問題
方針
電動機・変圧器等の損失に関する問題です。(令和1年問7と同じ問題です)
「銅損」「鉄損」「機械損」より考えたいと思います。
解法
(ア)
「銅損」
負荷電流による抵抗の損失。
抵抗のジュール熱なので、I2Rから、電流の実効値の2乗に比例する。
電動機の電機子巻線の抵抗損や、ブラシの電気損も含まれる。
変圧器巻線の負荷電流による抵抗損。
上記の通り、コイルの巻線の抵抗によるジュール熱を銅損といいます。
従って、(ア)は「銅損」となります。
(イ)(ウ)
「鉄損」
鉄心による損失で、磁束の変化で発生する。
「ヒステリシス損」
鉄心の磁区が交番磁界によって磁界の向きを変えるときの熱損失。
ヒステリシスループの面積に相当する。
電磁鋼板(透磁率が大きく保持力が小さい軟磁性材料)を使用することで損失を低減できる。
「渦電流損」
鉄心の中に生じる渦電流によって生じる熱損失。
表面を絶縁膜で覆った薄い鉄板を積層した積層鉄板にして、渦電流回路を遮断することで低減できる。
(イ)は、磁束で誘導された渦電流によるジュール熱の損失なので「渦電流損」となります。
(ウ)は、磁束が磁界の履歴(ヒステリシスループ)に依存する損失なので「ヒステリシス損」となります。
(エ)
「機械損」
機械的部分の損失。
風損(回転部分と空気などとの摩擦抵抗による損失)、摩擦損(軸受、ブラシなどの摩擦抵抗による損失)がある。
上記より(エ)は「機械損」となります。
解答
(ア)～(エ)すべてを満たすのは(1)となります。
