-
問： 極数 p の同期発電機が周波数 f [Hz] の交流を発生するために必要な回転速度 ns [min-1] を求める式は？
解： ns=120f/p [min-1] （同期速度）
-
問： 一般的な同期発電機において、電機子巻線と界磁巻線はそれぞれ固定子と回転子のどちらに設けられているか？
解： 電機子巻線：固定子（固定されている）
界磁巻線：回転子（回転している）
-
問： 電機子巻線が固定子に、界磁巻線が回転子に設けられたこの発電機の形式を何と呼ぶか？
解： 回転界磁形同期発電機
-
問： 同期発電機の1相当たりの誘導起電力の実効値 E を、巻線係数 kw、周波数 f、磁束Φ、巻数 w を用いて表す式は？
解： E=4.44kwfΦw [V]
-
問： 固定子の電機子鉄心に、ヒステリシス損や渦電流損を少なくするために用いられる材料と構造は何か？
解： 材料：電磁鋼板
構造：薄い鉄心を積み重ねた積層鉄心
-
問： 実際の発電機でよく用いられる電機子巻線法である「短節分布巻」の主な利点は何か？
解： コイル端を短くでき、電圧波形を改善できる（高調波成分を抑制できる）など。
-
問： 同期発電機の電機子巻線に電流が流れることで、その回転磁界が主磁束を乱し誘導起電力が変化する現象を何というか？
,
解： 電機子反作用
-
問： 電機子反作用のうち、以下の力率（電流位相）に対応する作用は何か？
1. 力率 1 (抵抗負荷)
2. 力率 0 の遅れ電流 (リアクトル負荷)
3. 力率 0 の進み電流 (コンデンサ負荷)
,
解： 1. 交さ磁化作用（主磁束の軸に垂直に作用し、磁束分布を歪ませる）
2. 減磁作用（主磁束を打ち消し、起電力を減少させる）
3. 増磁作用（主磁束を強め、起電力を増加させる）
-
問： 同期発電機の等価回路において、電機子反作用による電圧変動をリアクタンスに置き換えたものを何と呼ぶか？
,
解： 電機子反作用によるリアクタンス (xa?)
-
問： 「電機子反作用によるリアクタンス xa」と「漏れリアクタンス xl」の和を何と呼ぶか？またその式は？
,
解： 同期リアクタンス (xs)
xs=xa+xl [Ω]
-
問： 同期発電機1相分の等価回路における、電機子巻線抵抗 raと同期リアクタンス xsを合わせたインピーダンスを何と呼ぶか？またその式は？
,
解： 同期インピーダンス (Zs)
Zs=ra+jxs [Ω]
（大きさ: Zs=√(ra2+xs2) [Ω]）
-
問： 同期発電機が無励磁で長距離高圧送電線路（容量負荷）に接続されている場合に、進み電流による増磁作用で端子電圧が上昇する現象を何というか？
,
解： 自己励磁現象
-
問： 「電機子反作用によるリアクタンス xa」と「漏れリアクタンス xl」の和を何と呼ぶか？またその式は？
,
解： 同期リアクタンス (xs)
xs=xa+xl [Ω]
-
問： 同期発電機1相分の等価回路における、電機子巻線抵抗 raと同期リアクタンス xsを合わせたインピーダンスを何と呼ぶか？またその式は？
,
解： 同期インピーダンス (Zs)
Zs=ra+jxs [Ω]
（大きさ: Zs=√(ra^2+xs^2) [Ω]）
-
問：
同期発電機の無負荷試験において、界磁電流 Ifと端子電圧Zの関係を示す特性曲線を何と呼ぶか。また、この曲線が直線ではなく飽和する理由を述べよ。
,
解：
無負荷飽和曲線と呼ぶ。
理由：界磁電流が増加すると、磁極鉄心の磁気飽和現象により、磁束の増加が鈍り、結果として誘導起電力（端子電圧）の増加も鈍るため。
-
問：
同期発電機の三相短絡試験において、界磁電流 Ifと電機子短絡電流Is'の関係を示す特性曲線を何と呼ぶか。また、その曲線の形状の特徴を述べよ。
,
解：
短絡曲線と呼ぶ。
特徴：鉄心の飽和の影響を受けにくいため、ほぼ比例関係（直線）となる。
-
問：
同期発電機が定格運転中に突発的に三相短絡した際に流れる電流のうち、短絡直後で非常に大きく流れる過渡電流を何と呼ぶか。また、数秒後に一定の値に落ち着く電流を何と呼ぶか。
