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2026年版・1-6

電気機器：回転機とパワーエレクトロニクスの一問一答

1級電気工事施工管理技士（第一次検定）「電気工学」から、電気機器：回転機とパワーエレクトロニクスに関する4択問題を10問。「答えと解説を見る」を開くと、正解とその理由がその場で読めます。会員登録は不要です。

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問題

上から順に解いてみてください。答えは各問の下で確認できます。本試験には五肢択一の問題も含まれますが、ここでは4択で出題しています。

問11-6

周波数50Hz、極数4の三相誘導電動機の同期速度として、正しいものはどれか。

  • ①1,500min⁻¹
  • ②750min⁻¹
  • ③1,800min⁻¹
  • ④3,000min⁻¹
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正解 ①1,500min⁻¹
解説
同期速度N_sは、N_s＝120f／pで求めます（f：周波数、p：極数）。N_s＝120×50／4＝1,500min⁻¹です。誘導電動機は、この同期速度より少し遅い速度で回転します。

他の選択肢について
・750min⁻¹：極数を8とした場合の値です。
・1,800min⁻¹：周波数60Hzの場合の値です。
・3,000min⁻¹：極数を2とした場合の値です。

覚え方のポイント
「N_s＝120f／p」。50Hzでは2極3,000、4極1,500、6極1,000min⁻¹、60Hzでは2極3,600、4極1,800、6極1,200min⁻¹です。
問21-6

同期速度1,500min⁻¹の三相誘導電動機が、1,440min⁻¹で回転している。この電動機の滑りとして、正しいものはどれか。

  • ①0.4％
  • ②4％
  • ③4.2％
  • ④96％
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正解 ②4％
解説
滑りsは、同期速度N_sと回転速度Nの差の、同期速度に対する割合です。s＝（N_s−N）／N_s＝（1,500−1,440）／1,500＝60／1,500＝0.04＝4％です。

他の選択肢について
・0.4％：桁を1つ誤った値です。
・4.2％：分母を回転速度の1,440にした誤りです（60／1,440≒4.2％）。分母は同期速度です。
・96％：N／N_sを計算した値で、滑りではありません。

覚え方のポイント
「s＝（N_s−N）／N_s」。一般的な誘導電動機の全負荷時の滑りは数％程度です。停止時（始動時）はs＝1になります。
問31-6

三相かご形誘導電動機のスターデルタ始動に関する次の記述のうち、最も適当なものはどれか。

  • ①始動電流は全電圧始動の1／3、始動トルクは3倍になる。
  • ②始動電流と始動トルクは、ともに全電圧始動の1／√3になる。
  • ③始動電流と始動トルクは、ともに全電圧始動の1／3になる。
  • ④始動時はΔ結線で始動し、加速後にY結線に切り換える。
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正解 ③始動電流と始動トルクは、ともに全電圧始動の1／3になる。
解説
スターデルタ始動は、始動時に固定子巻線をY結線にして各相の電圧を1／√3に下げ、加速後にΔ結線に切り換えて運転する方法です。始動電流（線電流）と始動トルクは、ともにΔ結線で全電圧始動した場合の1／3になります。始動電流を抑えられる一方、始動トルクも小さくなるため、軽負荷で始動する電動機に向いています。

他の選択肢について
・始動トルクは3倍：トルクも1／3に小さくなります。
・ともに1／√3：各相の電圧は1／√3ですが、電流とトルクは1／3です。
・Δで始動しYに切り換える：Yで始動し、Δに切り換えるのが正しい順序です。

覚え方のポイント
「Yで始めてΔで走る、電流もトルクも1／3」。トルクは電圧の2乗に比例する（（1／√3）²＝1／3）と考えると理由が分かります。
問41-6

三相誘導電動機の回転方向を逆にする方法として、最も適当なものはどれか。

  • ①電源の3本の線を、すべて1本ずつ順番にずらす。
  • ②電源の電圧を、定格電圧の2倍に上げる。
  • ③電源の周波数を、50Hzから60Hzに変える。
  • ④電源の3本の線のうち、任意の2本を入れ換える。
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正解 ④電源の3本の線のうち、任意の2本を入れ換える。
解説
三相誘導電動機は、三相交流が作る回転磁界によって回ります。電源の3本の線のうち任意の2本を入れ換えると、相回転（相順）が逆になり、回転磁界の向きが逆になるため、電動機は逆回転します。

