電験三種 令和5年度(2023) 上期 機械 問16(a) 過去問解説
図1は，単相インバータで誘導性負荷に給電する基本回路を示す。負荷電流 $i_{\mathrm{o}}$ と直流電流 $i_{\mathrm{d}}$ 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。
(a) 出力交流電圧の1周期に各パワートランジスタが1回オンオフする運転において，図2に示すように，パワートランジスタS₁〜S₄のオンオフ信号波形に対して，負荷電流 $i_{\mathrm{o}}$ の正しい波形が(ア)〜(ウ)，直流電流 $i_{\mathrm{d}}$ の正しい波形が(エ)，(オ)のいずれかに示されている。その正しい波形の組合せを次の(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)
解説
【考え方】コイルを含む負荷の電流は急に変われません。電圧が切りかわった後、少しずつ変わっていく形をさがします。
■1 負荷電流 $i_{\mathrm{o}}$
S₁ と S₄ がオンになると、負荷には $i_{\mathrm{o}}$ の矢印の向きに電圧 E がかかります。
負荷にはコイル（インダクタンス）があるので、電流はすぐには向きを変えられません。
直前まで流れていたマイナスの電流から、少しずつ増えてプラスへ向かいます。
この、なめらかに変わっていく形が (ア) です。→ 負荷電流は (ア)
■2 直流電流 $i_{\mathrm{d}}$
切りかえた直後は、負荷電流はまだ逆向き（マイナス）です。
この電流は、トランジスタと並んだダイオードを通って電源へ戻ります。そのため $i_{\mathrm{d}}$ はマイナスになります。
負荷電流がプラスになると、$i_{\mathrm{d}}$ もプラスになって増えていきます。
この形が (エ) です。→ 直流電流は (エ)
答えは(1)ピヨ。
出典：令和5年度（2023） 上期 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)