力用コンデンサには，進相コンデンサ，調相コンデンサ及び直列コンデンサがあり，さらにフィルタ用コンデンサやサージ吸収用コンデンサなどを含めることがある。電力用コンデンサは，一般的に複数枚の薄葉誘電体を金属はく電極とともに巻き込み，リード線を引き出した単位コンデンサの集合で構成し，容器などに収納したものである。また，電極として蒸着金属が用いられることがある。誘電体には，広い面積にわたり厚さが均一であること，適当な機械的強度を有すること，誘電率が（ア）その温度変化が少ないこと，誘電正接が（イ）絶縁抵抗及び絶縁耐力が（ウ）こと，耐熱性に優れ長期安定性に優れていることなどが求められる。電力用コンデンサの（エ）点検としては，油漏れ，発錆，がいしの汚損，容器の変形，端子部の過熱及び機器の異常過熱などの有無について確認を行う。また，数年ごとあるいは異常発生時に行う（オ）点検として，（エ）点検項目のほかにコンデンサの静電容量・損失の測定，端子－外箱間の絶縁抵抗測定，耐電圧試験などを実施する。

ア　高く, イ　小さく, ウ　高い, エ　日常, オ　特別

機械電力変換装置では，各種のパワー半導体デバイスが使用されている。パワー半導体デバイスの定常的な動作に関する記述として，誤っているものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。 (1)　ダイオードの導通，非導通は，そのダイオードに印加される電圧の極性で決まり，導通時は回路電圧と負荷などで決まる順電流が流れる。 (2)　サイリスタは，オンのゲート電流が与えられて順方向の電流が流れている状態であれば，その後にゲート電流を取り去っても，順方向の電流に続く逆方向の電流を流すことができる。 (3)　オフしているパワー MOSFET は，ボディーダイオードを内蔵しているのでオンのゲート電圧が与えられなくても逆電圧が印加されれば逆方向の電流が流れる。 (4)　オフしている IGBT は，順電圧が印加されていてオンのゲート電圧を与えると順電流を流すことができ，その状態からゲート電圧を取り去ると非導通となる。 (5)　 IGBT と逆並列ダイオードを組み合わせたパワー半導体デバイスは， IGBT にとって順方向の電流を流すことができる期間を IGBT のオンのゲート電圧を与えることで決めることができる。 IGBT にとって逆方向の電圧が印加されると， IGBT のゲート状態にかかわらず IGBT にとって逆方向の電流が逆並列ダイオードに流れる。

機械誘導加熱に関する記述として，誤っているものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。 (1)　産業用では金属の溶解や金属部分の熱処理などに用いられ，民生用では調理加熱に用いられている。 (2)　金属製の被加熱物を交番磁界内に置くことで発生するジュール熱によって被加熱物自体が発熱する。 (3)　被加熱物の透磁率が高いものほど加熱されやすい。 (4)　被加熱物に印加する交番磁界の周波数が高いほど，被加熱物の内部が加熱されやすい。 (5)　被加熱物として，銅，アルミよりも，鉄，ステンレスの方が加熱されやすい。

機械効率η=

軸出力Pm/一次入力P1

機械三相誘導電動機の始動においては，十分な始動トルクを確保し，始動電流は抑制し，かつ定常運転時の特性を損なわないように適切な方法を選定することが必要である。次の文章はその選定のために一般に考慮される特徴の幾つかを述べたものである。誤っているものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。 (1)　全電圧始動法は，直入れ始動法とも呼ばれ，かご形誘導電動機において電動機の出力が電源系統の容量に対して十分小さい場合に用いられる。始動電流は定格電流の数倍程度の値となる。 (2)　二重かご形誘導電動機は，回転子に二重のかご形導体を設けたものであり，始動時には電流が外側導体に偏り始動特性が改善されるので，普通かご形誘導電動機と比較して大きな容量まで全電圧始動法を用いることができる。 (3)　Y−Δ始動法は，一次巻線を始動時のみY結線とすることにより始動電流を抑制する方法であり，定格出力が 5～15 kW 程度のかご形誘導電動機に用いられる。始動トルクはΔ結線における始動時の1/√3倍となる。 (4)　始動補償器法は，三相単巻変圧器を用い，使用する変圧器のタップを切り換えることによって低電圧で始動し運転時には全電圧を加える方法であり，定格出力が 15 kW 程度より大きなかご形誘導電動機に用いられる。 (5)　巻線形誘導電動機の始動においては，始動抵抗器を用いて始動時に二次抵抗を大きくすることにより始動電流を抑制しながら始動トルクを増大させる方法がある。これは誘導電動機のトルクの比例推移を利用したものである。

