電験三種 平成28年度(2016) 機械 問16(a) 過去問解説
純抵抗を負荷とした単相サイリスタ全波整流回路の動作について，次の(a)及び(b)の問に答えよ。
(a) 図1に単相サイリスタ全波整流回路を示す。サイリスタT₁〜T₄に制御遅れ角$\alpha = \dfrac{\pi}{2}$[rad]でゲート信号を与えて運転しようとしている。T₂及びT₃のゲート信号は正しく与えられたが，T₁及びT₄のゲート信号が全く与えられなかった場合の出力電圧波形を$e_{\mathrm{d1}}$とし，正しくT₁〜T₄にゲート信号が与えられた場合の出力電圧波形を$e_{\mathrm{d2}}$とする。図2の波形1〜波形3から，$e_{\mathrm{d1}}$と$e_{\mathrm{d2}}$の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。
- (1) $e_{\mathrm{d1}}$：波形1 $e_{\mathrm{d2}}$：波形2
- (2) $e_{\mathrm{d1}}$：波形2 $e_{\mathrm{d2}}$：波形1
- (3) $e_{\mathrm{d1}}$：波形2 $e_{\mathrm{d2}}$：波形3
- (4) $e_{\mathrm{d1}}$：波形3 $e_{\mathrm{d2}}$：波形1
- (5) $e_{\mathrm{d1}}$：波形3 $e_{\mathrm{d2}}$：波形2
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正解は(5)
解説
【考え方】サイリスタは「順方向の電圧がかかっているときに、ゲート信号を受けるとオンになり、電流が0になるとオフになる」部品です。どの半周期にどの組が働くかで考えます。
■1 どの組が働くか
ゲート信号は、電流を流し始める合図です。
$v_{\mathrm{s}}$ が正の半周期（0〜π）には、T₁ と T₄ の組が電流を流します。
$v_{\mathrm{s}}$ が負の半周期（π〜2π）には、T₂ と T₃ の組が電流を流します。
■2 流し始めるタイミング
制御遅れ角（合図を遅らせる角度）は $\dfrac{\pi}{2}$ です。
なので、どちらの組も、半周期の真ん中から電流を流し始めます。
■3 $e_{\mathrm{d1}}$（T₁、T₄ に信号なし）
正の半周期には何も出ません。
負の半周期の $\dfrac{3\pi}{2}$ からだけ電圧が出ます。→ 波形3
■4 $e_{\mathrm{d2}}$（全部に正しく信号あり）
$\dfrac{\pi}{2}$ と $\dfrac{3\pi}{2}$ の両方から電圧が出ます。→ 波形2
答えは(5)ピヨ。
出典：平成28年度（2016） 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)