今回は平成18年度 機械科目 A問題9を解説します。与えられた出力電圧波形vR(半波の正負が入れ替わる波形)を得ることができる電力変換回路を、5つの回路図から選ぶ問題です。
波形は制御遅れ角で制御されている(ダイオードのみの回路ではない)ことと、正負両方に現れる(全波整流や半波整流ではない)ことの2点から、逆並列接続された2個のサイリスタ(双方向スイッチ)による回路を選びます。
ほぼ同じ問題が 【機械】令和4年度下期A問題10 でも出題されています。出題パターンが固定なので、セットで解けば確実な得点源になります。
平成18年度 機械科目 A問題9: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18年度 A問題9
図に示す出力電圧波形vRを得ることができる電力変換回路として,正しいのは次のうちどれか。ただし,回路中の交流電源は正弦波交流電圧源とする。
回路候補(1)〜(5)は、下の問題図を参照してください。

出題のポイント:出力電圧の極性と制御角
出力電圧が正負の両極性に現れるため整流回路ではなく、各半周期の途中から導通するためダイオードだけの回路でもありません。制御遅れ角を設定できる逆並列サイリスタの双方向スイッチ(3)が該当します。
出題のポイント:出力電圧の極性と制御角

出力電圧が正負の両極性に現れるため整流回路ではなく、各半周期の途中から導通するためダイオードだけの回路でもありません。制御遅れ角を設定できる逆並列サイリスタの双方向スイッチ(3)が該当します。
ポイント解説:双方向スイッチを波形から判定


波形は制御遅れ角で制御されている(ダイオードのみの回路ではない)ことと、正負両方に現れる(全波整流や半波整流ではない)ことの2点から、逆並列接続された2個のサイリスタ(双方向スイッチ)による回路を選びます。
問題の解説:逆並列サイリスタ回路(3)


STEP1 ダイオードのみの回路を除外する
波形は位相角の途中から立ち上がっており制御されているため、制御角をもたないダイオードのみの回路(1)(2)(4)は除外できます。
STEP2 全波整流回路も除外する
全波整流回路(4)(5に相当する構成)は常に片側極性の出力になるため、正負両方に現れる本問の波形とは一致しません。
STEP3 結論
正負が入れ替わり、かつ位相制御されている波形に一致するのは、逆並列接続されたサイリスタ(双方向スイッチ)による(3)です。
答え:(3)
💡 覚え方
正負に反転しかつ位相制御されている波形→逆並列サイリスタ(双方向スイッチ)。
⚠️ よくある間違い
単なる半波・全波整流(片側極性のみ)と双方向スイッチ(正負両方かつ位相制御)を混同しない。
まとめ
| 波形の特徴 | 位相制御され、正負に反転 |
| 該当回路 | 逆並列サイリスタ(双方向スイッチ) |
| 答え | (3) |
▼あわせて解きたい関連問題
・単相双方向サイリスタスイッチの運転判定:【機械】平成23年度A問題9
・出力電圧波形から電力変換回路を選ぶ(令和4年下期):【機械】令和4年度下期A問題10

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