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第三種電気主任技術者令和7年度 下期機械問 16(b)

令和7年度 下期 第三種電気主任技術者 機械 問16(b)

難度標準

【共通条件】

次の図は,パワー半導体デバイスとしてダイオードを用いた三相整流装置の回路を示す。

平滑リアクトルのインダクタンス Ld [H] は十分に大きく,直流電流 Id [A] は一定になっているものとする。

交流側にリアクタンス XL [Ω] のリアクトルがあると転流時に重なり角が生じ,直流電圧が降下する。また,ダイオードの順電圧降下 VF [V] によっても直流電圧が降下する。これら以外の電圧降下は無視する。入力交流電圧が VL [V] のときのこの整流装置の出力電圧 Vd [V] は次式で求められる。

Vd = (3√2/π)·VL − (3/π)·XL·Id − 2VF

[図:三相ダイオード整流装置の回路]

この整流装置の入力交流電圧は VL = 200 V,周波数は f = 50 Hz で,直流電流は Id = 36 A である。交流側のリアクトルのインダクタンスは LL = 5.56×10⁻⁴ H で,その抵抗値は平滑リアクトルの抵抗値とともに無視できるものとする。また,各ダイオードの順電圧降下は VF = 1.0 V で一定とする。

【(b)】

出力電圧 Vd の値[V]として,最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

問16の図表1

選択肢

解説

結論 → 詳細 → 補足 の 3 層構成

展開
結論Layer 1

① 交流側リアクタンス XL を求める。

XL = 2πf·LL = 2π × 50 × 5.56×10⁻⁴ ≒ 314.16 × 5.56×10⁻⁴ ≒ 0.1747 Ω

詳細Layer 2
展開

② 与えられた式の各項を計算する。

・第 1 項:(3√2/π)·VL ≒ 1.3505 × 200 ≒ 270.1 V

・重なり角による降下:(3/π)·XL·Id ≒ 0.9549 × 0.1747 × 36 ≒ 6.00 V

・ダイオードの順電圧降下:2VF = 2 × 1.0 = 2.0 V(三相ブリッジでは直流電流の通電経路に正側と負側のダイオードが直列に入るため 2 個分となる)

補足Layer 3
展開

③ 出力電圧

Vd ≒ 270.1 − 6.00 − 2.0 ≒ 262.1 V

よって最も近いものは (4) 262 である。

各選択肢の解説

(1)

270

誤り。270 V は第 1 項 (3√2/π)·VL ≒ 270.1 V のみの値で,重なり角による降下約 6.0 V とダイオードの順電圧降下 2.0 V が差し引かれていない。

(2)

264

誤り。264 V は 270.1 − 6.0 ≒ 264.1 V にあたり,ダイオードの順電圧降下 2VF = 2.0 V が差し引かれていない。

(3)

263

誤り。263 V は 270.1 − 6.0 − 1.0 ≒ 263.1 V にあたり,順電圧降下をダイオード 1 個分しか差し引いていない値となる。式では 2VF = 2.0 V を差し引く。

(4)

262

正しい。Vd ≒ 270.1 − 6.00 − 2.0 ≒ 262.1 V で,最も近い。

(5)

251

誤り。251 V は計算値 262.1 V より約 11 V 低く,与えられた式と数値から得られる値と一致しない。

この解説は?
AI生成

解説は公式の問題文・公式解答を基に作成しています。 事実誤認・選択肢の取り違え・最新法令の反映漏れ等を含む可能性があるため、 重要な判断は必ずリンク先の公式資料でご確認ください。

最終更新:

出典:令和7年度下期第三種電気主任技術者試験 機械科目 問16(b)。問題文・選択肢を読みやすく整形。

検証プロセス・誤り報告フローは 運営透明性レポートで公開しています。

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何が問われるか
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