同期機39【電験3種 機械】特性曲線（無負荷飽和・短絡・外部）の穴埋め！平成20年 A問題4 完全解説

今回は平成20年度 機械科目 A問題4を解説します。三相同期発電機の特性曲線（無負荷飽和曲線・短絡曲線・外部特性曲線）を問う穴埋め問題です。

無負荷飽和曲線は界磁電流にほぼ比例して立ち上がり飽和、短絡曲線はほぼ直線、外部特性は負荷力率で形が変わります。

問題文と選択肢

　次の文章は，三相同期発電機の特性曲線に関する記述である。

　a. 無負荷飽和曲線は，同期発電機を(ア)で無負荷で運転し，界磁電流を零から徐々に増加させたときの端子電圧と界磁電流との関係を表したものである。端子電圧は，界磁電流が小さい範囲では界磁電流に(イ)するが，界磁電流がさらに増加すると，飽和特性を示す。

　b. 短絡曲線は，電機子巻線の三相の出力端子を短絡し，定格速度で運転して，界磁電流を零から徐々に増加させたときの短絡電流と界磁電流との関係を表したものである。この曲線は(ウ)になる。

　c. 外部特性曲線は，同期発電機を定格速度で運転し，(エ)を一定に保って，(オ)を一定にして負荷電流を変化させた場合の端子電圧と負荷電流との関係を表したものである。この曲線は，(オ)によって形が変わる。空白箇所（ア）〜（オ）に記入する語句として正しいものを一つ選べ。

	（ア）	（イ）	（ウ）	（エ）	（オ）
(1)	定格速度	ほぼ比例	ほぼ双曲線	界磁電流	残留磁気
(2)	定格電圧	ほぼ比例	ほぼ直線	電機子電流	負荷力率
(3)	定格速度	ほぼ反比例	ほぼ双曲線	電機子電流	残留磁気
(4)	定格速度	ほぼ比例	ほぼ直線	界磁電流	負荷力率
(5)	定格電圧	ほぼ反比例	ほぼ双曲線	界磁電流	残留磁気

出題のポイント：3特性曲線の軸・一定条件・形を区別する

無負荷飽和曲線は定格速度・無負荷で界磁電流を変え、端子電圧を測る曲線です。小電流域ではほぼ比例し、鉄心が飽和すると曲がります。短絡曲線は定格速度・三相短絡で界磁電流と短絡電流の関係を示し、ほぼ直線です。外部特性曲線は定格速度、界磁電流、負荷力率を一定にして負荷電流を変え、端子電圧を測ります。

ポイント解説：何を一定にし何を変化させる試験か整理する

無負荷飽和曲線は定格速度・無負荷で界磁電流を上げたときの端子電圧（小電流域は比例、やがて飽和）。短絡曲線は減磁作用で飽和せずほぼ直線。外部特性曲線は界磁電流一定・負荷力率一定で負荷電流を変えたもので、負荷力率で形が変わります。

問題の解説：無負荷・短絡・外部特性の5空欄を埋める

STEP1　（ア）（イ）無負荷飽和曲線

定格速度（ア）で運転し、小電流域では界磁電流にほぼ比例（イ）。

STEP2　（ウ）短絡曲線

減磁作用で飽和せずほぼ直線（ウ）。

STEP3　（エ）（オ）外部特性曲線

界磁電流（エ）を一定に保ち、負荷力率（オ）を一定にして負荷電流を変化。よって組合せは(4)。

答え：(4)

まとめ

（ア）	定格速度
（イ）	ほぼ比例
（ウ）	ほぼ直線
（エ）	界磁電流
（オ）	負荷力率
答え	(4)

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