令和2年度 機械 第三種電気主任技術者試験 問4
次の文章は，回転界磁形三相同期発電機の無負荷誘導起電力に関する記述である。 回転磁束を担う回転子磁極の周速をv[m/s]，磁束密度の瞬時値をb[T]，磁束と直交する導体の長さをl[m]とすると，1本の導体に生じる誘導起電力e[V]は次式で表される。 e = vbl 極数をp，固定子内側の直径をD[m]とすると，極ピッチτ[m]はτ=πD/pであるから，f[Hz]の起電力を生じる場合の周速vはv=2τfである。 したがって，角周波数ω[rad/s]をω=2πfとして，上述の磁束密度瞬時値b[T]をb(t)=B_m sinωtと表した場合，導体1本あたりの誘導起電力の瞬時値e(t)は， e(t) = E_m sinωt E_m = (ア)B_m l となる。 また，回転磁束の空間分布が正弦波でその最大値がB_mのとき，1極の磁束密度の(イ)B[T]はB=(2/π)B_mであるから，1極の磁束Φ[Wb]はΦ=(2/π)B_mτlである。 したがって，1本の導体に生じる起電力の実効値は次のように表すことができる。 E_m/√2 = (π/√2)fΦ = 2.22fΦ よって，三相同期発電機の1相あたりの直列に接続された電機子巻線の巻数をNとすると，回転磁束の空間分布が正弦波の場合，1相あたりの誘導起電力(実効値)E[V]は， E = (ウ)fΦN となる。 さらに，電機子巻線には一般に短節巻と分布巻が採用されるので，これらを考慮した場合，1相あたりの誘導起電力Eは次のように表される。 E = (ウ)k_w fΦN ここでk_wを(エ)という。 上記の記述中の空白箇所(ア)～(エ)に当てはまる組合せとして，正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
正答3