B問題
上期
電験三種 機械 2024年度 上期 問16(a)
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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 (a) 図2に示した区間①~④において電流が流れているデバイス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 ② ③ ④
正解と解説
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正解 5
D1⁻D4 Q1⁻Q4 D2⁻D3 Q2⁻Q3
図2で区間①②は出力電圧v₀=+Ed、区間③④はv₀=−Edであり、電流i₀は①で負(−Ipから零へ)、②で正、③で正(Ipから零へ)、④で負となっている。電圧と電流の向きが逆の区間ではIGBTは電流を流せず逆並列の還流ダイオードが導通するので、①はD₁−D₄、③はD₂−D₃が電流を流している。電圧と電流の向きが一致する②はQ₁−Q₄、④はQ₂−Q₃のIGBTが導通する。したがってD₁−D₄、Q₁−Q₄、D₂−D₃、Q₂−Q₃の組合せとなる。