エネルギ変換工学

科目基礎情報

学校 豊田工業高等専門学校 開講年度 平成30年度 (2018年度)
授業科目 エネルギ変換工学
科目番号 74105 科目区分 専門 / 選択必修4
授業形態 講義 単位の種別と単位数 学修単位: 2
開設学科 電気・電子システム工学科 対象学年 4
開設期 前期 週時間数 2
教科書/教材 「電気機器工学」電気・電子系教科書シリーズ19 前田 勉,新谷邦弘 著(コロナ社)ISBN:978-4-339-01199-9/配付プリント
担当教員 犬塚 勝美

到達目標

(ア)誘導電動機の原理、構造や制御方法を説明でき、電気的等価回路への変換、諸特性の定式化を理解できる。 (d)
(イ)同期発電機の原理と構造、種類、電気的等価回路、運転条件と方法,異常現象を説明でき、等価回路から諸特性の定式化が理解できる。 (d)
(ウ)同期電動機の特性,運転方法を説明できる。 (d)

ルーブリック

最低限の到達レベルの目安(優)最低限の到達レベルの目安(良)最低限の到達レベルの目安(不可)
評価項目(ア)誘導電動機の原理、構造や制御方法を説明でき、電気的等価回路への変換、諸特性の定式化に関して応用ができる。 (d)誘導電動機の原理、構造や制御方法を説明でき、電気的等価回路への変換、諸特性の定式化を理解できる。 (d)誘導電動機の原理、構造や制御方法を説明できず、かつ電気的等価回路への変換、諸特性の定式化を理解できない。 (d)
評価項目(イ)同期発電機の原理と構造、種類、電気的等価回路、運転条件と方法,異常現象を説明でき、等価回路から諸特性の定式化に関して応用できる。 (d)同期発電機の原理と構造、種類、電気的等価回路、運転条件と方法,異常現象を説明でき、等価回路から諸特性の定式化が理解できる。 (d)同期発電機の原理と構造、種類、電気的等価回路、運転条件と方法,異常現象を説明できず、かつ等価回路から諸特性の定式化が理解できない。 (d)
評価項目(ウ)同期電動機の特性の応用ができ,かつ運転方法を説明できる。 (d)同期電動機の特性,運転方法を説明できる。 (d)同期電動機の特性,運転方法を説明できない。 (d)

学科の到達目標項目との関係

学習・教育到達度目標 A-1 電気エネルギーの運用(発生,輸送,変換)に関する原理,実用化への問題と代表的な解決策を説明できる.
JABEE d 当該分野において必要とされる専門的知識とそれらを応用する能力
本校教育目標 ① ものづくり能力

教育方法等

概要:
エネルギーはいろいろな形態(熱、化学、光など)で存在しており,他の形態への変換のしやすさ,輸送のしやすさなどから現代社会では電気エネルギーが重要な位置を占めている。本講義では電気エネルギーから機械エネルギーへ変換する,あるいはその逆を行う機器の代表的なもの(誘導電動機,同期機)について説明する。両者は現代社会に広く浸透しており,発電所に使用される数メガワットの発電機から,電気機器の駆動装置の数十ワットのモータまでのほとんどにはこれらの電動機が使用されている。これらの電動機の動作原理から始まり,理論,特性,運転方法について説明する。
授業の進め方・方法:
注意点:
第三学年の「基礎エネルギ変換工学」を修得しておくことが望ましい。

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 三相誘導電動機の原理と構造:回転磁界(課題:演習問題) 三相誘導電動機の原理と構造とを説明できる。 (d)
2週 三相誘導電動機の理論:等価回路(課題:演習問題) 三相誘導電動機を電気的等価回路に変換できる。 (d)
3週 三相誘導電動機の理論:等価回路(課題:演習問題) 三相誘導電動機を電気的等価回路に変換できる。 (d)
4週 三相誘導電動機の特性:電流,発生トルク(課題:演習問題) 三相誘導電動機の等価回路から諸特性の定式化ができる。 (d)
5週 三相誘導電動機の特性:電流,発生トルク(課題:演習問題) 三相誘導電動機の等価回路から諸特性の定式化ができる。 (d)
6週 三相誘導電動機の運転:始動,制動,速度制御(課題:演習問題) 三相誘導電動機の始動,停止,および速度の制御方法を説明できる。 (d)
7週 単相誘導電動機:構造,特性,運転(課題:演習問題) 単相誘導電動機に関する事項を説明できる。 (d)
8週 同期発電機の原理と構造:回転界磁形と回転電機子形,水車発電機,タービン発電機,エンジン発電機(課題:演習問題) 同期発電機の原理と構造,種類,電気的等価回路を説明できる。 (d)
2ndQ
9週 同期発電機の理論:同期発電機の誘導起電力,等価回路(課題:演習問題) 同期発電機の原理と構造,種類,電気的等価回路を説明できる。 (d)
10週 同期発電機の理論:同期発電機の誘導起電力,等価回路(課題:演習問題) 同期発電機の原理と構造,種類,電気的等価回路を説明できる。 (d)
11週 同期発電機の特性:同期発電機の特性曲線(課題:演習問題) 同期発電機の等価回路から諸特性の定式化ができる。 (d)
12週 同期発電機の特性:同期発電機の特性曲線(課題:演習問題) 同期発電機の等価回路から諸特性の定式化ができる。 (d)
13週 同期発電機の並行運転:運転条件と方法,異常現象(課題:演習問題) 同期発電機の運転条件と方法,異常現象を説明できる。 (d)
14週 同期電動機:理論,特性,運転(課題:演習問題) 同期電動機の特性,運転方法を説明できる。 (d)
15週 前期の総まとめ
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・電子系分野電力直流機の原理と構造を説明できる。3
誘導機の原理と構造を説明できる。3
同期機の原理と構造を説明できる。3
変圧器の原理、構造、特性を説明でき、その等価回路を説明できる。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。3

評価割合

定期試験小テスト課題合計
総合評価割合652015100
専門的能力652015100