電験三種 平成22年度(2010) 機械 問16(a) 過去問解説

問16(a) 《パワーエレクトロニクス(サイリスタ整流回路の電圧と電流の波形)》
図には,バルブデバイスとしてサイリスタを用いた単相全波整流回路を示す。交流電源電圧を $e = \sqrt{2}E\sin\omega t$[V],単相全波整流回路出力の直流電圧を $e_{\mathrm{d}}$[V],サイリスタの電流を $i_{\mathrm{T}}$[A]として,次の(a)及び(b)に答えよ。 ただし,重なり角などは無視し,平滑リアクトルにより直流電流は一定とする。 (a) サイリスタの制御遅れ角 $\alpha$ が $\dfrac{\pi}{3}$[rad]のときに,$e$ に対する,$e_{\mathrm{d}}$,$i_{\mathrm{T}}$ の波形として,正しいのは次のうちどれか。 (図は,上が回路,下が選択肢(1)〜(5)の波形です。)
問16(a)の図
  1. (1) 図の(1)
  2. (2) 図の(2)
  3. (3) 図の(3)
  4. (4) 図の(4)
  5. (5) 図の(5)
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正解は(2)
解説
【考え方】電流が一定なので、サイリスタは点弧してから、次のサイリスタが点弧するまで電流を流し続けます。 覚えるポイント:点弧(オンにすること)してから次のサイリスタが点弧するまで、電流が流れ続ける ■1 サイリスタの電流 $\alpha = \dfrac{\pi}{3}$ で点弧すると、$\dfrac{\pi}{3}$ から $\dfrac{4\pi}{3}$ まで、ちょうど半周期流れます。 $i_{\mathrm{T}}$ は、この区間だけ一定の高さの四角い形です。 ■2 出力電圧 その間、電源電圧が負になっても流れ続けるので、$e_{\mathrm{d}}$ には負の部分が出ます。 ■3 波形を選ぶ これに合うのは (2) です。 答えは(2)ピヨ。
出典:平成22年度(2010) 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16(a)