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1[9급 지방직 전기기기] 20년 1회차
그림과 같은 단상 전파 위상제어 정류회로에서 전원전압 vs의 실횻값은 220[V], 전원 주파수는 60[Hz]이다. 부하단에 연결되어 있는 저항 R은 20[Ω]이고 사이리스터의 지연각(점호각) α=60°라 할 때, 저항 R에 흐르는 전류의 평균값[A]은? (단, 부하에 연결된 인덕턴스 L은 L≫R로 충분히 큰 값을 가진다)
문제 이미지
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22
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11√2
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22/π
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11√2/π
해설

저항 R에 흐르는 전류의 평균값은 112π A\dfrac{11\sqrt{2}}{\pi}\,\mathrm{A}이다.

회로는 사이리스터 4개로 된 단상 전파(브리지) 위상제어 정류회로이고, L≫R이므로 부하전류가 연속되어 출력 평균전압은 다음과 같다.
Vdc=22Vsπcos⁡αV_{dc}=\dfrac{2\sqrt{2}V_s}{\pi}\cos\alpha

값을 대입하면
Vdc=22×220π×cos⁡60∘=2202π VV_{dc}=\dfrac{2\sqrt{2}\times 220}{\pi}\times\cos 60^\circ=\dfrac{220\sqrt{2}}{\pi}\,\mathrm{V}
인덕턴스의 평균전압은 0이므로 평균전류는 저항만으로 정해진다.
Idc=VdcR=220220π=112π AI_{dc}=\dfrac{V_{dc}}{R}=\dfrac{220\sqrt{2}}{20\pi}=\dfrac{11\sqrt{2}}{\pi}\,\mathrm{A}

  • 22: 2\sqrt{2}, 1π\dfrac{1}{\pi}, cos α를 모두 빠뜨린 값으로, 실제 평균전류(약 4.95 A)보다 훨씬 크다.
  • 11√2: 평균값 인자 1π\dfrac{1}{\pi}가 빠진 값이다.
  • 22/π: 실횻값을 최댓값으로 바꾸는 2\sqrt{2}와 점호각 인자 cos α가 빠진 값이다.

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