第三種電気主任技術者の過去問
平成28年度(2016年)
機械 問59
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問題
第三種 電気主任技術者試験 平成28年度(2016年) 機械 問59 (訂正依頼・報告はこちら)
純抵抗を負荷とした単相サイリスタ全波整流回路の動作について、次の問に答えよ。
図1に単相サイリスタ全波整流回路を示す。サイリスタT1〜T4に制御遅れ角α=π/2[rad]でゲート信号を与えて運転しようとしている。T2及びT3のゲート信号は正しく与えられたが、T1及びT4のゲート信号が全く与えられなかった場合の出力電圧波形をed1とし、正しくT1〜T4にゲート信号が与えられた場合の出力電圧波形をed2とする。図2の波形1~波形3から、ed1、ed2の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。
図1に単相サイリスタ全波整流回路を示す。サイリスタT1〜T4に制御遅れ角α=π/2[rad]でゲート信号を与えて運転しようとしている。T2及びT3のゲート信号は正しく与えられたが、T1及びT4のゲート信号が全く与えられなかった場合の出力電圧波形をed1とし、正しくT1〜T4にゲート信号が与えられた場合の出力電圧波形をed2とする。図2の波形1~波形3から、ed1、ed2の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。
- (電圧波形ed1)波形1 (電圧波形ed2)波形2
- (電圧波形ed1)波形2 (電圧波形ed2)波形1
- (電圧波形ed1)波形2 (電圧波形ed2)波形3
- (電圧波形ed1)波形3 (電圧波形ed2)波形1
- (電圧波形ed1)波形3 (電圧波形ed2)波形2
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この過去問の解説 (3件)
01
サイリスタ直流整流回路に関する問題です。
1)ゲート信号が正しい時、ONしているサイリスタ
制御遅れ角α=π/2[rad]より、
①0~π/2:なし
②π/2~π:T1、T4
③π~3π/2:なし
④3π/2~2π:T2、T3
したがって、ゲート信号が正しい時の電圧波形ed2は、波形2が正解です。
2)T1、T4のゲート信号がない時、ONしているサイリスタ
①0~π/2:なし
②π/2~π:なし
③π~3π/2:なし
④3π/2~2π:T2、T3
したがって、ゲート信号が正しい時の電圧波形ed1は、波形3が正解です。
正解です。
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02
全波整流(遅れ角0)且つ、サイリスタに故障のない状態は
単純に負の電源電圧が、正の電圧にひっくり返った状態です。
T1、T4サイリスタにパルスが発生すると
電源電圧の0~nπ(1,2,3,・・・)の交流波形が流れます。
T2、T3サイリスタにパルスが発生すると
電源電圧のnπ~2nπ(1,2,3,・・・)の交流波形が反転して流れます。
②
全波整流(遅れ角π/2)且つ、サイリスタに故障のない状態は
制御パルスがπ/2遅れているので、出力波形もπ/2遅れます。
つまり波形2になります。
③
全波整流(遅れ角0)且つ、T1、T4サイリスタに故障のある状態は
T1、T4サイリスタに制御パルスが流れないため、0~nπ(1,2,3,・・・)の出力波形が発生しません。
つまり波形3となります。
よってed1は波形3、ed2は波形2となります。
選択肢は5.です。
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03
サイリスタの動作
サイリスタは、アノード端子(図中T1~T4各素子の下側の端子)に正、カソード端子(図中T1~T4各素子の上側の端子)に負の電圧が印加されている時、ゲート端子(図中T1~T4各素子の右側の端子)にゲート信号が与えられると、アノード端子→カソード端子に電流が流れます。逆側には電流は流れません。
問題文より、角α=π/2[rad](=90°)でゲート信号を与えるのですから、Vs波形の位相π/2でT1及びT4がON、3π/2でT2及びT3がONします。この時、Rには常に同じ方向に電流が流れます。
ed1の波形
T2及びT3のゲート信号が正しく与えられているので、Vs波形の位相3π/2でONします。T1及びT4のゲート信号は全く与えられないので、Vs波形の位相π/2ではONしません。
よって正しい波形は、波形3になります。
ed2の波形
T1~T4のゲート信号が正しく与えられているので、Vs波形の位相π/2でT1及びT4がON、3π/2でT2及びT3がONします。
よって正しい波形は、波形2になります。
以上より、正解は5.となります。
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