電験１種過去問【2009年機械制御問3】

2009年12月1日2024年7月12日

【パワエレ】三相インバータ、三角波搬送波周波数の説明、波形作図《計算問題》

　図１に示す回路は、電圧形三相ブリッジ変換器である。オンオフ制御バルブデバイスには IGBT を用いている。この変換器において、IGBT は商用周波数の正弦波信号波と三角波搬送波とを比較してオン・オフを制御している。各相のアーム対それぞれにおいて、各相の信号波瞬時値が搬送波瞬時値よりも大きい場合は C 側の IGBT がオンし、D 側の IGBT をオフする。逆の場合は D 側の IGBT をオンし、C 側の IGBT をオフする。搬送波には信号波の周波数の 3 倍の周波数の三角波を用いている。この変換器の出力端子にフィルタなどの付属装置を追加して、誘導性の三相負荷に出力する。この変換器の動作について、次の問に答えよ。

解答と解説はこちら

解答

公式標準解答

(2) 搬送波の周波数を信号波の周波数の3の奇数倍とする理由
下記のような解答が，いずれか1項目ずつ記載されていればよい。
●3の倍数とする理由
・三相間で電圧波形を同じにできる。
・相間で3の倍数次の高調波を相殺し抑制できる。
●奇数倍とする理由
・偶数次高調波の発生を抑制できる。
・正と負の波形を同じにできる。
(3) 搬送波の周波数を高くしたときのメリット，デメリット
下記のような解答が，いずれか1項目ずつ記載されていればよい。
●メリット
・電流波形を正弦波に近づけられる。
・フィルタを小形にできる。
●デメリット
・損失が増加する。
・(問題文に記載された搬送波周波数の範囲では)騒音が大きくなりやすい。