第三種電気主任技術者（電験三種） 過去問
平成29年度（2017年）
問59 (機械 問59)

純抵抗負荷の場合、Vsが＋電圧（位相：0～π）の時と－電圧（位相：π～2π）の時に分けて考えます。

Vsが+電圧の時は、サイリスタT1が導通する制御遅れ角α～πでVs＝VLとなります。
Vsが-電圧の時は、サイリスタT2が導通する制御遅れ角π＋α～2πでVs＝VLとなります。

抵抗負荷は、電流と電圧の位相差は0なので、

純抵抗負荷の場合は、”波形1”となります。


誘導性負荷の場合、サイリスタT1，T2は抵抗負荷と同じく制御遅れ角αで導通しますが、
誘導負荷にエネルギーが蓄えられているので、位相がπになった後でも
誘導負荷のエネルギーが無くなるまでは同じ向きの電流が流れつづけます。
そのため、電流は電圧に少し遅れて0になります。

位相が2πになっても同様に誘導負荷のエネルギーが無くなるまでは同じ向きの電流が流れつづけます。
電流は電圧に少し遅れて0になります。

誘導負荷の場合は、”波形2”となります。

補足ですが、誘導負荷に蓄えられるエネルギーWは、
W（J）＝1/2×L×I^2 となります。

問題となっている純抵抗負荷の場合と誘導性負荷の場合とで発生する波形の組合せは、

純抵抗負荷：波形1、誘導負荷：波形2　となります。

よって、問題の正解は「1」になります。

解答
純抵抗負荷の場合、電圧と電流に位相差はなく、Vs>0では制御遅れ角αからπまで、Vs<0では制御遅れ角αから2πまで導通することになります。
誘導性負荷の場合、負荷にエネルギーが蓄えられるので電流は抵抗負荷のように急激に上昇せずに緩やかに上がっていきます。
Vs>0では蓄えられたエネルギーによってπでは電流値が0とはならずπよりも少し遅れて0となります。
電流が0となった後は次の制御遅れ角αが来るまでは0となります。
よって答えは1番の[純抵抗負荷]波形1、[誘導性負荷]波形2となります。

交流電力調整において、純抵抗負荷と誘導性負荷で発生する波形の正しい組み合わせを選択する問題です。