機械 問16(a) 過去問解説

図1は、IGBTを用いた単相ブリッジ接続の電圧形インバータを示す。直流電圧 $E_d$ [V] は、一定値と見なせる。出力端子には、インダクタンス $L$ [H] の誘導性負荷が接続されている。 図2は、このインバータの動作波形である。時刻 $t = 0$ s でIGBT $Q_3$ 及び $Q_4$ のゲート信号をオフにするとともに $Q_1$ 及び $Q_2$ のゲート信号をオンにすると、出力電圧 $v_a$ は $E_d$ [V] となる。 $t = \dfrac{T}{2}$ [s] で $Q_1$ 及び $Q_2$ のゲート信号をオフにするとともに $Q_3$ 及び $Q_4$ のゲート信号をオンにすると、出力電圧 $v_a$ は $-E_d$ [V] となる。これを周期 $T$ [s] で繰り返して方形波電圧を出力する。 このとき、次の(a)及び(b)の問に答えよ。

ただし、デバイス(IGBT及びダイオード)での電圧降下は無視するものとする。