,
解：
短絡直後：突発短絡電流
一定の値：持続短絡電流（同期インピーダンスで制限される）
-
問：
同期発電機の同期インピーダンス Zs（Ω）を、線間定格電圧 Vn（V）と持続短絡電流 Is（A）を用いて表す式を示せ。
,
解：Zs=Vn/(√3×Is)
（ただし、Vn/(√3は1相分の定格電圧）
-
問：
百分率同期インピーダンス %Zs（%）を、定格電流 In（A）と、無負荷で定格電圧を発生するときの界磁電流における短絡電流 Is（A）を用いて表す式を示せ。
,
解：
%Zs=In/Is ×100
-
問：
同期発電機の短絡比 S を、持続短絡電流 Is（A）と定格電流 In（A）、および百分率同期インピーダンス %Zs（%）を用いて表す式を示せ。
,
解：
S=Is/In
=100/%Zs
-
問：
短絡比が小さい同期発電機の特徴を3つ以上挙げよ。
,
解：
銅線が多く「銅機械」と呼ばれる
同期インピーダンスが大きい
電圧変動率が大きい
安定度が悪い
小型にできる
-
問：
短絡比が大きい同期発電機の特徴を3つ以上挙げよ。
,
解：
鉄心部分が多いため「鉄機械」と呼ばれる
同期インピーダンスが小さい
電圧変動率が小さい
安定度が良い
線路充電容量が大きい
-
問：
同期発電機において、界磁電流と負荷力率を一定に保ち、負荷電流 I と端子電圧 V の関係を示す曲線を何と呼ぶか。
,
解：
外部特性曲線
-
問：
三相同期発電機の1相分の出力 Psを、端子電圧 V、
負荷電流I、力率角θを用いて表す公式を示せ。
,
解：Ps=VIcosθ
-
問：
三相同期発電機の3相合計出力 P を、端子電圧 V、誘導起電力E、同期リアクタンス xs、負荷角δを用いて表す公式を示せ。
,
解：
P=3Ps
=3VE/xs ×sinδ
-
問：
三相同期発電機の出力 P=3VE/xs ×sinδにおける δ の名称と、発電機が負荷に電力を送るための δ の条件を述べよ。
,
解：
名称は「負荷角」。条件は δ が正（誘導起電力E が端子電圧Vより位相が進んでいる）であること。
-
問：
三相同期発電機の「並行運転」とは何か、定義を簡潔に述べよ。
,
解：
2台以上の同期発電機を、一つの母線に並列に接続して運転すること。
-
問：
運転中の同期発電機に、別の同期発電機を並列に接続するために、起電力に関して必要な4つの条件を述べよ。
,
解：
周波数が等しい。
大きさが等しい。
位相が一致している。
波形が等しい。
-
問：
並列接続時の起電力の位相の一致を検出するために使用される装置の名称を述べよ。
,
解：
同期検定器（同期検定灯）
-
問：
並行運転中の同期発電機間で、励磁の違いにより起電力の大きさが異なった場合（E1≠E2）に発生し、両発電機間を循環する電流の名称とその位相（起電力に対する位相差）を述べよ。
,
解：
名称は「無効横流」。起電力に対し、ほぼπ/2rad（90°）の位相差をもつ。
-
問：
無効横流が発生した際、両発電機の起電力の大きさを均等化するために働く、電機子反作用の種類を述べよ。
,
解：
起電力が大きい発電機で「減磁作用」が生じ、E1を低下させる。起電力が小さい発電機で「増磁作用」が生じ、E2を上昇させる。
-
問：
並行運転中の同期発電機間で、原動機の出力調整により起電力の位相差が生じた場合に流れ、位相が進んだ発電機から遅れた発電機へ電力を供給する作用をもつ電流の名称を述べよ。
,
解：
「有効横流」。
-
問：
並行運転において、負荷の「無効電力（無効横流）」の分担を変えるために調整する操作を述べよ。
,
解：
発電機の励磁（界磁電流の大きさ）を調整する。
-
問：
並行運転において、負荷の「有効電力（有効横流）」の分担を変えるために調整する操作を述べよ。
,
解：
発電機の原動機の回転速度（調速装置）を調整する。
-
問：
