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第三種電気主任技術者・2015年度・機械

2015年度 機械 問10

パワーエレクトロニクスパワーエレクトロニクスチョッパ回路

問題文

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図のような直流チョッパがある。
直流電源電圧 E=400 E=400 V, 平滑リアクトル L=1 L=1 mH, 負荷抵抗 R=10 R=10 Ω \Omega , スイッチSの動作周波数 f=10 f=10 kHz, 通流率 d=0.6 d=0.6 で回路が定常状態になっている。Dはダイオードである。このとき負荷抵抗に流れる電流の平均値 [A] として最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

2015年度 機械 問10の問題図1

出典：第三種電気主任技術者 2015年度 機械 問10

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正答：(4)

要点

正解は(4)。図の回路は降圧チョッパ（Buck Chopper）です。出力電圧の平均値 Vout V_{out} は、入力電圧 E E と通流率 d d の積となります。

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図の回路は降圧チョッパ（Buck Chopper）です。
出力電圧の平均値 Vout V_{out} は、入力電圧 E E と通流率 d d の積となります。
Vout=d×E=0.6×400=240 [V] V_{out} = d \times E = 0.6 \times 400 = 240 \text{ [V]}

定常状態において、平滑リアクトルのインピーダンスによる電圧降下の平均値は0とみなせるため、負荷抵抗 R R に加わる電圧は Vout V_{out} となります。
負荷抵抗に流れる電流の平均値 Iout I_{out} は、
Iout=VoutR=24010=24.0 [A] I_{out} = \dfrac{V_{out}}{R} = \dfrac{240}{10} = 24.0 \text{ [A]}

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