機械ステッピングモータはパルスモータとも呼ばれ，駆動回路に与えられた（ア）に比例する（イ）だけ回転するものである。したがって，このモータはパルスを周期的に与えたとき，そのパルスの（ウ）に比例する回転速度で回転し，入力パルスを停止すれば回転子も停止する。ステッピングモータはパルスが送られるたびに定められた角度 θ [°] を1ステップとして回転する。この1パルス当たりの回転角度を（エ）という。ステッピングモータには，永久磁石形，可変リラクタンス形，ハイブリッド形などがあり，永久磁石形ステッピングモータでは，無通電状態でも回転子位置を（オ）が働く特徴がある。

ア　パルス幅, イ　回転角度, ウ　周波数, エ　ステップ角, オ　保持する力

機械次の文章は，変圧器，直流電動機，誘導電動機及び同期電動機の共通点や相違点に関する記述である。 a　（ア）と，負荷抵抗を接続した（イ）の等価回路は，電源からの電流が励磁電流と負荷電流に分かれるなど，原理及び構成に共通点が多い。相違点は，（ア）における二次側の負荷抵抗値が，滑りsによって変化するところである。 b　磁束を与える界磁電流と，トルクに比例する電機子電流を独立して制御できる（ウ）は，広範囲な回転速度で精密なトルクの制御ができる。　構造が簡単で丈夫なため広く使われている（ア）も，インバータを用いた制御によって，（ウ）と同様な運転特性をもたせることができる。 c　（ウ）と（エ）は，界磁電流で励磁を制御するなど，原理及び構成に共通点が多い。相違点は，（エ）の出力に負荷角が関与するところである。

ア　誘導電動機, イ　変圧器, ウ　直流電動機, エ　同期電動機

機械単巻変圧器における自己容量Ss=

(V2-V1)× I2

機械直流→交流❶ 逆変換交流→直流❷ 順変換

❶ インバータ回路, ❷ コンバータ回路

機械次の文章は，リチウムイオン二次電池に関する記述である。リチウムイオン二次電池は携帯用電子機器や電動工具などの電源として使われているほか，電気自動車の電源としても使われている。リチウムイオン二次電池の正極には（ア）が用いられ，負極には（イ）が用いられている。また，電解液には（ウ）が用いられている。放電時には電解液中をリチウムイオンが（エ）へ移動する。リチウムイオン二次電池のセル当たりの電圧は（オ） V 程度である。

ア　リチウムを含む金属酸化物, イ　主に黒鉛, ウ　有機電解液, エ　負極から正極, オ　3〜4

機械　H30-18

ア　押しボタンスイッチ, イ　瞬時動作限時復帰接点, ウ　限時動作瞬時復帰接点

機械

機械直流機の電機子反作用に関する記述として，誤っているものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。 (1)　直流発電機や直流電動機では，電機子巻線に電流を流すと，電機子電流によって電機子周辺に磁束が生じ，電機子電圧を誘導する磁束すなわち励磁磁束が，電機子電流の影響で変化する。これを電機子反作用という。 (2)　界磁電流による磁束のベクトルに対し，電機子電流による電機子反作用磁束のベクトルは，同じ向きとなるため，電動機として運転した場合に増磁作用，発電機として運転した場合に減磁作用となる。 (3)　直流機の界磁磁極片に補償巻線を設け，そこに電機子電流を流すことにより，電機子反作用を緩和できる。 (4)　直流機の界磁磁極の N 極と S 極の間に補極を設け，そこに設けたコイルに電機子電流を流すことにより，電機子反作用を緩和できる。 (5)　ブラシの位置を適切に移動させることで，電機子反作用を緩和できる。

