図1は、単相インバータで誘導性負荷に給電する基本回路を示す。負荷電流 \(i_o\) と直流電流 \(i_d\) は図示する矢印の向きを正の方向として、次の(a)及び(b)の問に答えよ。
出力交流電圧の1周期に各パワートランジスタが1回オンオフする運転において、図2に示すように、パワートランジスタ \(S_1 \sim S_4\) のオンオフ信号波形に対して、負荷電流 \(i_o\) の正しい波形が (ア) ～ (ウ)、直流電流 \(i_d\) の正しい波形が (エ)、(オ) のいずれかに示されている。その正しい波形の組合せを次の1～5のうちから一つ選べ。
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要点
正解は(1)。誘導性負荷では電流が急に変化できないため、スイッチを切り替えた直後も直前の電流がしばらく流れ続けるのがポイントです。
詳細解説
正解は(1)です。
誘導性負荷では電流が急に変化できないため、スイッチを切り替えた直後も直前の電流がしばらく流れ続けるのがポイントです。その結果、ある区間ではトランジスタではなく還流ダイオード側に電流が逃げる（回生的な流れになる）時間が生じます。
・負荷電流 \(i_o\)：電圧が \(+E\)、\(-E\) と切り替わっても電流は遅れて増減し、滑らかに変化する波形になります。提示波形の中では (ア) が該当します。
・直流電流 \(i_d\)：切換え直後にダイオードを介して電源側へ戻る区間が生じるため、半周期の中で符号が変わる（戻りの区間を含む）波形になります。これに該当するのは (エ) です。
よって組合せは (ア)と(エ) となります。
以上より、選択肢(1)が正解です。
