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第三種電気主任技術者の過去問 平成28年度(2016年) 機械 問51

問題

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図は、2種類の直流チョッパを示している。いずれの回路もスイッチS、ダイオードD、リアクトルL、コンデンサC(図1のみに使用されている。)を用いて、直流電源電圧E=200Vを変換し、負荷抵抗Rの電圧νd1、νd2を制御するためのものである。これらの回路で、直流電源電圧はE=200V一定とする。また、負荷抵抗Rの抵抗値とリアクトルLのインダクタンス又はコンデンサCの静電容量の値とで決まる時定数が、スイッチSの動作周期に対して十分に大きいものとする。各回路のスイッチSの通流率を0.7とした場合、負荷抵抗Rの電圧νd1、νd2の平均値Vd1、Vd2の値[V]の組合せとして、最も近いものを次の( 1 )~( 5 )のうちから一つ選べ。
問題文の画像
   1 .
(Vd1)667、 (Vd2)140
   2 .
(Vd1)467、 (Vd2)60
   3 .
(Vd1)667、 (Vd2)86
   4 .
(Vd1)467、 (Vd2)140
   5 .
(Vd1)286、 (Vd2)60
( 第三種 電気主任技術者試験 平成28年度(2016年) 機械 問51 )
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この過去問の解説 (2件)

1
図1が昇圧チョッパーです。
昇圧チョッパーは、スイッチを切ることで
電源電圧に加えて、スイッチを入れている間に貯めたインダクタのエネルギーを放出します。
Vd1 はスイッチをoffにした時間によって、電源電圧が大きくなるので
Vd1 = (Ton + Toff / Toff)×E
で表されます。

通流率とは、スイッチがONしている時間の割合です。
Ton / Ton + Toff = 0.7

スイッチがOFFしている時間の割合は0.3になるので
Toff / Ton + Toff = 0.3

したがって
Vd1 = (1 / 0.3 )×200 = 666.666・・・・

Vd1に適した値は667となります。


図2が降圧チョッパーです。
降圧チョッパーは、スイッチを切ることで電圧の供給を止め、
スイッチを切っている間の電圧は、インダクタに貯めたエネルギーで賄います。

Vd2はスイッチを入れている時間によって、電圧が減少するので。
Vd2 = (Ton / Ton + Toff)×E
で表されます。値を代入すると
Vd2 = (0.7)×200 = 140

Vd2に適した値は140となります。

選択肢は1.です。

付箋メモを残すことが出来ます。
0

スイッチSのON時間をTon、OFF時間をToffとすると、スイッチSの通流率が0.7との事ですので、Ton=0.7、Toff=0.3となります。

図1は昇圧チョッパですので、

Vd1=(Ton+Toff)/Toff×Eとなります。よって

Vd1=1/0.3×200=666.666・・・≒667[V]

図2は高圧チョッパですので、

Vd2=Ton/(Ton+Toff)×E となります。よって

Vd2=0.7/1×200=140[V]

従いまして、正解は1.となります。

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