機械次の文章は，誘導機の速度制御に関する記述である。誘導機の回転速度 n [min−1] は，滑り s ，電源周波数 f [Hz] ，極数 p を用いて n=120⋅ （ア）と表される。したがって，誘導機の速度は電源周波数によって制御することができ，特にかご形誘導電動機において（イ）電源装置を用いた制御が広く利用されている。かご形誘導機ではこの他に，運転中に固定子巻線の接続を変更して（ウ）を切り換える制御法や，（エ）の大きさを変更する制御法がある。前者は，効率はよいが，速度の変化が段階的となる。後者は，速度の安定な制御範囲を広くするために（オ）の値を大きくとり，銅損が大きくなる。巻線形誘導機では，（オ）の値を調整することにより，トルクの比例推移を利用して速度を変える制御法がある。

ア　(1-s)f/p, イ　VVVF(可変電圧可変周波数), ウ　極数, エ　一次電圧, オ　二次抵抗

機械次の文章は，一般的なブラシレス DC モータに関する記述である。ブラシレス DC モータは，（ア）が回転子側に，（イ）が固定子側に取り付けられた構造となっており，（イ）が回転しないため，（ウ）が必要な一般の直流電動機と異なる。しかし，何らかの方法で回転子の（エ）を検出して，（イ）への電流を切り換える必要がある。この電流の切り換えを，（オ）で構成された駆動回路を用いて実現している。ブラシレス DC モータは，（オ）の発達とともに発展してきたモータであり，上記の駆動回路が重要な役割を果たすモータである。

ア　永久磁石, イ　電機子巻線, ウ　ブラシと整流子, エ　回転位置, オ　半導体スイッチ

機械

機械次の文章は，単相サイリスタ整流回路に関する記述である。図1には純抵抗負荷に接続された単相サイリスタ整流回路を示し， T1～T4 のサイリスタはオン電圧降下を無視できるものとする。また，図1中の矢印の方向を正とした交流電源の電圧 v=Vsinωt [V] 及び直流側電圧 vd の波形をそれぞれ破線及び実線で図2に示す。図2に示した交流電圧の位相において， π＜ωt＜2π の位相で同時にオン信号を与えるサイリスタは（ア）である。交流電圧 1 サイクルの中で，例えばサイリスタ T4 から T2 へ導通するサイリスタが換わる動作を考える。 T4 がオンしている状態から位相 π で電流が零になると， T4 はオフ状態となる。その後，制御遅れ角 α を経て T2 にオン信号を与えると，電流が T2 に流れる。そのとき既に電流が零になった T4 には，交流電圧 v が（イ）として印加される。すなわち，（ウ）であるサイリスタは，極性が変わる交流電圧を利用してターンオフすることができる。次に交流電圧と直流側電圧の関係について考える。サイリスタ T2 と T3 がオンしている期間は交流電源の（エ）と直流回路の N 母線が同じ電位になるので，そのときの直流側電圧 vd は（オ）と等しくなる。

ア　T2とT3, イ　逆電圧, ウ　オン制御デバイス, エ　A端子, オ　交流電圧の逆方向電圧-v

機械エレベーターのお守り計算電動機が持ち上げるM かごの質量をMc 定格積載質量ML 釣り合いおもりの質量MB M=

Mc+ML-MB

機械エレベータの公式　(速さν)

