同期機40【電験3種 機械】自己励磁現象の穴埋め！平成24年 A問題6 完全解説

今回は平成24年度 機械科目 A問題6を解説します。同期発電機の自己励磁現象を問う穴埋め問題です。

無励磁でも進み（容量性）負荷をつなぐと増磁作用で電圧が上昇し続けます。これが自己励磁です。

問題文と選択肢

　次の文章は，同期発電機の自己励磁現象に関する記述である。

　同期発電機は励磁電流が零の場合でも残留磁気によってわずかな電圧を発生し，発電機に(ア)力率の負荷をかけると，その(ア)電流による電機子反作用は(イ)作用をするので，発電機の端子電圧は(ウ)する。端子電圧が(ウ)すれば負荷電流は更に(エ)する。

　このような現象を繰り返すと，発電機の端子電圧は(オ)負荷に流れる電流と負荷の端子電圧との関係を示す直線と発電機の無負荷飽和曲線との交点まで(ウ)する。このように無励磁の同期発電機に(ア)電流が流れ，電圧が(ウ)する現象を同期発電機の自己励磁という。空白箇所（ア）〜（オ）に当てはまる組合せとして正しいものを一つ選べ。

	（ア）	（イ）	（ウ）	（エ）	（オ）
(1)	進み	増磁	低下	増加	容量性
(2)	進み	減磁	低下	減少	誘導性
(3)	遅れ	減磁	低下	減少	誘導性
(4)	遅れ	増磁	上昇	増加	誘導性
(5)	進み	増磁	上昇	増加	容量性

出題のポイント：自己励磁は進み電流による増磁の正帰還

自己励磁は、残留磁気による微小電圧を出発点として、容量性負荷の進み電流が増磁作用を生み、端子電圧と負荷電流がさらに増える正帰還現象です。遅れ電流は減磁作用となるため、自己励磁の条件とは逆になります。用語だけでなく、この因果関係の順序を押さえましょう。

ポイント解説：無負荷飽和曲線と容量性負荷特性の交点で平衡する

無励磁でも残留磁気でわずかな電圧が出ます。進み（容量性）力率の負荷をつなぐと、進み電流の電機子反作用が増磁作用となり端子電圧が上昇。電圧が上がると電流がさらに増加…と繰り返し、無負荷飽和曲線と充電特性直線の交点まで電圧が上がります。これが自己励磁です。

問題の解説：自己励磁を表す5空欄を因果関係から埋める

STEP1　（ア）（イ）（ウ）（エ）増磁のサイクル

進み（ア）力率→増磁（イ）作用→端子電圧上昇（ウ）→電流増加（エ）の正帰還。

STEP2　（オ）負荷の性質

進み電流が流れる負荷は容量性（オ）。よって組合せは(5)。

答え：(5)

まとめ

（ア）	進み
（イ）	増磁
（ウ）	上昇
（エ）	増加
（オ）	容量性
答え	(5)

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