第三種電気主任技術者・2025年度 上期・機械

2025年度 上期 機械 問16(a)

図のように他励直流機を直流チョッパで駆動する。電源電圧は E=200VE=200\text{V} で一定とし、直流機の電機子電圧を VV とする。IGBT Q1Q_1 及び Q2Q_2 をオンオフ動作させるときのスイッチング周波数は 500Hz であるとする。なお、本問では直流機の定常状態だけを扱うものとする。次の(a)及び(b)の問に答えよ。

この直流機を電動機として駆動する場合, Q2Q_2 をオフとし、 Q1Q_1 をオンオフ制御することで、 VV を調整することができる。電圧 VV(平均値)が150Vのとき、1周期の中で Q1Q_1 がオンになっている時間の値 [ms]として、最も近いものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。

2025年度 上期 機械 問16(a)の問題図1

出典:第三種電気主任技術者 2025年度 上期 機械 問16(a)

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正答:(2)

要点

正解は(2)。降圧チョッパでは V=dEV=dE なので、150=200d150=200d から通流率は 0.750.75 です。周期は 1/500=2ms1/500=2\mathrm{ms} だから、オン時間は 1.5ms1.5\mathrm{ms} になります。

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この問題では、スイッチング区間ごとにどの素子へ電流が流れるか、平均値や時定数がどう決まるかを追うことがポイントです。

スイッチング周期 T=1/500=0.002s=2msT = 1/500 = 0.002 \text{s} = 2 \text{ms}。

降圧チョッパ動作です。
V=dE⇒150=d×200⇒d=0.75V = d E \Rightarrow 150 = d \times 200 \Rightarrow d = 0.75
オン時間 ton=dT=0.75×2ms=1.5mst_{on} = d T = 0.75 \times 2 \text{ms} = 1.5 \text{ms}。

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