エネルギー変換工学

科目基礎情報

学校	岐阜工業高等専門学校	開講年度	2017
授業科目	エネルギー変換工学
科目番号	0216	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: 1
開設学科	電気情報工学科	対象学年	5
開設期	前期	週時間数	1
教科書/教材	図解メカトロニクス入門シリーズ アクチュエータ入門 改訂２版（松井信行著，オーム社）
担当教員	冨田 睦雄,長谷川 勝

到達目標

具体的には以下の項目を到達目標とする。
①DCモータの特性の理解
②DCモータの電子制御法の理解
③サイリスタを用いた整流回路の理解
④インダクションモータの特性の理解
⑤インバータの原理とインバータによるインダクションモータの速度制御法の理解
⑥同期モータとブラシレスモータの理解

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	DCモータの特性に関する問題を正確(8割以上)に解くことができる。	DCモータの特性に関する問題をほぼ正確(6割以上)に解くことができる。	DCモータの特性に関する問題を解くことができない。▼
評価項目2	DCモータの電子制御法に関する問題を正確(8割以上)に解くことができる。	DCモータの電子制御法に関する問題をほぼ正確(6割以上)に解くことができる。	DCモータの電子制御法に関する問題を解くことができない。
評価項目3	サイリスタを用いた整流回路に関する問題を正確(8割以上)に解くことができる。	サイリスタを用いた整流回路に関する問題をほぼ正確(6割以上)に解くことができる。	サイリスタを用いた整流回路に関する問題を解くことができない。
評価項目4	インダクションモータの特性に関する問題を正確(8割以上)に解くことができる。	インダクションモータの特性に関する問題をほぼ正確(6割以上)に解くことができる。	インダクションモータの特性に関する問題を解くことはできない。
評価項目5	インバータの原理とインバータによるインダクションモータの速度制御法に関する問題を正確(8割以上)に解くことができる。	インバータの原理とインバータによるインダクションモータの速度制御法に関する問題をほぼ正確(6割以上)に解くことができる。	インバータの原理とインバータによるインダクションモータの速度制御法に関する問題を解くことができない。
評価項目6	同期モータとブラシレスモータに関する問題を正確(8割以上)に解くことができる。	同期モータとブラシレスモータに関する問題をほぼ正確(6割以上)に解くことができる。	同期モータとブラシレスモータに関する問題を解くことができない。

教育方法等

概要:

電気機器で学んだ、電気エネルギーを機械エネルギーに変換するモータの原理・特性を復習し、さらにこれらを電子制御する方法を習得する。

授業の進め方・方法:

授業は、教科書と板書を中心に行うので、各自学習ノートを充実させること。

注意点:

電気機器で学んだ知識を要するので、電気機器を十分復習しておくこと。
なお，成績評価に教室外学修の内容は含まれる。
（Ｄ－３ エネルギー系）1００％
JABEE基準１（１）：（ｄ）

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
前期
	1stQ
		1週	DCモータの原理	DCモータの原理を理解する。(教室外学修）DCモータのトルク発生原理についてまとめる。
		2週	DCモータの基本式	DCモータの基本式を理解する。(教室外学修）DCモータの基本式導出過程をまとめる。
		3週	DC他励モータ・DC分巻モータ	DC他励モータ・DC分巻モータを理解する。(教室外学修）DCモータの励磁方法の違いをまとめる。
		4週	DCモータの抵抗制御法・チョッパ制御法(C)	DCモータの抵抗制御法・チョッパ制御法を理解する。(教室外学修）DCモータの運転効率を導く。
		5週	サイリスタを用いた整流回路(C)	サイリスタを用いた整流回路を理解する。(教室外学修）サイリスタを用いた整流回路の演習。
		6週	インダクションモータの原理と回転磁界(C)	インダクションモータの原理と回転磁界を理解する。(教室外学修）回転磁界，極数と速度についてまとめる。
		7週	インダクションモータの等価回路と特性	インダクションモータの等価回路と特性を理解する。(教室外学修）インダクションモータのトルク特性を導く。
		8週	インダクションモータの速度制御法	インダクションモータの速度制御法を理解する。(教室外学修）インダクションモータの速度制御法をまとめ，運転効率を導く。
	2ndQ
		9週	インバータ（周波数の電子制御）	インバータ（周波数の電子制御）を理解する。(教室外学修）周波数変換の原理をまとめ，THDを導出する。
		10週	三相インバータとその動作・同期モータとブラシレスモータ(C)	三相インバータとその動作・同期モータとブラシレスモータを理解する。(教室外学修）三相インバータによる擬似回転磁界，ブラシレスモータについてまとめる。
		11週	三角波比較PWM制御法(C)	三角波比較PWM制御法を理解する。(教室外学修）PWM制御法による効果についてまとめる。
		12週	三相インバータによる同期モータのトルク制御法(C)	三相インバータによる同期モータのトルク制御法を理解する。(教室外学修）同期モータの等価回路に基づいてトルク制御法を導く。
		13週	三相インバータによるインダクションモータの簡易速度制御法(C)	三相インバータによるインダクションモータの簡易速度制御法を理解する。(教室外学修）インバータを用いたV/f制御法をまとめる。
		14週	三相インバータによるインダクションモータのトルク制御法	三相インバータによるインダクションモータのトルク制御法を理解する。(教室外学修）インダクションモータの等価回路に基づいてトルク制御法を導く。
		15週	期末試験	エネルギー変換工学を理解する。
		16週	期末試験の解答の解説・エネルギー変換工学まとめ	エネルギー変換工学を理解する。(教室外学修）エネルギー変換工学を理解する。

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
専門的能力	分野別の専門工学	電気・電子系分野	電力	誘導機の原理と構造を説明できる。	3	前6,前7,前8,前13,前14
				同期機の原理と構造を説明できる。	3	前10,前12
				半導体電力変換装置の原理と働きについて説明できる。	3	前5,前9,前10,前11,前12,前13,前14

評価割合

	試験	教室外学習提出	合計
総合評価割合	100	30	130
	100	30	130