電験２種過去問【2021年機械 問2】
【パワーエレクトロニクス】電圧形インバータの負荷電流《空所問題》
次の文章は、インバータの動作に関する記述である。文中の\(\fbox{空所欄}\)に当てはまる最も適切なものを解答群の中から選べ。
図１にハーフブリッジ電圧形インバータに負荷を接続した回路図を示す。図２には負荷にかかる交流電圧\(\displaystyle v_0\)と負荷に流れる定常状態の交流電流\(\displaystyle i_0\)の波形を示す。電圧形インバータでは、スイッチングデバイス\(\displaystyle Q_1\)と\(\displaystyle Q_2\)に交互にオン信号とオフ信号を与える。図２の期間Bは\(\fbox{（１）}\)期間に相当する。
ここで負荷が誘導性の場合を考える。図２の交流電流\(\displaystyle i_0\)の波形は、負荷の種類(抵抗、誘導性、容量性)に応じて流れる電流波形を順不同に示しているが、負荷が誘導性の場合に電圧\(\displaystyle v_0\)に対して流れる電流\(\displaystyle i_0\)としてとり得る波形は図２\(\fbox{（２）}\)である。このときに、負荷の内で抵抗Rにかかる電圧\(\displaystyle v_R\)の波形は図３\(\fbox{（３）}\)である。また、インダクタンスLにかかる電圧\(\displaystyle v_L=v_0-v_R\)の波形は図４\(\fbox{（４）}\)である。図２の電圧\(\displaystyle v_0\)と図２\(\fbox{（２）}\)の電流\(\displaystyle i_0\)において、高調波成分を除いた基本波成分の電圧\(\displaystyle v_f\)と電流\(\displaystyle i_f\)の関係は、\(\displaystyle v_f\)に対して\(\fbox{（５）}\)の電流\(\displaystyle i_f\)が流れている。
［問２の解答群］
(ｲ)\( \displaystyle \text{遅れ位相}\) (ﾛ)\( \displaystyle \text{進み位相}\) (ﾊ)\( \displaystyle \text{同位相}\)
(ﾆ)\( \displaystyle \text{(a)}\) (ﾎ)\( \displaystyle \text{(b)}\) (ﾍ)\( \displaystyle \text{(c)}\)
(ﾄ)\( \displaystyle \text{(d)}\) (ﾁ)\( \displaystyle \text{(e)}\) (ﾘ)\( \displaystyle \text{Q2にオン信号を与える}\)
(ﾇ)\( \displaystyle \text{(f)}\) (ﾙ)\( \displaystyle \text{(g)}\) (ｦ)\( \displaystyle \text{Q1にオン信号を与える}\)
(ﾜ)\( \displaystyle \text{(h)}\) (ｶ)\( \displaystyle \text{(i)}\) (ﾖ)\( \displaystyle \text{Q1に負荷電流が流れる}\)
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