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① 内鉄形は絶縁が容易で大電圧、大容量にてきし、もう一方で② 外鉄形は低電圧大容量の変圧器に用いられる。
一方で、送電系統に用いられる大電力用の変圧器は、ほとんど 三相変圧器である。
　→単相変圧器と同じように、 外鉄、 内鉄形がある。

三相変圧器の利点
1 鉄心材料が少なくてすみ軽くできる
2 据え付け面積が 小さい
3 ブッシングや油の量が少なく、 価格が安い
4 結線が容易である

◆単相変圧器3台の利点◆
1） Δ-Δ結線で1台が故障した場合，ほかの2台で V-V結線にして運転し、その間，故障相の変圧器を修理することができる。三相変圧器の場合には、1相が故障しても変圧器全体を交換しなければならない。
2） 故障などに備える予備変圧器の設備費が少なくてすむ。たとえば150kV・Aの容量を必要とする場合、三相変圧器では 150 kV・Aの変圧器を準備する必要があるが， 50kV・Aの単相変圧器を予備として用意すればよい。

単相変圧器の特徴
1）1次、2次巻線が共通である
　→ 漏れ磁束が少なく、 電圧変動率が少ない
　よって 効率が良い。
2）巻線が共通であるが、その間は 絶縁されていない
　→低電圧側も高圧側と同じように 絶縁を施す必要がある 。

三巻線変圧器の特徴
1）一次、2次をY-Y結線とし、3次をΔ結線として使用。
2）送電線の終端に設置し、3次巻線に調速機や 進相用コンデンサを接続し、一次回路の 力率改善や 電圧調整として、低電圧送電をする。

磁気漏れ変圧器の特徴
磁路の一部にギャャッぷがある鉄心に1次2次巻線を巻いたもの。
電圧が変わっても、負荷電流が一定に保たれる、 低電流特性がある

スコット結線の特徴
大電力の 単相電気炉や 電気鉄道の変電所などに使用される
三相から一相だけの供給は、三相電源に不平衡を生じる
M変圧器とT変圧器と呼ばれる変圧器を用いると、三相から二相に変換する方法で、 スコット結線や T結線と呼ばれる

三相誘導機の特徴

教科書のやつは 4極巻とよばれ、1周期の間に回転磁界は 1/2回転する
一般にp極の場合、電流変化の1周期の間に回展磁界は、回転 2/pすることになる。
極数pと周波数fで決まる回転速度nsは 周期速度という

分類
回転子の種類

回転子ーー かご形ーー ふつうかご型
　　　｜　　　　｜
　　　｜　　　　｜ー 特殊かご形ーー ２重かご形
　　　｜　　　　　　　　　　　｜ー 深みぞかご形
　　　｜ー 巻線形

特徴

1） 整流子が不要なので，構造が 簡単である。
2） かご形誘導電動機は、回転子に棒状の導体を用いるので、 過酷な使用に耐えられる。
3） かご形誘導電動機は、 始動トルクが小さい。
4） かご形誘導電動機は、安価であり、 保守が容易である。
このようなことから、誘導電動機はかご形誘導電動機が多く用いられ、ポンプ・ 巻上機・ 工作機械などに広く使われている。

MONDAI

H25 電験3種　機械
問8
巻線の一部が一次と二次との回路に共通になっている変圧器を単巻変圧器という。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。単巻変圧器では 分路巻線の端子を一次側に接続し、 直列巻線の端子を二次側に接続して使用すると通常の変圧器と同じように動作する。単巻変圧器の 負荷容量は，二次端子電圧と二次電流との積である。
単巻変圧器は，巻線の一部が共通であるため，漏れ磁束が 少なく ，電圧変動率が 小さい。

