パワーエレクトロニクス

科目基礎情報

学校 石川工業高等専門学校 開講年度 平成30年度 (2018年度)
授業科目 パワーエレクトロニクス
科目番号 16520 科目区分 専門 / 必修
授業形態 講義 単位の種別と単位数 履修単位: 1
開設学科 電気工学科 対象学年 3
開設期 前期 週時間数 2
教科書/教材 佐藤 之彦著「基本を学ぶパワーエレクトロニクス」(オーム社)/ 野村 弘ほか「PSIMで学ぶ基礎パワーエレクトロニクス」(電気書院)など
担当教員 上町 俊幸

到達目標

1.パワエレクトロニクス技術の利点を理解し,説明できる。
2.スイッチを用いた回路の動作を理解し,解析ができる。
3.パワー半導体素子とその動作を理解し,説明や計算ができる。
4.DC-DC変換回路の動作を理解し,計算や説明ができる。
5.DC-AC変換回路のの動作を理解し,計算や説明ができる。
6.AC-DC変換回路の動作を理解し,計算や説明ができる。
7.AC-AC変換回路の動作を理解し,説明や解析ができる。

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
到達目標 項目1,2パワエレクトロニクス技術の利点を理解し,具体例をあげて説明ができる。パワエレクトロニクス技術の利点を理解し,簡単な説明ができる。パワエレクトロニクス技術の利点を説明することができない。
到達目標 項目3パワー半導体素子とその動作を理解し説明や計算ができる。パワー半導体素子とその基本的な動作を理解し説明ができる。パワー半導体素子とその動作を説明することができない。
到達目標 項目4,5,6,7各種電力変換回路の動作を理解し,計算や説明ができる。各種電力変換回路の基本的な動作を説明できる。各種電力変換回路の動作を説明することができない。

学科の到達目標項目との関係

本科学習目標 1 説明 閉じる
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教育方法等

概要:
パワーエレクトロニクスは,電力用半導体素子を用いて電力変換を行う技術であり,現代社会のあらゆる分野で利用され,電気技術者として必要不可欠な学問分野である。
そこで用いられる装置,回路に関する基礎学力と専門知識を身につけ,エネルギー利用に関する課題解決の手法について学ぶ。
授業の進め方・方法:
【授業の進め方など】パワー半導体素子と,それを使った電力変換回路について,講義と演習で学ぶ。
【事前事後学習など】随時,講義内容の復習のための課題を与える。
【関連科目】電気回路Ⅰ,電子回路Ⅰ
注意点:
電気回路,電子回路の基礎知識が必要です。
【評価方法・評価基準】成績の評価基準として50点以上を合格とする。
中間試験,期末試験を実施する。
中間試験(40%),期末試験(40%),課題・小テスト(20%)

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の概要 パワエレクトロニクス技術の利点を理解し説明できる。
2週 パワー半導体素子 (1)ダイオード,サイリスタ パワー半導体素子とその動作を理解し説明や計算ができる。
3週 パワー半導体素子 (2)トランジスタ,FET,IGBT パワー半導体素子とその動作を理解し説明や計算ができる。
4週 スイッチの性質 半導体スイッチの性質を理解し,説明や計算ができる。
5週 パワーエレクトロニクスに必要な基礎事項 高調波や過渡現象について,理解できる。
6週 DC-DC変換 (1)降圧チョッパ DC-DC変換回路の動作を理解し,計算や説明ができる。
7週 DC-DC変換 (2)昇圧チョッパ DC-DC変換回路の動作を理解し,計算や説明ができる。
8週 DC-DC変換 (3)昇降圧チョッパ DC-DC変換回路の動作を理解し,計算や説明ができる。
2ndQ
9週 DC-AC変換 (1)単相インバータ DC-AC変換回路のの動作を理解し,計算や説明ができる。
10週 DC-AC変換 (2)PWMインバータ,三相インバータ DC-AC変換回路のの動作を理解し,計算や説明ができる。
11週 AC-DC変換 (1)単相半波整流回路 AC-DC変換回路の動作を理解し,計算や説明ができる。
12週 AC-DC変換 (2)単相全波整流回路 AC-DC変換回路の動作を理解し,計算や説明ができる。
13週 AC-DC変換 (3)三相整流回路 AC-DC変換回路の動作を理解し,計算や説明ができる。
14週 AC-AC変換 電圧調節回路,サイクロコンバータ AC-AC変換回路の動作を理解し説明や解析ができる。
15週 前期復習
16週

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
専門的能力分野別の専門工学電気・電子系分野電力三相交流における電圧・電流(相電圧、線間電圧、線電流)を説明できる。3
半導体電力変換装置の原理と働きについて説明できる。4

評価割合

試験発表相互評価態度ポートフォリオその他合計
総合評価割合80000200100
基礎的能力0000000
専門的能力80000200100
分野横断的能力0000000