2024年8月18日実施 機械 A問題 問3

三相交流電圧を固定子巻線に印加すると，位相が 120° ずつ異なる三つの磁束が合成されて回転磁界((ア))が生じる。交番磁界は単相交流による磁界で，一方向に振動するだけで回転しない。

巻線形誘導機では，回転子巻線の回路をブラシとスリップリング((イ))で外部に引き出し，二次抵抗を接続してトルク−速度特性を調整できる。整流子を用いるのは直流機の場合である。

三相交流電圧は各巻線に対して位相が 120° ずつ異なる電圧を与えるため，合成磁束は大きさを保ちながら空間的に回転する回転磁界を生じる。交番磁界（単相交流による磁界）は一方向に振動するだけで回転せず，誘導機の動作原理（同期速度との相対速度による起電力誘導）が成立しない。

スリップリングは回転子巻線の外部引き出し端子として，摺動接触でありながら交流電流を通せる構造である。整流子は直流機で用いる機械的な整流機構であり，巻線形誘導機の二次回路（交流）を外部に取り出すためには使用しない。

1 > s > 0 の領域では，回転磁界は回転子より速く回転しているため，回転子導体に誘導電流が流れ，その電流と磁束の相互作用により回転方向のトルクが発生する。この回転方向のトルクは電動機（モータ）として電気エネルギーを機械エネルギーに変換する動作であり，発電機（同期速度超過）ではない。

回転子の速度が同期速度を超える（s < 0）と，回転子が回転磁界を追い越す形になる。この場合，回転子導体に生じる誘導起電力の方向が電動機運転時と逆になり，発生するトルクは回転方向とは逆（制動方向）になる。回転子が外部の機械力で回転を維持される形となり，誘導発電機として動作する。