電験三種 平成28年度(2016) 機械 問9 過去問解説
図は，2種類の直流チョッパを示している。いずれの回路もスイッチS，ダイオードD，リアクトルL，コンデンサC（図1のみに使用されている。）を用いて，直流電源電圧$E$=200Vを変換し，負荷抵抗Rの電圧$v_{\mathrm{d1}}$，$v_{\mathrm{d2}}$を制御するためのものである。これらの回路で，直流電源電圧は$E$=200V一定とする。また，負荷抵抗Rの抵抗値とリアクトルLのインダクタンス又はコンデンサCの静電容量の値とで決まる時定数が，スイッチSの動作周期に対して十分に大きいものとする。各回路のスイッチSの通流率を0.7とした場合，負荷抵抗Rの電圧$v_{\mathrm{d1}}$，$v_{\mathrm{d2}}$の平均値$V_{\mathrm{d1}}$，$V_{\mathrm{d2}}$の値[V]の組合せとして，最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
- (1) $V_{\mathrm{d1}}$：667 $V_{\mathrm{d2}}$：140
- (2) $V_{\mathrm{d1}}$：467 $V_{\mathrm{d2}}$：60
- (3) $V_{\mathrm{d1}}$：667 $V_{\mathrm{d2}}$：86
- (4) $V_{\mathrm{d1}}$：467 $V_{\mathrm{d2}}$：140
- (5) $V_{\mathrm{d1}}$：286 $V_{\mathrm{d2}}$：60
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正解は(1)
使う公式
昇圧チョッパ $V_{\mathrm{d1}} = \dfrac{E}{1 - d}$（E：電源電圧[V]、d：通流率（1周期のうちオンの割合））
降圧チョッパ $V_{\mathrm{d2}} = dE$
解説
【考え方】図1は、L にためたエネルギーを電源に上乗せするので、電圧が上がる回路（昇圧）です。図2は、オンの間だけ電源の電圧が出るので、電圧が下がる回路（降圧）です。
■1 図1：昇圧チョッパ
電源電圧 E＝200 V、通流率 d＝0.7 です。
$V_{\mathrm{d1}} = \dfrac{200}{1 - 0.7} = \dfrac{200}{0.3} \fallingdotseq 667\,\mathrm{V}$
■2 図2：降圧チョッパ
$V_{\mathrm{d2}} = 0.7 \times 200 = 140\,\mathrm{V}$
答えは(1)ピヨ。
電源電圧 E＝200 V、通流率 d＝0.7 です。
$V_{\mathrm{d1}} = \dfrac{200}{1 - 0.7} = \dfrac{200}{0.3} \fallingdotseq 667\,\mathrm{V}$
■2 図2：降圧チョッパ
$V_{\mathrm{d2}} = 0.7 \times 200 = 140\,\mathrm{V}$
答えは(1)ピヨ。
出典：平成28年度（2016） 第三種電気主任技術者試験（電気技術者試験センター）機械 問9