パワーエレクトロニクス

科目基礎情報

学校 仙台高等専門学校 開講年度 平成31年度 (2019年度)
授業科目 パワーエレクトロニクス
科目番号 0003 科目区分 専門 / 選択
授業形態 講義 単位の種別と単位数 学修単位: 2
開設学科 情報電子システム工学専攻 対象学年 専2
開設期 前期 週時間数 2
教科書/教材 必要に応じて資料を提示し,参考書等を紹介する。
担当教員 柏葉 安宏

到達目標

パワーエレクトロニクス用の素子の構造や要求される特性,電力形態の変換方式について理解する。どのような分野に応用されるかを理解する。
JABEE (E)

ルーブリック

理想的な到達レベルの目安標準的な到達レベルの目安未到達レベルの目安
評価項目1複数のパワーデバイスの基本構造および動作原理を説明できる。特定のパワーデバイスの基本構造および動作原理を説明できる。パワーデバイスの基本構造および動作原理を説明できない。
評価項目2複数の電力変換回路の基本構造および動作原理を説明できる。特定の電力変換回路の基本構造および動作原理を説明できる。電力変換回路の基本構造および動作原理を説明できない。
評価項目3フィードバック制御技術の基本を理解し,説明できる。フィードバック制御技術の基本を説明できる。フィードバック制御技術の基本を説明できない。
評価項目4パワーエレクトロニクスの複数の応用分野を理解し,説明できる。パワーエレクトロニクスの特定の応用分野を理解し,説明できる。パワーエレクトロニクスの応用分野を説明できない。

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

概要:
現代社会に必要な電力の高効率な変換・制御を目指したパワーエレクトロニクス分野の進歩は目覚しい。ここでは,パワーエレクトロニクスの本質とその重要性,パワーエレクトロニクスデバイスおよび回路を学ぶと共に,パワーエレクトロニクスの応用分野について学習する。
授業の進め方・方法:
電子工学に関する科目が関連科目となる。回路,制御や電子デバイスの知識を元に学習することに留意すること。「電気回路」,「電子回路」や「デバイス工学」の内容を自学自習として予習および復習することが望ましい。必要に応じて,調査,説明,グループワーク,ディスカッションをおこなってもらうため,積極的に学修に参加すること。
注意点:

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 パワーエレクトロニクスとは パワーエレクトロニクスの概要を説明できる。
2週 パワーエレクトロニクスとは パワーエレクトロニクスの応用分野を説明できる。
3週 パワーデバイス 整流ダイオード,パワートランジスタの基本構造および動作原理を説明できる。
4週 パワーデバイス パワーMOSFET,サイリスタの基本構造および動作原理を説明できる。
5週 パワーデバイス IGBT,パワーモジュールの基本構造および動作原理を説明できる。
6週 電力変換回路 整流回路,チョッパ回路の基本動作を理解し,説明できる。
7週 電力変換回路 インバータ,コンバータの基本動作を理解し,説明できる。
8週 電力変換回路 交流電力調整回路の基本動作を理解し,説明できる。
2ndQ
9週 制御技術 ラプラス変換を用いたフィードバック制御技術の基本を理解し,説明できる。
10週 制御技術 ラプラス変換を用いたフィードバック制御技術の基本を理解し,説明できる。
11週 パワーエレクトロニクスの応用 電源システム,輸送システム,FAシステムに,パワーエレクトロニクスがどのように利用されているかを理解し,説明できる。
12週 パワーエレクトロニクスの応用 家電・民生機器に,パワーエレクトロニクスがどのように利用されているかを理解し,説明できる。
13週 パワーエレクトロニクスの応用 電力系統等に,パワーエレクトロニクスがどのように利用されているかを理解し,説明できる。
14週 試験
15週 試験返却と解説
16週 まとめ パワーエレクトロニクスのか概要および応用分野を理解し説明できる。

モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標

分類分野学習内容学習内容の到達目標到達レベル授業週

評価割合

試験演習課題レポート合計
総合評価割合502525000100
基礎的能力30151500060
専門的能力20101000040
分野横断的能力0000000