令和1年度機械問16

図は直流昇圧チョッパ回路であり，スイッチングの周期を

T \ \mathrm {[s]}

とし，その中での動作を考える。ただし，直流電源

\mathrm {E}

の電圧を

E_{0} \ \mathrm {[V]}

とし，コンデンサ

\mathrm {C}

の容量は十分に大きく出力電圧

E_{1} \ \mathrm {[V]}

は一定とみなせるものとする。半導体スイッチ

\mathrm {S}

がオンの期間

T_{\mathrm {on}} \ \mathrm {[s]}

では，

\mathrm {E}－リアクトル\mathrm {L}－\mathrm {S}－\mathrm {E}

の経路と

\mathrm {C}－負荷\mathrm {R}－\mathrm {C}

の経路の二つで電流が流れ，このときに

\mathrm {L}

に蓄えられるエネルギーが増加する。

\mathrm {S}

がオフの期間

T_{\mathrm {off}} \ \mathrm {[s]}

では，

\mathrm {E}－\mathrm {L}－ダイオード\mathrm {D}－\left( \mathrm {C}と\mathrm {R}の並列回路\right) －\mathrm {E}

の経路で電流が流れ，

\mathrm {L}

に蓄えられたエネルギーが出力側に放出される。次の(a)及び(b)の問に答えよ。問題画像

(a)　この動作において，

\mathrm {L}

の磁束を増加させる電圧時間積は

\fbox {　 （ア） 　}

であり，磁束を減少させる電圧時間積は

\fbox {　 （イ） 　}

である。定常状態では，増加する磁束と減少する磁束が等しいとおけるので，入力電圧と出力電圧の関係を求めることができる。上記の記述中の空白箇所(ア)及び(イ)に当てはまる組合せとして，正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

\begin{array}{ccc} & （ア） & （イ） \\ \hline (1) & E_{0}\cdot T_{\mathrm {on}} & \left( E_{1}-E_{0}\right) \cdot T_{\mathrm {off}} \\ \hline (2) & E_{0}\cdot T_{\mathrm {on}} & E_{1} \cdot T_{\mathrm {off}} \\ \hline (3) & E_{0}\cdot T & E_{1} \cdot T_{\mathrm {off}} \\ \hline (4) & \left( E_{0}-E_{1}\right) \cdot T_{\mathrm {on}} & \left( E_{1}-E_{0}\right) \cdot T_{\mathrm {off}} \\ \hline (5) & \left( E_{0}-E_{1}\right) \cdot T_{\mathrm {on}} & \left( E_{1}-E_{0}\right) \cdot T \\ \hline \end{array}

(b)　入力電圧

E_{0}=100 \ \mathrm {V}

，通流率

\alpha =0.2

のときに，出力電圧

E_{1}

の値

\mathrm {[V]}

として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。　(1)　

80

　　(2)　

125

　　(3)　

200

　　(4)　

400

　　(5)　

500

(a) の解答を表示する (a) の解答を非表示にする

正解：(1)

(b) の解答を表示する (b) の解答を非表示にする

正解：(2)

出典：令和1年度第三種電気主任技術者試験　機械科目

令和1年度 機械 問16