ηP=9.8Mν

機械三相かご形誘導電動機の等価回路定数の測定に関する記述として，誤っているものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。ただし，等価回路としては一次換算した一相分の簡易等価回路（ L 形等価回路）を対象とする。 (1)　一次巻線の抵抗測定は静止状態において直流で行う。巻線抵抗値を換算するための基準巻線温度は絶縁材料の耐熱クラスによって定められており， 75 ℃ や 115 ℃ などの値が用いられる。 (2)　一次巻線の抵抗測定では，電動機の一次巻線の各端子間で測定した抵抗値の平均値から，基準巻線温度における一次巻線の抵抗値を決められた数式を用いて計算する。 (3)　無負荷試験では，電動機の一次巻線に定格周波数の定格一次電圧を印加して無負荷運転し，一次側において電圧 [V] ，電流 [A] 及び電力 [W] を測定する。 (4)　拘束試験では，電動機の回転子を回転しないように拘束して，一次巻線に定格周波数の定格一次電圧を印加して通電し，一次側において電圧 [V] ，電流 [A] 及び電力 [W] を測定する。 (5)　励磁回路のサセプタンスは無負荷試験により，一次二次の合成漏れリアクタンスと二次抵抗は拘束試験により求められる。

機械次の文章は，三相巻線形誘導電動機の構造に関する記述である。三相巻線形誘導電動機は，（ア）を作る固定子と回転する部分の巻線形回転子で構成される。固定子は，（イ）を円形又は扇形にスロットとともに打ち抜いて，必要な枚数積み重ねて積層鉄心を構成し，その内側に設けられたスロットに巻線を納め，結線して三相巻線とすることにより作られる。一方，巻線形回転子は，積層鉄心を構成し，その外側に設けられたスロットに巻線を納め，結線して三相巻線とすることにより作られる。始動時には高い電圧にさらされることや，大きな電流が流れることがあるので，回転子の巻線には，耐熱性や絶縁性に優れた絶縁電線が用いられる。一般的に，小出力用では，ホルマール線や（ウ）などの丸線が，大出力用では，（エ）の平角銅線が用いられる。三相巻線は，軸上に絶縁して設けた 3 個のスリップリングに接続し，ブラシを通して外部(静止部)の端子に接続されている。この端子に可変抵抗器を接続することにより，（オ）を改善したり，速度制御をすることができる。

ア　回転磁界, イ　電磁鋼板, ウ　ポリエステル線, エ　ガラス巻線, オ　始動特性

機械電源電圧一定の下，トルク一定の負荷を負って回転している各種電動機の性質に関する記述として，正しいものと誤りのものの組合せとして，正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。 (ア)　巻線形誘導電動機の二次抵抗を大きくすると，滑りは増加する。 (イ)　力率 1.0 で運転している同期電動機の界磁電流を小さくすると，電機子電流の位相は電源電圧に対し，進みとなる。 (ウ)　他励直流電動機の界磁電流を大きくすると，回転速度は上昇する。 (エ)　かご形誘導電動機の電源周波数を高くすると励磁電流は増加する。

ア　適切, イ　不適切, ウ　不適切, エ　不適切

機械 (1)　単巻変圧器は，一つの巻線の一部から端子が出ており，巻線の共通部分を分路巻線，共通でない部分を直列巻線という。三相結線にして電力系統の電圧変成などに用いられる。 (2)　単相変圧器 3 台を Δ–Δ 結線として三相給電しているとき，故障等により 1 台を取り除いて残りの 2 台で同じ電圧のまま給電する方式を V 結線方式という。 V 結線にすると変圧器の利用率はおよそ 0.866 倍に減少する。 (3)　スコット結線変圧器は， M 変圧器， T 変圧器と呼ばれる単相変圧器 2 台を用いる。 M 変圧器の中央タップに片端子を接続した T 変圧器の途中の端子と M 変圧器の両端の端子を三相電源の一次側入力端子とする。二次側端子からは位相差 180 度の二つの単相電源が得られる。この変圧器は，電気鉄道の給電などに用いられる。 (4)　計器用変成器は，送配電系統等の高電圧・大電流を低電圧・小電流に変成して指示計器にて計測するためなどに用いられる。このうち，計器用変圧器は，変圧比が 1 より大きく，定格二次電圧は一般に， 110 V 又は 1103–√ V に統一されている。 (5)　計器用変成器のうち，変流器は，一次巻線の巻数が少なく， 1 本の導体を鉄心に貫通させた貫通形と呼ばれるものがある。二次側を開放したままで一次電流を流すと一次電流が全て励磁電流となり，二次端子には高電圧が発生するので，電流計を接続するなど短絡状態で使用する必要がある。

