第三種電気主任技術者（電験三種） 過去問
令和7年度（2025年）下期
問59 (機械 問16（a）)
問題文
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
この整流装置の入力交流電圧はVL＝200V、周波数はf＝50Hzで、直流電流はId＝36Aである。交流側のリアクトルのインダクタンスはLL＝5.56✕10−4H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＝1.0Vで一定とする。次の問に答えよ。
ダイオードでは、電流の通電によって損失が発生する。一つのダイオードの損失の平均値は、通電する期間が1サイクルの1／3であるとして計算できる。一つのダイオードで発生する損失［W］の平均値に最も近いものを次のうちから一つ選べ。
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
この整流装置の入力交流電圧はVL＝200V、周波数はf＝50Hzで、直流電流はId＝36Aである。交流側のリアクトルのインダクタンスはLL＝5.56✕10−4H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＝1.0Vで一定とする。次の問に答えよ。
ダイオードでは、電流の通電によって損失が発生する。一つのダイオードの損失の平均値は、通電する期間が1サイクルの1／3であるとして計算できる。一つのダイオードで発生する損失［W］の平均値に最も近いものを次のうちから一つ選べ。
このページは閲覧用ページです。
履歴を残すには、 「新しく出題する（ここをクリック）」 をご利用ください。
問題
反映中…
第三種電気主任技術者（電験三種）試験 令和7年度（2025年）下期 問59（機械 問16（a）） （訂正依頼・報告はこちら）
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
この整流装置の入力交流電圧はVL＝200V、周波数はf＝50Hzで、直流電流はId＝36Aである。交流側のリアクトルのインダクタンスはLL＝5.56✕10−4H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＝1.0Vで一定とする。次の問に答えよ。
ダイオードでは、電流の通電によって損失が発生する。一つのダイオードの損失の平均値は、通電する期間が1サイクルの1／3であるとして計算できる。一つのダイオードで発生する損失［W］の平均値に最も近いものを次のうちから一つ選べ。
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
この整流装置の入力交流電圧はVL＝200V、周波数はf＝50Hzで、直流電流はId＝36Aである。交流側のリアクトルのインダクタンスはLL＝5.56✕10−4H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＝1.0Vで一定とする。次の問に答えよ。
ダイオードでは、電流の通電によって損失が発生する。一つのダイオードの損失の平均値は、通電する期間が1サイクルの1／3であるとして計算できる。一つのダイオードで発生する損失［W］の平均値に最も近いものを次のうちから一つ選べ。
- 72
- 36
- 24
- 18
- 12
正解！素晴らしいです
残念...
画像拡大
この過去問の解説 （1件）
01
回答項目と題意より与えられている条件について整理します。
回答項目
一つのダイオードで発生する損失［W］の平均値
与えられている条件
整流装置の出力電圧Vd［V］と入力交流電圧がVL［V］の関係式
Vd＝｛（3√2）／π｝VL−（3／π）XL・Id−2VF
入力交流電圧：VL：200V
周波数f：50Hz
直流電流：Id＝36A
平滑リアクトルのインダクタンスLL：5.56✕10−4H
ダイオードの順電圧降下VF：1.0V
一つのダイオードで発生する損失［W］の平均値：通電する期間が1サイクルの1／3
___________________________________________________________________
今回、題意では整流装置の直流出力電圧Vdの関係式が与えられていますが、求めるものは
一つのダイオードで発生する損失［W］の平均値です。
ダイオードに電流が流れると、ダイオードの内部で電圧降下が生じ、その分の電力が熱などとして失われます。
これより、一つのダイオードで発生する損失［W］は、
P=VFId
で表される。これより、
P=1.0×36=36W
となる。
損失［W］の平均値は、1サイクルの1／3であるので、求める損失の平均値Paveとすると、
Pave=13P=12W・・・答え
この選択肢は誤りです。
この選択肢は誤りです。
この選択肢は誤りです。
この選択肢は誤りです。
この選択肢が正答となります。
設問で求めるものが何かを整理することがポイントです。
直流出力電圧 Vdであれば題意の式
ダイオードの損失であれば、順電圧降下×電流×通電率
リアクトルのリアクタンスXLであれば、XL=2πfLL
となります。
参考になった数0
この解説の修正を提案する
前の問題（問58）へ
令和7年度（2025年）下期 問題一覧
次の問題（問60）へ