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Certia
B問題
下期

電験三種 機械 2022年度 下期 問16(b)

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図1は,IGBTを用いた単相ブリッジ接続の電圧形インバータを示す。直流電圧Ed [V]は,一定値と見なせる。出力端子には,インダクタンスL[H]で抵抗値R[Ω]の誘導性負荷が接続されている。この電圧形インバータの出力電圧v0,出力電流i0が図2のようになった。インバータの動作モードを図2に示す①~④として本モードは周期T [s]で繰り返されるものとする。なお,上下スイッチの短絡を防ぐデッドタイムは考慮しない。次の(a)及び(b)の問に答えよ。図2 (b) 電源電圧Edが100V,インダクタンスLを2mHとし,抵抗Rを1Ωとすると,区間①②の電流は-Ip[A]からIp[A]まで時定数[s]で増加する。に最も近い値を次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。

問題の図

正解と解説

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正解 2

0.002

区間①②では出力電圧が+Edに保たれ、負荷はインダクタンスLと抵抗Rの直列回路に一定電圧が印加された形になるので、電流は時定数τ=L/Rの指数関数で-IpからIpへ向かって増加する。数値を代入するとτ=2×10⁻³/1=0.002sとなる。図2に示された接線から時定数を読み取る作図の考え方も同じで、L/R以外の組合せ(例えばLRやL/R²)は次元が合わない。

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