三相同期電動機の回転子磁極N, Sと、電機子による回転磁界(N), (S)が、負荷を担って回転しているときに保っている角度 δ の名称を述べよ。
,
解：
負荷角
-
問：
周波数 f、固定子の極数 p の三相同期電動機の同期速度 nsを求める式を示せ。
,
解：ns=120f/p
-
問：
三相同期電動機の1相分の等価回路における電圧の関係式（誘導起電力Eを求める式）を、供給電圧V、同期インピーダンスZs=ra+jxs、電動機電流IMを用いて示せ。
,
解：E=VaIM=V-(ra+jxs)×IM
-
問：
同期電動機において、電機子巻線に発生する誘導起電力
Eに対し、同相の電機子電流 IM が流れた場合の電機子反作用の種類を述べよ。
,
解：
交さ磁化作用
-
問：
同期電動機において、電機子巻線に発生する誘導起電力
Eに対し、π/2だけ進んだ電機子電流 IMが流れた場合の電機子反作用の種類を述べよ。
,
解：
減磁作用
-
問：
電機子抵抗 raを無視できるとした場合、三相同期電動機の3相合計出力 Pを、端子電圧 V、誘導起電力 E、同期リアクタンス xs、負荷角 δ を用いて表す式を示せ。
,
解：
P=3VE/xs sinδ
-
問：
同期電動機が同期を外れることなく運転を継続できる最大トルクの名称と、理論上その最大トルク Tm が発生するときの負荷角 δ の値を述べよ。
,
解：
名称：脱出トルク。
-
解：
名称：乱調（ハンチング）。防ぐための巻線：制動巻線（始動巻線も兼ねる）。
,
問：
負荷の急変や電源の変動によって負荷角 δ が周期的に変動し、同期外れの原因となる現象の名称と、それを防ぐために設けられる巻線の名称を述べよ。
-
問：
同期電動機の「V曲線」（位相特性曲線）とは、縦軸と横軸にそれぞれ何の値をとり、電動機のどのような特性を示す曲線か。
,
解：
縦軸：電機子電流 IM
横軸：界磁電流 If
一定負荷における力率の変化特性を示す。
-
問：
一定負荷で運転中の同期電動機において、界磁電流 Ifを大きくしていくと、電機子電流IMの位相は供給電圧Vに対し、どのようになり、力率はどのように変化するか。
,
解：
Vより位相が進んだ電流になり、力率は進み力率になる。（過励磁）
-
問：
停止している同期電動機の固定子巻線に対称三相交流電圧を印加しても回転しない（平均トルクがゼロになる）理由を簡潔に述べよ。
,
解：
回転磁界は速く回るが、回転子磁極が受けるトルクが同じ大きさで向きが交互に変わり、回転子の慣性によって即応できず、平均トルクがゼロになるため。
-
問：
同期電動機の始動方法のうち、回転子の磁極面に施した巻線を利用して、誘導電動機の原理で始動トルクを発生させる方法の名称を述べよ。
,
解：
自己始動法
-
問：
自己始動法で用いられる、回転子の磁極面に施され、かご形誘導電動機の回転子導体と同じ働きをする巻線の名称を述べよ。
,
解：
制動巻線
-
問：
自己始動法で、固定子巻線に全電圧を直接加えるのを避ける理由と、そのために用いられる装置を3つ挙げよ。
,
解：
理由：大きな始動電流が流れるため。
装置：始動補償器、直列リアクトル、始動用変圧器など。
-
問：
自己始動法において、始動時に界磁巻線を抵抗で短絡する理由を述べよ。
,
解：
回転磁束によって界磁巻線に高電圧が誘導され、絶縁が破壊するおそれがあるため、それを防ぐ。
-
問：
同期電動機の始動方法のうち、別の電動機（誘導電動機や直流電動機）を直結して回転させ、同期速度付近になってから同期運転に移行させる方法の名称を述べよ
,
解：
始動電動機法
-
問：
三相同期電動機が他の電動機に比べて持つ、利用上の大きな利点を2つ述べよ。
,
解：
回転速度が同期速度で一定である。
励磁電流の調整により、力率をつねに1にすることも、任意の値にすることもできる。
-
問：
三相同期電動機の利点を生かして、無負荷で運転し、負荷の力率改善（無効電力の調整）に用いられる装置の名称を述べよ。
,
解：
同期調相機
-
