図のように他励直流機を直流チョッパで駆動する。電源電圧は \(E=200\text{V}\) で一定とし、直流機の電機子電圧を \(V\) とする。IGBT \(Q_1\) 及び \(Q_2\) をオンオフ動作させるときのスイッチング周波数は 500Hz であるとする。なお、本問では直流機の定常状態だけを扱うものとする。次の(a)及び(b)の問に答えよ。
この直流機を電動機として駆動する場合, \(Q_2\) をオフとし、 \(Q_1\) をオンオフ制御することで、 \(V\) を調整することができる。電圧 \(V\)（平均値）が150Vのとき、1周期の中で \(Q_1\) がオンになっている時間の値 [ms]として、最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
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要点
正解は(2)。降圧チョッパでは \(V=dE\) なので、\(150=200d\) から通流率は \(0.75\) です。周期は \(1/500=2\mathrm{ms}\) だから、オン時間は \(1.5\mathrm{ms}\) になります。
詳細解説
この問題では、スイッチング区間ごとにどの素子へ電流が流れるか、平均値や時定数がどう決まるかを追うことがポイントです。
スイッチング周期 \(T = 1/500 = 0.002 \text{s} = 2 \text{ms}\)。
降圧チョッパ動作です。
\(V = d E \Rightarrow 150 = d \times 200 \Rightarrow d = 0.75\)
オン時間 \(t_{on} = d T = 0.75 \times 2 \text{ms} = 1.5 \text{ms}\)。