H27 電験3種　機械
問7
三相電源に接続する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)　変圧器鉄心の磁気飽和現象やヒステリシス現象は，正弦波の電圧，又は正弦波の磁束による励磁電流高調波の発生要因となる。変圧器のΔ結線は，励磁電流の第 3 次高調波を，巻線内を循環電流として流す働きを担っている。
(2)　Δ結線がないY−Y結線の変圧器は，第3次高調波の流れる回路がないため，相電圧波形がひずみ，これが原因となって，近くの通信線に雑音などの障害を与える。
(3)　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45°がある。
(4)　三相の磁束が重畳して通る部分の鉄心を省略し，鉄心材料を少なく済ませている三相内鉄形変圧器は，単相変圧器 3 台に比べて据付け面積の縮小と軽量化が可能である。
(5)　スコット結線変圧器は，三相3線式の電源を直交する二つの単相(二相)に変換し，大容量の単相負荷に電力を供給する場合に用いる。三相のうち一相からの単相負荷電力供給は，三相電源に不平衡を生じるが，三相を二相に相数変換して二相側の負荷を平衡させると，三相側の不平衡を緩和できる。

答え (3)

R4上期　電験3種　機械
問9
いろいろな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)　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。

答え (3)

H28 電験3種　機械
問7
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。

答え (3)

R3 電験3種

а．固定子の分類
三相交流を三相巻線に流すと 回転磁界が発生する。この磁界で運転される誘導電動機を三相誘導電動機という。一方，単相交流では 交番 磁界が発生する。この 交番磁界は，正逆両方向の 回転磁界が合成されたものと説明される。したがって，コンデンサ始動形単相誘導電動機では，コンデンサで位相を進めた電流を始動巻線に短時間流すことによって始動トルクの発生と回転方向の決定が行われる。
ｂ．回転子の分類
巻線形誘導電動機では，回転子溝に巻線を納め，その巻線を スリップリングとブラシを介して外部抵抗回路に接続し、 2次電流を変化させて特性制御を行う。かご形誘導電動機では，回転子溝に導体棒を納め、 端絡環に導体棒を接続する。

H21 電験3種
問3
三相誘導電動機は、 回転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、 かご形回転子と 巻線形回転子との 2 種類に分類される。
かご形回転子では，回転子溝に導体を納めてその両端が 端絡環で接続される。
巻線形回転子では，回転子導体が スリップリング 、ブラシを通じて外部回路に接続される。

H25 電験3種　機械
問3
三相誘導電動機の回転磁界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)　三相誘導電動機の一次巻線による励磁と，三相同期電動機の電機子反作用とは，それぞれの機種固有の表現になっているが，三相巻線に電流が流れて生じる回転磁界という点では同じ現象である。
(2)　 3 組のコイルを互いに電気角で 120 [°]ずらして配置し，三相電源から三相交流を流せば回転磁界ができる。磁界の回転方向を逆転させるには，三相電源の 3 線のうち，いずれかの 2 線を入れ換える。
(3)　交番磁界は正転と逆転の回転磁界を合成したものである。三相電源の 3 線のうち 1 線が断線した三相誘導電動機の回転磁界は単相の交番磁界であるが，正転の回転磁界が残っているので，静止時に負荷が軽い場合は正回転を始める。
(4)　回転磁界の隣り合う磁極間( N 極と S 極間)の幾何学的角度は， 2 極機は 180 [°]， 4 極機は 90 [°]， 6 極機は 60 [°]， 8 極機は 45 [°]であるが，電気角は全て 180 [°]である。
(5)　三相交流の 1 周期の間に，回転磁界は電気角で 360 [°]回転する。幾何学的角度では， 2 極機は 360 [°]， 4 極機は 180 [°]， 6 極機は 120 [°]， 8 極機は 90 [°]回転するので，極数を多くすると，回転速度を小さくすることができる。

答え (3)

H28 電験3種　機械
問3

三相誘導電動機で固定子巻線に電流が流れると 回転磁界が生じ，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 打ち消す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回転磁界は，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 一次巻線に相当し，回転子巻線は 2次巻線に相当する。回転子巻線の各相には変圧器と同様に 2次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,回転磁界の速度を ns [min−1] とすると，滑り s は s=ns−nns で表される。このときの 2次誘導起電力の大きさは，回転子が停止しているときの s
倍となる。