2022年度 上期 機械 問16(b) 2022年度 上期 機械 問16(b)

図1は、IGBTを用いた単相ブリッジ接続の電圧形インバータを示す。直流電圧 \(E_d\) [V]は、一定値と見なせる。出力端子には、インダクタンス \(L\) [H]の誘導性負荷が接続されている。 図2は、このインバータの動作波形である。時刻 \(t=0\)sでIGBT \(Q_3\) 及び \(Q_4\) のゲート信号をオフにするとともに \(Q_1\) 及び \(Q_2\) のゲート信号をオンにすると、出力電圧 \(v_a\) は \(E_d\) [V]となる。 \(t=\dfrac{T}{2}\) [s]で \(Q_1\) 及び \(Q_2\) のゲート信号をオフにするとともに \(Q_3\) 及び \(Q_4\) のゲート信号をオンにすると、出力電圧 \(v_a\) は \(-E_d\) [V]となる。これを周期 \(T\) [s]で繰り返して方形波電圧を出力する。 このとき、次の(a)及び(b)の問に答えよ。 ただし、デバイス (IGBT及びダイオード)での電圧降下は無視するものとする。 図1の回路において \(E_d=100\)V, \(L=10\)mH, \(T=0.02\)s とする。\(t=0\)sにおける電流値を \(-I_p\) として、 \(t=\dfrac{T}{2}\) [s]における電流値を \(I_p\) としたとき、 \(I_p\) の値 [A] として、最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。