電験三種 平成23年度(2011) 機械 問17(b) 過去問解説
(選択問題:問17または問18のどちらか1問を解く)
次の図は,バルブデバイスとしてダイオードを用いた三相整流装置の回路を示す。
平滑リアクトルのインダクタンス $L_{\mathrm{d}}$[H]は十分に大きく,直流電流 $I_{\mathrm{d}}$[A]は一定になっているものとする。
交流側にリアクタンス $X$[Ω]のリアクトルがあると転流時に重なり角が生じ,直流電圧が降下する。また,ダイオードの順電圧降下 $V_{\mathrm{F}}$[V]によっても直流電圧が降下する。これら以外の電圧降下は無視する。入力交流電圧が $V_{\mathrm{L}}$[V]のときのこの整流装置の出力電圧 $V_{\mathrm{d}}$[V]は次式で求められる。
$V_{\mathrm{d}} = \dfrac{3\sqrt{2}}{\pi}V_{\mathrm{L}} - \dfrac{3}{\pi}X \cdot I_{\mathrm{d}} - 2V_{\mathrm{F}}$
この整流装置の入力交流電圧は $V_{\mathrm{L}} = 200$[V],周波数は $f = 50$[Hz]で,直流電流は $I_{\mathrm{d}} = 36$[A]である。交流側のリアクトルのインダクタンスは $L_{\mathrm{L}} = 5.56 \times 10^{-4}$[H]で,その抵抗値は平滑リアクトルの抵抗値とともに無視できるものとする。また,各ダイオードの順電圧降下は $V_{\mathrm{F}} = 1.0$[V]で一定とする。次の(a)及び(b)の問に答えよ。
(b) 出力電圧 $V_{\mathrm{d}}$[V]の値として,最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

- (1) 251
- (2) 262
- (3) 263
- (4) 264
- (5) 270
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正解は(2)
使う公式
出力電圧 $V_{\mathrm{d}} = \dfrac{3\sqrt{2}}{\pi}V_{\mathrm{L}} - \dfrac{3}{\pi}X I_{\mathrm{d}} - 2V_{\mathrm{F}}$、リアクタンス $X = 2\pi f L_{\mathrm{L}}$
解説
【考え方】まずインダクタンスからリアクタンス X を出し、問題の式の3つの項を1つずつ計算します。
■1 交流側のリアクタンス
$X = 2\pi \times 50 \times 5.56 \times 10^{-4} \fallingdotseq 0.174\,7\,\Omega$
■2 式の3つの項
$\dfrac{3\sqrt{2}}{\pi} \times 200 \fallingdotseq 270.1\,\mathrm{V}$
$\dfrac{3}{\pi} \times 0.174\,7 \times 36 \fallingdotseq 6.0\,\mathrm{V}$
$2 \times 1.0 = 2.0\,\mathrm{V}$
■3 出力電圧
$V_{\mathrm{d}} = 270.1 - 6.0 - 2.0 = 262.1 \fallingdotseq 262\,\mathrm{V}$
答えは(2)ピヨ。
出典:平成23年度(2011) 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17(b)