パワエレ52【電験3種 機械】無停電電源装置（UPS）の回路構成と用途！平成19年 A問題10 完全解説

今回は平成19年度 機械科目 A問題10を解説します。パワエレ第4サブバッチ以降で扱ってきた直流チョッパ・インバータ・太陽光発電に続く、無停電電源装置（UPS）の回路構成と用途に関する空欄補充問題です。パワエレ問題としては今回でチャプター最終問題（本書問52）になります。

常時は交流入力を整流器で直流に変換し、インバータにより交流に変換して負荷に供給します。同時に充電器で二次電池を充電し、停電時にはDCスイッチで電池からインバータへ切り替えて定電圧・定周波数の電力を供給し続けます。主にコンピュータシステムや放送・通信用機器などの電源に用いられます。

平成19年度 機械科目 A問題10：問題文と選択肢

まずは、実際の試験問題を確認してみましょう。

電験3種 機械科目 【パワーエレクトロニクス】 平成19年度 A問題10

　図は無停電電源装置の回路構成の一例を示す。常時は，交流電源から整流回路を通して得た直流電力を（ア）と呼ばれる回路Bで交流に変換して負荷に供給するが，交流電源が停電あるいは電圧低下した場合には，（イ）の回路Dから半導体スイッチ及び回路Bを介して交流電力を供給する方式である。主にコンピュータシステムや（ウ）などの電源に用いられる。

　運転状態によって直流電圧が変動するので，回路BはPWM制御などの電圧制御機能を利用して，出力に（エ）の交流を得ることが一般的である。

　上記の記述中の空白箇所（ア），（イ），（ウ）及び（エ）に当てはまる語句として，正しいものを組み合わせたのは次のうちどれか。

上記の記述中の空白箇所（ア），（イ），（ウ）及び（エ）に当てはまる語句として，正しいものを組み合わせたのは次のうちどれか。

	（ア）	（イ）	（ウ）	（エ）
(1)	インバータ	二次電池	放送・通信用機器	定電圧・定周波数
(2)	DC/DCコンバータ	一次電池	家庭用空調機器	定電圧・定周波数
(3)	DC/DCコンバータ	二次電池	放送・通信用機器	可変電圧・可変周波数
(4)	インバータ	二次電池	家庭用空調機器	定電圧・定周波数
(5)	インバータ	一次電池	放送・通信用機器	可変電圧・可変周波数

出題のポイント：UPSの常時給電と停電時給電

常時は交流入力を整流してインバータから負荷へ給電し、二次電池を充電します。停電・電圧低下時は二次電池からインバータへ切り替え、定電圧・定周波数の交流を継続供給します。空欄の組合せは（1）です。

出題のポイント：UPSの常時給電と停電時給電

常時は交流入力を整流してインバータから負荷へ給電し、二次電池を充電します。停電・電圧低下時は二次電池からインバータへ切り替え、定電圧・定周波数の交流を継続供給します。空欄の組合せは（1）です。

ポイント解説：整流器・二次電池・インバータの役割

常時は交流入力を整流器で直流に変換し、インバータにより交流に変換して負荷に供給します。同時に充電器で二次電池を充電し、停電時にはDCスイッチで電池からインバータへ切り替えて定電圧・定周波数の電力を供給し続けます。

問題の解説：インバータと二次電池の組合せ（1）

STEP1　（ア）（イ）常時運転時の構成を確認する

常時は交流電源を整流回路で直流に変換し、インバータと呼ばれる回路Bで交流に戻して負荷に供給します。停電時には二次電池の回路Dから半導体スイッチ経由で電力を供給します。

STEP2　（ウ）用途を確認する

無停電電源装置は瞬時の停電や電圧降下を許容しない負荷、すなわちコンピュータシステムや放送・通信用機器などの電源に用いられます。

STEP3　（エ）出力の品質を確認する

回路BはPWM制御などにより、出力に定電圧・定周波数の交流を得ます。組合せは(1)です。

答え：(1)

まとめ

（ア）	インバータ
（イ）	二次電池
（ウ）	放送・通信用機器
（エ）	定電圧・定周波数
答え	(1)

▼あわせて解きたい関連問題
・太陽光発電用パワーコンディショナの構成：【機械】令和6年度下期A問題10
・可逆チョッパによる他励直流機の駆動：【機械】令和7年度上期B問題16