機械直流機の構造に関する記述として，誤っているものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。 (1)　直流機は固定子と回転子からなる。界磁は固定子にあり，電機子及び整流子は回転子にある。 (2)　電機子鉄心には，交番磁束による渦電流損を少なくするため，電磁鋼板を層状に重ねた積層鉄心が用いられる。 (3)　直流発電機には他励式と自励式がある。他励式には，分巻発電機，直巻発電機などがある。 (4)　電機子電流による起磁力がエアギャップの磁束分布に影響を与える作用を電機子反作用といい，この影響を防ぐために補償巻線や補極が用いられる。 (5)　直流電動機に生じる電機子反作用の向きは発電機の場合とは反対であるが，電機子電流の向きが反対であるので補償巻線や補極の接続方法は発電機の場合と同じでよい。

機械次の文章は，三相誘導電動機の構造に関する記述である。三相誘導電動機は，（ア）磁界を作る固定子及び回転する回転子からなる。回転子は，（イ）回転子と（ウ）回転子との 2 種類に分類される。（イ）回転子では，回転子溝に導体を納めてその両端が（エ）で接続される。（ウ）回転子では，二次電流を（オ），ブラシを通じて外部回路に流すことができる。

ア　回転, イ　かご形, ウ　巻線形, エ　端絡環, オ　スリップリング

機械

機械次の文章は，小形交流モータに関する記述である。モータの固定子がつくる回転磁界中に，永久磁石を付けた回転子を入れると，回転子は回転磁界（ア）で回転する。これが永久磁石同期モータの回転原理である。永久磁石形同期モータは，回転子の構造により，（イ）磁石形同期モータと（ウ）磁石形同期モータに分類される。（イ）磁石形同期モータは，構造的に小型化・高速化に適しており，さらに（エ）トルクが利用できる特徴がある。（エ）トルクは，固定子と回転子の鉄心(電磁鋼板)との間に働く回転力のことである。この回転力のみを利用したモータは，永久磁石形同期モータに比べて，材料コストが（オ）という特徴がある。

ア　と同じ速度, イ　埋込, ウ　表面, エ　リラクタンス, オ　低い

機械次の文章は，交流機における電機子巻線法に関する記述である。電機子巻線法には， 1 相のコイルをいくつかのスロットに分けて配置する（ア）と，集中巻がある。（ア）の場合，各極各相のスロット数は（イ）となる。（ア）において，コイルピッチを極ピッチよりも短くした巻線法を（ウ）と呼ぶ。この巻線法を採用すると，（エ）は低くなるが，コイル端を短くできることや，（オ）が改善できるなどの利点があるため，一般的によく用いられている。

ア　分布巻, イ　2以上, ウ　短節巻, エ　誘導起電力, オ　電圧波形

機械変圧器に関する記述として，誤っているものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。 (1)　無負荷の変圧器の一次巻線に正弦波交流電圧を加えると，鉄心には磁気飽和現象やヒステリシス現象が生じるので電流は非正弦波電流となる。この電流を励磁電流といい，第 3 次をはじめとする多くの次数の高調波を含む。 (2)　変圧器の励磁電流のうち，一次電圧と同相成分を鉄損電流， π2 [rad] 遅れた成分を磁化電流という。 (3)　変圧器の鉄損には主にヒステリシス損と渦電流損がある。電源の周波数を f ，鉄心に用いる電磁鋼板の厚さを t とすると，ヒステリシス損は f に比例し，渦電流損は (f×t) の 2 乗に比例する。ただし，鉄心の磁束密度を同一とする。 (4)　変圧器の損失には主に鉄損と銅損があり，両者が等しくなったときに最大効率となる。無負荷損の主なものは鉄損で，電圧と周波数が一定であれば負荷に関係なく一定である。また，負荷損の主なものは銅損で，負荷電流の 2 乗に比例する。 (5)　変圧器の等価回路において，励磁回路は励磁コンダクタンスと励磁サセプタンスで構成される。両者を合わせて励磁アドミタンスという。励磁コンダクタンスに流れる電流は磁化電流に対応し，励磁サセプタンスで発生する損失は鉄損に対応している。