他の選択肢について
・3本をすべて順番にずらす：R→S、S→T、T→Rのように3本とも順にずらすと、相順は変わらず回転方向も変わりません。
・電圧を2倍に上げる：回転方向は変わらず、絶縁破壊や焼損の危険があります。
・周波数を変える：回転速度は変わりますが、回転方向は変わりません。

覚え方のポイント
「逆転は2本入れ換え」。3本とも入れ換えても逆転しない、という点が問われます。受電時の相回転の確認（検相器）も同じ考え方です。
問51-6

インバータによる三相誘導電動機の速度制御に関する次の記述のうち、最も適当なものはどれか。

  • ①周波数と電圧をほぼ比例して変化させ、速度を連続的に制御する。
  • ②周波数を一定にしたまま、電圧だけを変えて速度を大きく変える。
  • ③極数を切り換えることで、速度を連続的に細かく制御する。
  • ④電動機の巻線に抵抗を直列に入れて、速度を制御する。
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正解 ①周波数と電圧をほぼ比例して変化させ、速度を連続的に制御する。
解説
誘導電動機の回転速度は電源の周波数にほぼ比例します。インバータは周波数を自由に変えられるため、速度を連続的に制御できます。その際、周波数だけを下げると磁束が増えて鉄心が飽和するため、電圧もほぼ比例して変える（V／f一定制御）のが基本です。ファン・ポンプの省エネルギー運転などに広く使われています。

他の選択肢について
・周波数一定で電圧だけを変える：速度の変化は小さく、トルクが大きく低下するため、広い範囲の速度制御には向きません。
・極数の切換え：極数を切り換える方法では、速度は段階的にしか変えられません。
・巻線に抵抗を入れる：巻線形誘導電動機の二次抵抗制御の考え方で、効率が悪く、インバータ制御とは異なります。

覚え方のポイント
「インバータ＝周波数を変えて速度制御、V／f一定」。ファン・ポンプでは、消費電力が回転速度のほぼ3乗に比例するため、回転を少し下げるだけで大きな省エネになります。
問61-6

三相同期発電機を並行運転するための条件として、最も不適当なものはどれか。

  • ①起電力の大きさが等しいこと。
  • ②発電機の定格容量が等しいこと。
  • ③起電力の周波数が等しいこと。
  • ④起電力の位相が一致していること。
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正解 ②発電機の定格容量が等しいこと。
解説
同期発電機を並行運転するには、起電力の大きさ・周波数・位相が等しく、相回転（三相の場合）が一致していることが必要です。発電機の定格容量は等しくなくても並行運転できます。条件を満たさずに並列に入れると、発電機の間に大きな横流（循環電流）が流れたり、大きな衝撃を受けたりします。

他の選択肢について
・起電力の大きさ：異なると無効横流が流れます。
・周波数：異なると同期がとれず、安定に運転できません。
・位相：異なると有効横流（同期化電流）が流れ、大きな衝撃が生じます。

覚え方のポイント
「同期発電機の並行運転＝大きさ・周波数・位相・相回転」。変圧器の並行運転と同じく「容量は等しくなくてよい」がひっかけです。
問71-6

直流電動機の特性に関する次の記述のうち、最も適当なものはどれか。

  • ①直巻電動機は、負荷が変わっても回転速度がほぼ一定に保たれる。
  • ②分巻電動機は、無負荷で運転すると危険な高速になるおそれがある。
  • ③直巻電動機は始動トルクが大きいが、無負荷では危険な高速になる。
  • ④分巻電動機のトルクは、負荷電流の2乗に比例するのが特徴である。
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正解 ③直巻電動機は始動トルクが大きいが、無負荷では危険な高速になる。
解説
直巻電動機は、界磁巻線と電機子巻線が直列につながり、負荷電流がそのまま界磁電流になるため、トルクは電流のほぼ2乗に比例し、大きな始動トルクが得られます。一方、負荷が軽くなると界磁が弱まって回転速度が上がり、無負荷では危険な高速になるため、ベルト掛けなどで無負荷にならないようにします。

