橋平礼の電験三種合格講座

電験三種は難関資格の一つです。過去問などを解きながら合格を目指しましょう。

平成30年(2018年) 電験三種 機械 問16

問16はパワエレに関する問題です。

平成30年(2018年)電験三種(機械) - YouTube

も見てね

 amazon Kindle版の書籍も出版しています。

ビデオや書籍でも学習しましょう。

 


 問16

 図1に示す降圧チョッパの回路は,電圧Eの直流電源,スイッチングする半導体バルブデバイスS,ダイオードD,リアクトルL,及び抵抗Rの負荷から構成されている。また,図2には,図1の回路に示すダイオードDの電圧$v_D$と負荷の電流$i_R$の波形を示す。次の(a)及び(b)の問に答えよ。

 

f:id:hashi-rei-channel:20190407222223p:plain

(a)降圧チョッパの回路動作に関し,図3~図5に,実線で示した回路に流れる電流のループと方向を示した三つの電流経路を考える。図2の時刻$t_1$及び時刻$t_2$において,それぞれどの電流経路となるか。正しい組合せを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。

 

f:id:hashi-rei-channel:20190407222254p:plain

 

  時刻$$t_1$$ 時刻$$t_2$$
(1) 電流経路(A) 電流経路(B)
(2) 電流経路(A) 電流経路(C)
(3) 電流経路(B) 電流経路(A)
(4) 電流経路(B) 電流経路(C)
(5) 電流経路(C) 電流経路(B)

 


(b)電圧Eが100V,降圧チョッパの通流率が50%,負荷抵抗Rが$2 \Omega$とする。デバイスSは周期Tの高周波でスイッチングし,リアクトルLの平滑作用により,図2に示す電流$i_R$のリプル成分は十分小さいとする。電流$i_R$の平均値$I_R$[A]として,最も近いものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。

(1)17.7   (2)25.0   (3)35.4   (4)50.1   (5)70.7

 


 

答え (a) : (1) ,(b) : (2)

f:id:hashi-rei-channel:20190407222403p:plain


(a)

図2から、
時刻$t_1$では電流が増加し、$v_D$がE[V]なのでSがONしているので、電流経路(A)
時刻$t_2$では電流が減少し、$v_D$が0[V]なのでSがOFFしているので、電流経路(B)


(b)
通流率が50%なので、抵抗に加わる電圧の平均値は50Vである。

$\dfrac{T_{on}}{T_{on}+T_{off}}=0.5$

よって、平均電流は
$I_R=\dfrac{50}{2}=25.0A$