機械

機械電気加熱に関する記述として，誤っているものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。 (1)　抵抗加熱は，電流によるジュール熱を利用して加熱するものである。 (2)　アーク加熱は，アーク放電によって生じる熱を利用するもので，直接加熱方式と間接加熱方式がある。 (3)　赤外加熱において，遠赤外ヒータの最大放射束の波長は，赤外電球の最大放射束の波長より長い。 (4)　誘電加熱は，交番電界中におかれた誘電体中に生じる誘電損により加熱するものである。 (5)　誘導加熱は，印加磁界中におかれた強磁性体中の渦電流によって生じるジュール熱(渦電流損)により加熱するものである。

機械三相同期発電機の短絡比に関する記述として，誤っているものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。 (1)　短絡比を小さくすると，発電機の外形寸法が小さくなる。 (2)　短絡比を小さくすると，発電機の安定度が悪くなる。 (3)　短絡比を小さくすると，電圧変動率が小さくなる。 (4)　短絡比が小さい発電機は，銅機械と呼ばれる。 (5)　短絡比が小さい発電機は，同期インピーダンスが大きい。

機械電動機と負荷の特性を，回転速度を横軸，トルクを縦軸に描く，トルク対速度曲線で考える。電動機と負荷の二つの曲線がどのように交わるかを見ると，その回転数における運転が安定か不安定かを判定することができる。誤っているものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。 (1)　負荷トルクよりも電動機トルクが大きいと回転は加速し，反対に電動機トルクよりも負荷トルクが大きいと回転は減速する。回転速度一定の運転を続けるには，負荷と電動機のトルクが一致する安定な動作点が必要である。 (2)　巻線形誘導電動機では，回転速度の上昇とともにトルクが減少するように，二次抵抗を大きくし，大きな始動トルクを発生させることができる。この電動機に回転速度の上昇とともにトルクが増える負荷を接続すると，両曲線の交点が安定な動作点となる。 (3)　電源電圧を一定に保った直流分巻電動機は，回転速度の上昇とともにトルクが減少する。一方，送風機のトルクは，回転速度の上昇とともにトルクが増大する。したがって，直流分巻電動機は，安定に送風機を駆動することができる。 (4)　かご形誘導電動機は，回転トルクが小さい時点から回転速度を上昇させるとともにトルクが増大，最大トルクを超えるとトルクが減少する。この電動機に回転速度でトルクが変化しない定トルク負荷を接続すると，電動機と負荷のトルク曲線が 2 点で交わる場合がある。この場合，加速時と減速時によって安定な動作点が変わる。 (5)　かご形誘導電動機は，最大トルクの速度より高速な領域では回転速度の上昇とともにトルクが減少する。一方，送風機のトルクは，回転速度の上昇とともにトルクが増大する。したがって，かご形誘導電動機は，安定に送風機を駆動することができる。

機械パワー半導体スイッチングデバイスとしては近年，主に IGBT とパワー MOSFET が用いられている。通常動作における両者の特性を比較した記述として，誤っているものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。 (1)　 IGBT は，オンのゲート電圧が与えられなくても逆電圧が印加されれば逆方向の電流が流れる。 (2)　パワー MOSFET は電圧駆動形であり，ゲート・ソース間に正の電圧をかけることによりターンオンする。 (3)　パワー MOSFET はユニポーラデバイスであり，一般的にバイポーラ形の IGBT と比べてターンオン時間が短い一方，流せる電流は小さい。 (4)　 IGBT はキャリアの蓄積作用のためターンオフ時にテイル電流が流れ, パワー MOSFET と比べてオフ時間が長くなる。 (5)　パワー IGBT ではシリコンのかわりに SiC を用いることで，高耐圧化と高耐熱化が可能になる。

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