第三種電気主任技術者・2011年度・機械

2011年度 機械 問17(b)

(選択問題)
次の図は、バルブデバイスとしてダイオードを用いた三相整流装置の回路を示す。
平滑リアクトルのインダクタンス LdL_{d} [H] は十分に大きく、直流電流 IdI_{d} [A] は一定になっているものとする。
交流側にリアクタンス XX [Ω\Omega] のリアクトルがあると転流時に重なり角が生じ、直流電圧が降下する。また、ダイオードの順電圧降下 VFV_{F} [V] によっても直流電圧が降下する。これら以外の電圧降下は無視する。入力交流電圧が VLV_{L} [V] のときのこの整流装置の出力電圧 VdV_{d} [V] は次式で求められる。
Vd=32πVL−3πX⋅Id−2VF V_{d}=\dfrac{3\sqrt{2}}{\pi}V_{L}-\dfrac{3}{\pi}X \cdot I_{d}-2V_{F}

この整流装置の入力交流電圧は VL=200V_{L}=200 [V], 周波数は f=50f=50 [Hz]で、直流電流は Id=36I_{d}=36 [A] である。交流側のリアクトルのインダクタンスは LL=5.56×10−4L_{L}=5.56\times10^{-4} [H] で、その抵抗値は平滑リアクトルの抵抗値とともに無視できるものとする。また、各ダイオードの順電圧降下は VF=1.0V_{F}=1.0 [V] で一定とする。次の(a)及び(b)の問に答えよ。

出力電圧 VdV_{d} [V]の値として、最も近いものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。

2011年度 機械 問17(b)の問題図1

出典:第三種電気主任技術者 2011年度 機械 問17(b)

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正答:(2)

要点

正解は(2)。出力電圧は約 262262 V です。

リアクタンス XX を求めます。
X=2πfLL=2×3.14×50×5.56×10−4≈314×0.000556≈0.1746 [Ω] X = 2 \pi f L_L = 2 \times 3.14 \times 50 \times 5.56 \times 10^{-4} \approx 314 \times 0.000556 \approx 0.1746 \text{ [\(\Omega\)]}
式に値を代入します。
第1項: 32πVL≈1.35×200=270\dfrac{3\sqrt{2}}{\pi} V_L \approx 1.35 \times 200 = 270 [V]
第2項: 3πXId≈0.955×0.1746×36≈6.0\dfrac{3}{\pi} X I_d \approx 0.955 \times 0.1746 \times 36 \approx 6.0 [V]
第3項: 2VF=2.02 V_F = 2.0 [V]

Vd=270−6.0−2.0=262V_d = 270 - 6.0 - 2.0 = 262 [V]

詳細解説を読む

リアクタンス XX を求めます。
X=2πfLL=2×3.14×50×5.56×10−4≈314×0.000556≈0.1746 [Ω] X = 2 \pi f L_L = 2 \times 3.14 \times 50 \times 5.56 \times 10^{-4} \approx 314 \times 0.000556 \approx 0.1746 \text{ [\(\Omega\)]}
式に値を代入します。
第1項: 32πVL≈1.35×200=270\dfrac{3\sqrt{2}}{\pi} V_L \approx 1.35 \times 200 = 270 [V]
第2項: 3πXId≈0.955×0.1746×36≈6.0\dfrac{3}{\pi} X I_d \approx 0.955 \times 0.1746 \times 36 \approx 6.0 [V]
第3項: 2VF=2.02 V_F = 2.0 [V]

Vd=270−6.0−2.0=262V_d = 270 - 6.0 - 2.0 = 262 [V]

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