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インバータのブリッジ回路 単相交流とは2本の線に180°ずつ位相がずれた電流、そして、三相交流とは3本の線に120°ずつ位相がずれた電流です。 単相交流を出力するインバータは、ハーフブリッジを2つ並べます。この形の回路はHブリッジやフルブリッジと呼ばれます。 そして、それぞれのハーフブリッジに2本の相、つまり180°ずれた(反転した)正弦波のPWMを使い、駆動すると、単相交流が得られます。 三相交流の場合は、ハーフブリッジを3つならべ、同様にして、120°ずつずれた正弦波のPWMをそれぞれに使うと、三相交流を得られます。 つまり、単相インバータの場合、スイッチの素子は4つ、三相インバータの場合は6つ必要になります。 2-1.
【問題】 【難易度】★★★☆☆(普通) 一次線間電圧が\( \ 66 \ \mathrm {kV} \ \),二次線間電圧が\( \ 6. 6 \ \mathrm {kV} \ \),三次線間電圧が\( \ 3. 3 \ \mathrm {kV} \ \)の三相三巻線変圧器がある。一次巻線には線間電圧\( \ 66 \ \mathrm {kV} \ \)の三相交流電源が接続されている。二次巻線に力率\( \ 0. 8 \ \),\( \ 8 \ 000 \ \mathrm {kV\cdot A} \ \)の三相誘導性負荷を接続し,三次巻線に\( \ 4 \ 800 \ \mathrm {kV\cdot A} \ \)の三相コンデンサを接続した。一次電流の値\( \ \mathrm {[A]} \ \)として,最も近いものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。ただし,変圧器の漏れインピーダンス,励磁電流及び損失は無視できるほど小さいものとする。 (1) \( \ 42. 0 \ \) (2) \( \ 56. 0 \ \) (3) \( \ 70. 幼女でもわかる 三相VVVFインバータの製作. 0 \ \) (4) \( \ 700. 0 \ \) (5) \( \ 840. 0 \ \) 【ワンポイント解説】 内容は電力科目や法規科目で出題されやすい電力の計算問題ですが,一般的に受電端に設けることが多い電力用コンデンサを三次巻線に設けた少しひねった問題です。 三次巻線があることで,少し驚いてしまうかもしれませんが,電圧が違うのみで内容は同じなので,十分に解ける問題になるかと思います。 1. 有効電力\( \ P \ \mathrm {[W]} \ \)と無効電力\( \ Q \ \mathrm {[var]} \ \) 抵抗で消費される電力を有効電力\( \ P \ \mathrm {[W]} \ \)とリアクタンスで消費もしくは供給される電力を無効電力\( \ Q \ \mathrm {[var]} \ \)と呼び,図1のようにベクトル図を描きます。さらに,有効電力\( \ P \ \mathrm {[W]} \ \)と無効電力\( \ Q \ \mathrm {[var]} \ \)のベクトル和は皮相電力\( \ S \ \mathrm {[V\cdot A]} \ \)と呼ばれ, \[ \begin{eqnarray} S&=&\sqrt {P^{2}+Q^{2}} \\[ 5pt] \end{eqnarray} \] の関係があります。図1において,力率は\( \ \cos \theta \ \)で定義され, \cos \theta &=&\frac {P}{S} \\[ 5pt] となります。 2.
55∠ -\frac {\pi}{3} \ \mathrm {[A]} \\[ 5pt] と求められる。 (b)解答:(5) ワンポイント解説「1. \( \ \Delta -\mathrm {Y} \ \)変換と\( \ \mathrm {Y}-\Delta \ \)変換」の通り,負荷側を\( \ \mathrm {Y}-\Delta \ \)変換すると, Z_{\mathrm {ab}} &=&3Z \\[ 5pt] &=&3\times 10 \\[ 5pt] &=&30 \ \mathrm {[\Omega]} \\[ 5pt] であるから,\( \ {\dot I}_{\mathrm {ab}} \ \)は, {\dot I}_{\mathrm {ab}} &=&\frac {{\dot E}_{\mathrm {a}}}{{\dot Z}_{\mathrm {ab}}} \\[ 5pt] &=&\left| \frac {{\dot E}_{\mathrm {a}}}{{\dot Z}_{\mathrm {ab}}}\right| ∠ \left( 0-\frac {\pi}{6}\right) \\[ 5pt] &=&\left| \frac {200}{30}\right| ∠ \left( 0-\frac {\pi}{6}\right) \\[ 5pt] &≒&6. 67∠ -\frac {\pi}{6} \ \mathrm {[A]} \\[ 5pt] と求められる。