電験三種 令和2年度(2020) 機械 問16(b) 過去問解説
図1は，直流電圧源から単相インバータで誘導性負荷に交流を給電する基本回路を示す。負荷電流 $i_{\mathrm{o}}(t)$ と直流側電流 $i_{\mathrm{d}}(t)$ は図示する矢印の向きを正の方向として，次の(a)及び(b)の問に答えよ。
(b) 小問(a)のとき，負荷電流 $i_{\mathrm{o}}(t)$ の波形が図3の（ア）〜（ウ），直流側電流 $i_{\mathrm{d}}(t)$ の波形が図3の（エ），（オ）のいずれかに示されている。それらの波形の適切な組合せを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
- (1) （ア）と（エ）
- (2) （イ）と（エ）
- (3) （ウ）と（オ）
- (4) （ア）と（オ）
- (5) （イ）と（オ）
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正解は(1)
使う公式
コイルの性質 電流は急に変われない（電圧が切りかわっても、電流は時間をかけて変わる）
直流側の電流 S₁・S₄ オン：$i_{\mathrm{d}} = i_{\mathrm{o}}$、S₂・S₃ オン：$i_{\mathrm{d}} = -i_{\mathrm{o}}$
解説
【考え方】負荷にコイルがあるので、電圧が切りかわっても電流はすぐには変わりません。直流側の電流は、どのスイッチがオンかで、負荷電流と同じか逆向きになります。
■1 負荷電流 i₀ の形
t₀ の直前は −E がかかっていたので、i₀ はマイナスです。
t₀ で＋E に変わると、i₀ はマイナスから少しずつ増えて、プラスになります。
■2 直流側の電流 i_d の形
S₁・S₄ がオンの間は、電源から負荷へ同じ向きにつながるので、$i_{\mathrm{d}} = i_{\mathrm{o}}$ です。
S₂・S₃ がオンの間は、つなぎ方が逆になるので、$i_{\mathrm{d}} = -i_{\mathrm{o}}$ です。
どちらの半周期も、マイナスから始まって増えていく形になります。
答えは(1)ピヨ。
t₀ の直前は −E がかかっていたので、i₀ はマイナスです。
t₀ で＋E に変わると、i₀ はマイナスから少しずつ増えて、プラスになります。
■2 直流側の電流 i_d の形
S₁・S₄ がオンの間は、電源から負荷へ同じ向きにつながるので、$i_{\mathrm{d}} = i_{\mathrm{o}}$ です。
S₂・S₃ がオンの間は、つなぎ方が逆になるので、$i_{\mathrm{d}} = -i_{\mathrm{o}}$ です。
どちらの半周期も、マイナスから始まって増えていく形になります。
答えは(1)ピヨ。
出典：令和2年度（2020） 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(b)