CVCFの仕組みを超簡単に理解したい方が読む記事。UPSとの違いはあるのか。

＜問題＞無停電電源システム(UPS)の一つの基本構成である常時インバータ給電方式を単線系統図に示す。このUPSは，図の破線で囲まれた部分をここではCVCF(Constant Voltage Constant Frequency)装置を定義すると，その（ア）回路に蓄電池を接続して、商用電源が停電した際のエネルギー源としている。図に示すように，蓄電池を整流器とは別の充電器で充電し，サイリスタを用いて蓄電池をCVCF装置と接続する方法は，（イ）と呼ばれることがある。充電器によって蓄電池に適した条件で充電できるので，この方法は大容量の蓄電池をもつシステムなどで使われる。常時インバータ給電方式のUPSの信頼性を向上する方法には，バイパス方式，（ウ）方式などがある。前者は運転しているUPSが故障した際には，切換スイッチを使用して商用電源から直接負荷に給電する方式であり，その一例が図に示されている。切換スイッチA及びBにサイリスタなどを用いた半導体スイッチを使用すると回路を無瞬断で切り換えることができるが，常時のインバータ運転は商用電源（エ）運転であることが必要である。また，後者は，複数台のUPSを用いる方法であり，1台のUPSが故障した場合に速やかにそれを検出して切り離すことによって，残りの健全なUPSで負荷に給電を続ける方法である。この方式を用いると，必要な負荷容量を複数台（n台）のUPSの合計容量で給電する際に，信頼性を向上したシステムが（オ）台だけのUPSで実現できる特長がある。

また次のような問題では確実に点を取れる。＜問題＞電気車を駆動する電動機として、直流電動機が広く使われてきた。近年、パワーエレクトロニクス技術の発展によって、電気車用駆動電動機の電源として、（ア）の交流を発生することができるインバータを搭載する電気車が多くなった。インバータの使用デバイスは、ゲートターンオフサイリスタ（イ）やIGBTが採用されている。駆動電動機は構造が簡単で保守が容易な（ウ）三相誘導電動機や小型・軽量化を目指した永久磁石同期電動機などがある。

CVCFの目的

「精密機械の運転を妨げない」ためにCVCFは必要なのだ。

CVCFの導入実用例を知ろう

現在だと、CVCFとバッテリーはシステムとしてセットになっているため、混乱しやすいがUPSと言えば「CVCF＋バッテリー」と覚えておくといいだろう。

実用例①工場等の計算機や制御装置

ゴミ焼却場や製造現場、発電所、病院では「より精度の高い機器制御」と「安定した電源供給」が要求される。

実用例②サーバーやデスクトップPC

バッテリーを持っているノートパソコンではなく、重要データが保存されているサーバーやデスクトップPCに電源を供給するためにUPSは設置される。

実用例③研究所や大学の電源

実用例④試験用の電源

海外旅行の経験がある方はご存知だと思うが、海外と日本では使用電圧・周波数が異なる。そのため、海外渡航者は小型の変圧器を電気屋さんや空港のコンビニ等で購入する。

電験での戦略を考えよう

もし、歯が立たずに解けなかった場合、当然不合格になる。そうなると、１年後にまた再受験だ。

自分がよく伝えているのは「泥臭くてもいいので点を取る」ということ。

ただ、こういった戦略を準備せずに、情報に流されて特定の分野を全く勉強せずに試験に臨むというのは残念で仕方がない。

まとめ

以上「CVCFの仕組みを超簡単に説明する。UPSとの違いはあるのか。」の記事となります。

・CVCFの目的と仕組み・整流器の仕組み・インバータの仕組み・フィルタの仕組み・CVCFとUPSの違い

これらに加えて、CVCFの採用実例を学びました。

さらには、電験の過去問についても触れることができたので基礎知識が相当身についたと思います。何か雑誌等を読む際にパワーエレクトロニクスに関わる記事がありましたら、簡単にでも読んでおきましょう。

これを継続するだけで、大きい点ではありませんが２点～６点が取れたりします。これが合否を分けることになるので、日常生活の中でも知識を吸収しておきましょうね。

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