エネルギー変換工学

科目基礎情報

学校	秋田工業高等専門学校	開講年度	平成31年度 (2019年度)
授業科目	エネルギー変換工学
科目番号	0019	科目区分	専門 / 選択
授業形態	授業	単位の種別と単位数	学修単位: 2
開設学科	生産システム工学専攻	対象学年	専1
開設期	前期	週時間数	2
教科書/教材	自製プリント
担当教員	山崎 博之

到達目標

１．直流機，交流機の動作原理と特性について説明できる。
２．回転運動系の力学的諸量について説明でき，運動方程式を導出できる。
３．各種電力変換器の動作が説明できる。
４．直流機のトルク・速度・位置制御の基本的な考え方が説明できる。

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	交流機の等価相変換，整流変換等を行い，電圧方程式が導出できる。	直流機の動作原理と特性について説明できる。	電動機の動作原理や特性が説明できない。
評価項目2	電動機及び機械的負荷の運動方程式を導出できる。	回転運動系の簡単な運動方程式を導出できる。	回転運動系の運動方程式を導出できない。
評価項目3	チョッパ回路，コンバータ回路，インバータ回路の動作説明ができる。	各種電力変換器の動作の概要を説明できる。	各種電力変換器の動作説明ができない。
評価項目4	電動機の制御方式を説明でき，安定性を考慮したフィードバック制御系の設計ができる。	電動機の制御方式を説明できる。	電動機の制御方式を説明できない。

教育方法等

概要:

機械と電気エネルギーが相互に変換されるとき，それらを定量的に結ぶ関係式の導出ができ，定めた条件下での特性解析が出来ることを目標とする。

授業の進め方・方法:

講義形式で行う。必要に応じて適宜小テストを実施し，また演習課題，レポート，宿題を課す。試験結果が合格点に達しない場合，再試験を行うことがある。

注意点:

合格点は６０点である。成績は，試験結果70%，演習課題・レポート・宿題を30%で評価する。
特にレポート・宿題の未提出者は単位取得が困難となるので注意すること。
授業の復習をしっかり行い，演習問題は自分で解くようにつとめること。
自学自習時間：前期週4時間（合計60時間）

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
前期
	1stQ
		1週	授業ガイダンス	授業の進め方と評価の仕方について説明する。
		2週	電動機の基礎 （電動機の回転原理）	直流機と交流機の出力，トルク及び回転数の関係が理解できる。
		3週	電動機の基礎 （座標変換と回転座標系）	３相／２相変換したときの電圧方程式が導出できる。
		4週	電動機の基礎 （座標変換と回転座標系）	３相／２相変換したときの電圧方程式が導出できる。
		5週	回転機と負荷系の運動力学 （運動方程式）	直線運動と回転運動の力学的諸量の関係が理解でき，電動機負荷の力学的取り扱いが出来る。
		6週	回転機と負荷系の運動力学 （運動方程式）	直線運動と回転運動の力学的諸量の関係が理解でき，電動機負荷の力学的取り扱いが出来る。
		7週	回転機と負荷系の運動力学 （負荷のトルクと速度特性）	運動方程式を用い電動機トルクと速度特性の説明が出来る。
		8週	電力変換 （直流変換）	電力変換回路の分類ができ，チョッパ回路の動作が分かる。
	2ndQ
		9週	電力変換 （交流変換）	コンバータとインバータの基本的回路の動作説明が出来る。
		10週	電動機の制御方式 （制御システム）	電動機のトルク，速度，位置制御方法の特徴が理解できる。
		11週	電動機の制御方式 （交流機の速度制御）	速度制御法の分類と一次周波数制御方式の特徴を説明できる。
		12週	エネルギー変換システムにおける制御	安定性を考慮したフィードバック制御系の設計が出来る。
		13週	エネルギー変換システムにおける制御	安定性を考慮したフィードバック制御系の設計が出来る。
		14週	応用例	鉄道，交通，産業ドライブ，電力系統への応用原理が理解できる。
		15週	到達度試験	上記項目について学習した内容の理解度を確認する。
		16週	試験の解説と解答	到達度試験（前期末）の解説と解答，本授業のまとめ，および授業アンケート

評価割合

	試験	レポート	相互評価	態度	ポートフォリオ	その他	合計
総合評価割合	70	30	0	0	0	0	100
知識の基本的な理解	50	10	0	0	0	0	60
思考・推論・創造への適用力	10	10	0	0	0	0	20
汎用的技能	10	10	0	0	0	0	20
態度・嗜好性 (人間力)	0	0	0	0	0	0	0
総合的な学習経験と 創造的思考力	0	0	0	0	0	0	0