問題文
次の文章は、単相双方向サイリスタスイッチに関する記述である。
図1は、交流電源と抵抗負荷との間にサイリスタ \(S_{1}\), \(S_{2}\) で構成された単相双方向スイッチを挿入した回路を示す。図示する電圧の方向を正とし、サイリスタの両端にかかる電圧 \(v_{th}\) が図2(下)の波形であった。
サイリスタ \(S_{1}\), \(S_{2}\) の運転として、このような波形となりえるものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。
(図1: 回路図、図2: 電圧波形 \(e\) と \(v_{th}\))
波形の特徴:
正の半周: \(v_{th}\) はある位相 \(\alpha\) までは電源電圧に沿い、その後0になる（導通）。
負の半周: \(v_{th}\) は常に電源電圧に沿っている（非導通）。
図はタップで拡大できます。
選択肢
-
(1)
\(S_1\), \(S_2\)とも制御遅れ角 \(\alpha\) で運転
-
(2)
\(S_1\)は制御遅れ角\(\alpha\), \(S_2\)は制御遅れ角0で運転
-
(3)
\(S_1\)は制御遅れ角\(\alpha\), \(S_2\)はサイリスタをトリガ (点弧) しないで運転
-
(4)
\(S_1\)は制御遅れ角0, \(S_2\)は制御遅れ角 \(\alpha\) で運転
-
(5)
\(S_1\)はサイリスタをトリガ(点弧) しないで、 \(S_2\)は制御遅れ角 \(\alpha\) で運転
\(v_{th}\) はスイッチ両端の電圧です。スイッチがOFFのときは電源電圧が現れ、ONのときはほぼ0Vになります。
波形を見ると、
* 正の半サイクル（\(S_1\)の順方向）では、位相 \(\alpha\) で電圧が0になっています。つまり、\(\alpha\) で \(S_1\) がターンオンしています。
* 負の半サイクル（\(S_2\)の順方向）では、電圧が常に正弦波のままです。つまり、スイッチは常にOFFの状態であり、\(S_2\) は点弧されていません。
したがって、\(S_1\)は制御角 \(\alpha\)、\(S_2\)はトリガしない運転となります。