問題正弦波PWM制御の電圧形インバータで、信号波(指令波)の周波数と変調率を一定に保ったまま、搬送波(三角波)の周波数を高くしたときの変化として、最も適切なものはどれか。
- a出力電圧の高調波は高次側へ移り、フィルタを小型化しやすくなるが、スイッチング損失は増加する
- b出力電圧の高調波は低次側へ移り、フィルタを小型化しやすくなり、スイッチング損失も減少して効率が上がる
- c出力電圧の基本波成分が搬送波周波数に比例して大きくなり、スイッチング損失は変化しない
- d出力電圧の高調波は変化しないが、基本波の周波数が搬送波周波数に追従して高くなる
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正解:a. 出力電圧の高調波は高次側へ移り、フィルタを小型化しやすくなるが、スイッチング損失は増加する
正解は「出力電圧の高調波は高次側へ移り、フィルタを小型化しやすくなるが、スイッチング損失…」。正弦波PWMでは、出力電圧の高調波は搬送波周波数付近とその整数倍付近に現れる。搬送波周波数を高くすると高調波は高次側へ移り、出力フィルタのLCを小さくできる。一方、素子のスイッチング回数が増えるため、スイッチング損失は増加する。「出力電圧の高調波は低次側へ移り、フィルタを小型化しやすくなり、スイッチング損失も…」は誤り。高調波が移るのは低次側ではなく高次側であり、スイッチング損失は減少せず増加する。「出力電圧の基本波成分が搬送波周波数に比例して大きくなり、スイッチング損失は変化しない」は誤り。基本波電圧は変調率と直流電圧で決まり、搬送波周波数には比例しない。損失も変化しないのではなく増える。「出力電圧の高調波は変化しないが、基本波の周波数が搬送波周波数に追従して高くなる」は誤り。高調波の周波数分布は変わる。基本波の周波数は信号波の周波数で決まり、搬送波には追従しない。
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