同期機53【電験3種 機械】電機子巻線法(分布巻・短節巻)の穴埋め!令和6年下期 A問題7 完全解説

電験3種 機械科目【同期機】令和6年度下期 A問題7 電機子巻線法(分布巻・短節巻)

今回は令和6年度下期 機械科目 A問題7を解説します。交流機の電機子巻線法(分布巻・短節巻)を問う穴埋め問題です。

1相を複数スロットに分ける分布巻(各極各相のスロット数は2以上)、コイルピッチを短くする短節巻。誘導起電力は下がりますが電圧波形が改善します。

🔁 この問題は繰り返し出題されています
ほぼ同じ問題が 【機械】令和4年度下期A問題7 でも出題されています。出題パターンが固定なので、セットで解けば確実な得点源になります。
目次

問題文と選択肢

 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)は小さくなるが,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。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)分布巻2未満短節巻励磁電流電圧波形
(2)分散巻2未満全節巻励磁電流力率
(3)分布巻2未満短節巻励磁電流力率
(4)分布巻2以上短節巻誘導起電力電圧波形
(5)分散巻2以上全節巻誘導起電力力率

出題のポイント:分布巻と短節巻を別の分類として整理する

分布巻と集中巻、短節巻と全節巻という二つの分類を比較する図
分布巻はスロットへの配置、短節巻はコイルピッチに関する名称です。

分布巻は1相のコイルを複数スロットに分散して配置する分類、短節巻はコイルピッチを極ピッチより短くする分類です。本問では分布巻の各極各相スロット数と、短節巻による誘導起電力・電圧波形への影響を分けて考えます。

ポイント解説:短節巻は起電力を少し下げて波形を改善する

短節巻によって誘導起電力が少し小さくなり、コイル端短縮と電圧波形改善が得られる図
短節係数は1未満ですが、高調波抑制とコイル端短縮の利点があります。

電機子巻線法は、1相を複数スロットに分ける分布巻(各極各相のスロット数が2以上)と、1スロットに集中する集中巻があります。分布巻はコイルピッチを極ピッチより短くする短節巻と組み合わせられます。

短節巻にすると誘導起電力はやや小さくなりますが、電圧波形が正弦波に近づき、コイル端も短くできるため、一般的によく用いられます。

問題の解説:巻線法の5空欄を効果から確定する

令和6年下期機械A問題7の空欄を分布巻、2以上、短節巻、誘導起電力、電圧波形と確定する表
5空欄の組合せから、正解は(4)です。

STEP1 (ア)(イ)分布巻とスロット数

1相を複数スロットに分けるのが分布巻(ア)。各極各相のスロット数は2以上(イ)

STEP2 (ウ)短節巻

コイルピッチを極ピッチより短くするのが短節巻(ウ)

STEP3 (エ)(オ)効果

短節巻では誘導起電力(エ)は小さくなるが、電圧波形(オ)が改善。よって組合せは(4)

答え:(4)

💡 覚え方
分布巻=各極各相のスロット2以上・正弦波に近い。短節巻=誘導起電力↓だが電圧波形改善・コイル端短縮。

⚠️ よくある間違い
分散巻ではなく分布巻。短節巻で改善するのは力率ではなく電圧波形。低下するのは誘導起電力。

まとめ

(ア)分布巻
(イ)2以上
(ウ)短節巻
(エ)誘導起電力
(オ)電圧波形
答え(4)

▼あわせて解きたい関連問題
・電機子巻線法(令和4下期):【機械】令和4年度下期A問題7
・スイッチトリラクタンスモータ:【機械】令和7年度上期A問題7

📚 次に解くべき関連問題
【機械】令和4年度下期A問題6(同期機52)
【機械】令和7年度上期A問題7(同期機51)
【機械】令和4年度上期A問題6(同期機50)
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