他の選択肢について
・直巻電動機は回転速度がほぼ一定：速度がほぼ一定なのは分巻電動機（や他励電動機）です。
・分巻電動機は無負荷で危険な高速：危険な高速になるのは直巻電動機です。
・分巻電動機のトルクは電流の2乗に比例：分巻電動機のトルクは、電流にほぼ比例します。

覚え方のポイント
「直巻＝トルク大・無負荷は暴走（電車・クレーン向き）」「分巻＝速度ほぼ一定」。
問81-6

パワー半導体素子に関する次の記述のうち、最も適当なものはどれか。

  • ①サイリスタは、ゲート信号でオン・オフの両方を自由に制御できる。
  • ②ダイオードは、ゲート信号によって導通のタイミングを制御できる。
  • ③IGBTは、ゲート信号でオン・オフの制御ができない素子である。
  • ④サイリスタは、ゲート信号でオンにはできるが、オフにはできない。
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正解 ④サイリスタは、ゲート信号でオンにはできるが、オフにはできない。
解説
サイリスタは、順方向の電圧がかかった状態でゲートに信号を与えるとオンになりますが、一度オンになるとゲート信号をなくしてもオンのままで、電流が保持電流以下になるか逆電圧がかかるまでオフになりません。ゲート信号でオン・オフの両方を制御できる素子には、GTO、パワートランジスタ、IGBT、パワーMOSFETなどがあります。

他の選択肢について
・サイリスタはオン・オフとも自由：サイリスタはゲートでオフにできません。
・ダイオードはゲートで制御できる：ダイオードにはゲートがなく、電圧の向きだけで導通・非導通が決まります。
・IGBTはオン・オフの制御ができない：IGBTはゲート電圧でオン・オフを高速に制御でき、インバータに広く使われています。

覚え方のポイント
「ダイオード＝制御できない」「サイリスタ＝オンだけ制御」「GTO・IGBT・MOSFET＝オン・オフとも制御」の3段階で覚えます。
問91-6

実効値100Vの正弦波交流を単相全波整流回路で整流し、抵抗負荷に加えた。負荷に加わる直流電圧の平均値として、最も近いものはどれか。ただし、整流素子の電圧降下は無視する。

  • ①90V
  • ②45V
  • ③64V
  • ④141V
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正解 ①90V
解説
単相全波整流回路で抵抗負荷のときの直流電圧の平均値は、交流の実効値Vの約0.9倍（2√2／π≒0.9）です。100×0.9＝90Vとなります。

他の選択肢について
・45V：単相半波整流回路の場合の値（約0.45V）です。
・64V：最大値141Vの約0.45倍に当たる値で、式を取り違えた誤りです。
・141V：交流の最大値（100×√2）です。平滑コンデンサを付けて無負荷に近い状態では最大値に近づきますが、抵抗負荷の平均値ではありません。

覚え方のポイント
「半波0.45V、全波0.9V（Vは実効値）」。全波は半波の2倍と覚えておけば、片方を忘れても導けます。
問101-6

三相誘導電動機の電源電圧が定格より10％低下したとき、始動トルクはおよそ何倍になるか。最も近いものを選べ。

  • ①0.73倍
  • ②0.81倍
  • ③0.90倍
  • ④1.10倍
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正解 ②0.81倍
解説
誘導電動機のトルクは、電源電圧の2乗に比例します。電圧が10％低下して0.9倍になると、トルクは0.9²＝0.81倍になります。電圧の低下は、トルクの低下を通じて始動不能や過負荷運転の原因になるため、幹線の電圧降下を抑えることが大切です。

他の選択肢について
・0.73倍：電圧の3乗（0.9³）として計算した値です。
・0.90倍：トルクが電圧に比例するとした誤りです。
・1.10倍：電圧が下がるとトルクが上がると考えた誤りです。

覚え方のポイント
「誘導電動機のトルクは電圧の2乗」。スターデルタ始動でトルクが1／3になる理由も同じ性質から説明できます。

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※本ページの問題・解説は、生成AI（人工知能）を活用して作成しています。

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