第三種電気主任技術者の過去問
令和4年度（2022年）下期
機械 問17

単相ブリッジ接続の電圧形インバータの波形と回路に関する問題です。

図の①～④の条件で動作する回路を場合ごとに考えていきます。

IGBTを用いた単相ブリッジ接続の電圧形インバータの出力電圧v₀、出力電流i₀の波形を見て電流が流れているデバイスの正しい組合せを選択する問題です。

IGBTとは電圧駆動形のデバイスでMOSFETとバイポーラトランジスタを組み合わせた構造となります。特徴として高速スイッチング・耐高電圧・低いオン電圧などがあります。

まずインバーターの回路図を見ると、出力端子には、インダクタンスL［H］で抵抗値R［Ω］の誘導性負荷が接続されています。なので出力される電流は電圧より遅れとなります。

それらを踏まえて1区間ずつ見ていきたいと思います。

【①】

出力電圧が0[Ｖ]より上なので出力電圧E_ｄの＋側から電流がIGBTのQ₁−Q₄を通る経路となります。(オン状態)その時、出力電流は－となっているため、ダイオードのD₁−D₄電流が流れているといえます。なので①はD₁−D₄になります。

【②】

出力電圧、電流共に＋側に流れているのでデバイスはQ₁−Q₄のＯＮ状態となります。

【③】

出力電圧が－に対して、出力電流が＋の為、ダイオードのD₂−D₃に電流が流れています。

【④】

出力電圧、電流共に－側に流れているのでデバイスはQ₂−Q₃のＯＮ状態となります。

以上より各選択肢を見ていきます。