問題電圧形インバータの同一レグ(上下アーム)では、一方の素子をオフにしてから他方の素子をオンにするまでに、両方の素子がオフとなる短い期間(デッドタイム)を設ける。この期間を設ける目的として、最も適切なものはどれか。
- a素子の温度上昇を抑えるため、この期間中は負荷電流を強制的にゼロにすること
- b出力電圧の基本波成分を大きくするため、この期間中は搬送波の振幅を下げること
- c負荷に蓄えられたエネルギーを直流電源へ戻すため、素子を一時的にオフにすること
- d同一レグの上下の素子が同時にオンして、直流電源が短絡されるのを防ぐこと
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正解:d. 同一レグの上下の素子が同時にオンして、直流電源が短絡されるのを防ぐこと
正解は「同一レグの上下の素子が同時にオンして、直流電源が短絡されるのを防ぐこと」。電圧形インバータの各レグでは、上下のスイッチング素子が直流電源の両端に直列に接続されている。両素子が同時にオンになると直流電源が短絡されて過大な電流が流れる。実際の素子はオフ指令が出てもすぐには電流を遮断できないため、両方オフの期間を設けて短絡を防ぐ。「素子の温度上昇を抑えるため、この期間中は負荷電流を強制的にゼロにすること」は誤り。デッドタイム中も負荷電流は還流ダイオードを通って流れ続けており、強制的にゼロにはしない。「出力電圧の基本波成分を大きくするため、この期間中は搬送波の振幅を下げること」は誤り。搬送波の振幅はデッドタイムと無関係で、デッドタイムはむしろ出力電圧に誤差を生じる要因になる。「負荷に蓄えられたエネルギーを直流電源へ戻すため、素子を一時的にオフにすること」は誤り。エネルギーを電源側へ戻すのは還流ダイオードの働きであり、デッドタイムの目的ではない。
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