電験三種 令和元年度(2019) 機械 問10 過去問解説

次の文章は，単相サイリスタ整流回路に関する記述である。 図1には純抵抗負荷に接続された単相サイリスタ整流回路を示し，$\mathrm{T_1}$〜$\mathrm{T_4}$ のサイリスタはオン電圧降下を無視できるものとする。また，図1中の矢印の方向を正とした交流電源の電圧 $v = V\sin\omega t\,[\mathrm{V}]$ 及び直流側電圧 $v_{\mathrm{d}}$ の波形をそれぞれ破線及び実線で図2に示す。 図2に示した交流電圧の位相において，$\pi \lt \omega t \lt 2\pi$ の位相で同時にオン信号を与えるサイリスタは（ア）である。 交流電圧1サイクルの中で，例えばサイリスタ $\mathrm{T_4}$ から $\mathrm{T_2}$ へ導通するサイリスタが換わる動作を考える。$\mathrm{T_4}$ がオンしている状態から位相 $\pi$ で電流が零になると，$\mathrm{T_4}$ はオフ状態となる。その後，制御遅れ角 $\alpha$ を経て $\mathrm{T_2}$ にオン信号を与えると，電流が $\mathrm{T_2}$ に流れる。このとき既に電流が零になった $\mathrm{T_4}$ には，交流電圧 $v$ が（イ）として印加される。すなわち，（ウ）であるサイリスタは，極性が変わる交流電圧を利用してターンオフすることができる。 次に交流電圧と直流側電圧の関係について考える。サイリスタ $\mathrm{T_2}$ と $\mathrm{T_3}$ がオンしている期間は交流電源の（エ）と直流回路のN母線が同じ電位になるので，このときの直流側電圧 $v_{\mathrm{d}}$ は（オ）と等しくなる。 上記の記述中の空白箇所（ア），（イ），（ウ），（エ）及び（オ）に当てはまる組合せとして，正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。