エンベデッドシステムスペシャリスト 2020年午前2 問12

問題文

コンバータとインバータで構成されるモータ駆動装置を表した図における、a、b、cの組合せとして、適切なものはどれか。

🖊️ 解答を隠して解いてみる

ア：

イ：（正解）

ウ：

エ：

🔒 解説は解答すると表示されます

正しい組合せは、イの「a：交流、b：直流、c：交流」です。

モータ駆動装置では、電源から受け取った交流をコンバータで直流に変換し、その直流をインバータでモータに適した交流に変換します。したがって、コンバータの入力であるaは交流、コンバータとインバータの間のbは直流、インバータの出力であるcは交流です。

コンバータの役割を確認します。
この図のコンバータは、電源からの交流を直流に変換します。
コンバータとインバータの間を確認します。
ブロック間の二本の線にはコンデンサが接続されています。これは直流を平滑化する直流リンクを表しているため、bは直流です。
インバータの役割を確認します。
インバータは直流を交流に変換してモータへ供給します。したがって、cは交流です。

選択肢	a	b	c	判定
ア	交流	交流	交流	bが誤りです。コンバータとインバータの間は直流です。
イ	交流	直流	交流	コンバータで交流を直流に変換し、インバータで交流に戻す流れと一致します。
ウ	直流	交流	直流	aとb、cが誤りです。電源側は交流で、直流リンクを経てモータ側は交流になります。
エ	直流	直流	直流	aとcが誤りです。電源からの入力とモータへの出力は、いずれも交流です。

コンバータとインバータの変換方向を取り違える
このモータ駆動装置では、コンバータが交流から直流へ、インバータが直流から交流へ変換します。
モータには常に直流が供給されると思い込む
図のモータ駆動装置では、インバータが作った交流をモータへ供給します。
コンデンサがある部分を交流と判断する
図のコンデンサは直流リンクの電圧を平滑化するためのものです。コンデンサが描かれている部分は、交流ではなく直流側です。

インバータは、直流を交流に変換するだけでなく、出力する交流の周波数や電圧を調整できます。モータの回転速度は、主に供給する交流の周波数を変えることで制御します。

Q. コンバータとインバータは、どちらも電力を変換する装置ですか？
A. はい。一般にコンバータは電力変換装置の総称として使われることもありますが、この問題のモータ駆動装置では、交流を直流に変換する部分をコンバータ、直流を交流に変換する部分をインバータとしています。

Q. コンバータとインバータの間にコンデンサがあるのはなぜですか？
A. 変換後の直流電圧の変動を抑え、インバータへ安定した直流を供給するためです。

関連キーワード: コンバータ、インバータ、直流リンク、電力変換、モータ駆動装置

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