《機械》〈回転機〉[H24:問6]同期発電機の自己励磁現象に関する空欄穴埋問題
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\( \ \fbox < （ア） >\ \)力率の負荷をかけると，その\( \ \fbox < （ア） >\ \)電流による電機子反作用は\( \ \fbox < （イ） >\ \)作用をするので，発電機の端子電圧は\( \ \fbox < （ウ） >\ \)する。端子電圧が\( \ \fbox < （ウ） >\ \)すれば負荷電流は更に\( \ \fbox < （エ） >\ \)する。このような現象を繰り返すと，発電機の端子電圧は\( \ \fbox < （オ） >\ \)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\( \ \fbox < （ウ） >\ \)する。このように無励磁の同期発電機に\( \ \fbox < （ア） >\ \)電流が流れ，電圧が\( \ \fbox < （ウ） >\ \)する現象を同期発電機の自己励磁という。
\[ \begin & （ア） & （イ） & （ウ） & （エ） & （オ） \\ \hline (1) & 進 み & 増 磁 & 低 下 & 増 加 & 容量性 \\ \hline (2) & 進 み & 減 磁 & 低 下 & 減 少 & 誘導性 \\ \hline (3) & 遅 れ & 減 磁 & 低 下 & 減 少 & 誘導性 \\ \hline (4) & 遅 れ & 増 磁 & 上 昇 & 増 加 & 誘導性 \\ \hline (5) & 進 み & 増 磁 & 上 昇 & 増 加 & 容量性 \\ \hline \end \]
【ワンポイント解説】1.自己励磁現象 自己励磁現象は図1に示すように，系統が対地静電容量によって容量性負荷である時に電機子反作用が増磁作用に働くために発生する現象です。メカニズムは以下の通りです。 ① 残留磁気の影響で発電機の誘導起電力が上昇する。 ② 系統は容量性なので進み電流が流れる。 ③ 電機子反作用により増磁作用となる。 ④ 発電機の誘導起電力が上昇する。 以後②～④を繰り返す。結果的に図2の無負荷飽和曲線との交点まで電圧が上昇する。
【解答】解答：(5) (ア) ワンポイント解説「1.自己励磁現象」の通り，自己励磁現象は進み力率になり（例えばケーブル等）進み電流が流れた際に発生する現象です。
(イ) 進み電流による電機子反作用は増磁作用となります。電機子反作用のメカニズムは１種もしくは２種レベルの内容となるので，一旦は記憶しておいて下さい。
遅れ電流 → 減磁作用 進み電流 → 増磁作用
(ウ) ワンポイント解説「1.自己励磁現象」の通り，増磁作用により発電機の端子電圧は上昇します。
(エ) ワンポイント解説「1.自己励磁現象」の通り，発電機の端子電圧が上昇すると，負荷電流は更に増加します。
(オ) ワンポイント解説「1.自己励磁現象」の通り，容量性負荷となります。図２の無負荷飽和曲線と，電流と端子電圧の関係を示す直線との交点まで上昇します。
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