概要:
３年生で学習した知識を前提として、回転機の中でも重要な、誘導電動機、同期発電機、同期電動機について解説する。また、電動機の制御に不可欠なパワーエレクトロニクスについても時間を充て、電力用半導体素子の特性及び各種電力変換回路について解説する。電気機器の性質を直感的に理解するだけでなく、数式で表現できる能力を身につけさせる。
授業の進め方・方法:
座学を中心とし、演習、課題等を適宜取り入れる。演習の際，電気主任技術者国家試験（電検）の問題も解説する。ベクトル図等は理解を深めるため、課題として取り組ませる。授業は教科書と授業中に配布する「学習ノート」に沿って進める。教科書に無い項目についても解説するので、必ずノートをとり、不明な点は積極的に質問すること。学修単位である点を考慮し、課題レポートを課すことが多いが、平素より、自主的に学習する姿勢が大切である。
また，次のような自学自習を（単位数×45－年間授業時間）時間以上行うこと．
・授業内容を理解するため，予め配布したプリントや教科書で予習する．
・授業内容の理解を深めるため，復習を行う．
・課題を与えるので，レポートを作成する．
・定期試験の準備を行う．
質問について：授業終了後，休憩時間等，随時対応する．
オフィスアワーについては，掲示等で連絡する．
（宮田研究室 電気情報工学科棟1Ｆ E-mail: miyata@yonago-k.ac.jp）
注意点:
成績の評価における総合評価割合は，定期試験80%，課題20%とする.。なお，原則として再試験は行わない。
また，本科目は学修単位であるので、次のような自学自習を60時間以上行うこと、
・授業毎に与える課題レポートに取り組む
・授業内容を理解するため、学習ノートおよび教科書で予習する
・授業内容の理解を深めるため、復習を行う
・定期試験の準備を行う
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
ガイダンス
三相誘導電動機の原理と構造 |
回転磁界について説明できる。
同期速度について説明できる。
回転子と固定子について説明できる。
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| 2週 |
三相誘導電動機の理論 |
変圧器との相似性について説明できる。
等価回路について説明できる。
負荷とすべりについて説明できる。
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| 3週 |
三相誘導電動機の特性 |
出力について説明できる。
トルクについて説明できる。
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| 4週 |
三相誘導電動機の等価回路 |
等価回路定数の算定法を説明できる。
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| 5週 |
三相誘導電動機の等価回路の応用 |
回転子側のパワーの関係を説明できる。
比例推移の計算について説明できる。
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| 6週 |
三相誘導電動機の可変速制御 |
電圧制御法について説明できる。
周波数制御について説明できる。
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| 7週 |
単相誘導電動機の原理と特性 |
回転原理について説明できる。
二電動機説について説明できる。
始動法について説明できる。
トルク特性について説明できる。
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| 8週 |
中間試験までの復習（中間試験） |
中間試験までの学習内容を説明できる。
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| 2ndQ |
| 9週 |
同期期の種類 |
励磁方式による分類について説明できる。
磁極の形状による分類について説明できる。
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| 10週 |
同期発電機の理論 |
電機子反作用について説明できる。
同期インピーダンスについて説明できる。
等価回路について説明できる。
ベクトル図について説明できる。
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| 11週 |
同期発電機の特性 |
各種特性曲線について説明できる。
百分率同期インピーダンスについて説明できる。
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| 12週 |
同期電動機の効率 |
電圧変動率について説明できる。
効率について説明できる。
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| 13週 |
同期電動機の原理と構造 |
回転原理と始動法について説明できる。
等価回路について説明できる。
ベクトル図について説明できる。
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| 14週 |
同期電動機の特性
その他の電動機の概要 |
位相特性および負荷特性について説明できる。
ステッピングモータの概要を説明できる。
DCブラシレスモータの概要を説明できる。
リラクタンスモータの概要を説明できる。
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| 15週 |
期末試験 |
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| 16週 |
期末試験までの復習 |
期末試験までの学習内容を説明できる。
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| 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 | 電磁気 | 電荷及びクーロンの法則を説明でき、点電荷に働く力等を計算できる。 | 3 | |
| 電界、電位、電気力線、電束を説明でき、これらを用いた計算ができる。 | 3 | |
| ガウスの法則を説明でき、電界の計算に用いることができる。 | 3 | |
| 導体の性質を説明でき、導体表面の電荷密度や電界などを計算できる。 | 3 | |
| 誘電体と分極及び電束密度を説明できる。 | 3 | |
| 静電容量を説明でき、平行平板コンデンサ等の静電容量を計算できる。 | 3 | |
| コンデンサの直列接続、並列接続を説明し、その合成静電容量を計算できる。 | 3 | |
| 静電エネルギーを説明できる。 | 3 | |
| 電流が作る磁界をビオ・サバールの法則を用いて計算できる。 | 3 | |
| 電流が作る磁界をアンペールの法則を用いて計算できる。 | 3 | |
| 磁界中の電流に作用する力を説明できる。 | 3 | 前1 |
| ローレンツ力を説明できる。 | 3 | |
| 磁性体と磁化及び磁束密度を説明できる。 | 3 | |
| 磁気エネルギーを説明できる。 | 3 | |
| 電磁誘導を説明でき、誘導起電力を計算できる。 | 3 | |
| 自己誘導と相互誘導を説明できる。 | 3 | |
| 自己インダクタンス及び相互インダクタンスを求めることができる。 | 3 | |
| 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。 | 4 | 前2,前3,前6,前8,前10,前11,前12,前14,前15,前16 |
| 電源および負荷のΔ-Y、Y-Δ変換ができる。 | 4 | 前2 |
| 対称三相回路の電圧・電流・電力の計算ができる。 | 4 | 前2,前3 |
| 誘導機の原理と構造を説明できる。 | 4 | 前1,前2,前3,前4,前5,前6,前7,前8 |
| 同期機の原理と構造を説明できる。 | 4 | 前9,前10,前11,前12,前13,前14,前15,前16 |
| 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。 | 4 | 前2 |
| 電力システムの構成およびその構成要素について説明できる。 | 4 | 前8,前10,前14 |
| 計測 | 計測方法の分類(偏位法/零位法、直接測定/間接測定、アナログ計測/ディジタル計測)を説明できる。 | 3 | |
| 精度と誤差を理解し、有効数字・誤差の伝搬を考慮した計測値の処理が行える。 | 3 | |
| SI単位系における基本単位と組立単位について説明できる。 | 3 | |
| 計測標準とトレーサビリティの関係について説明できる。 | 3 | |
| 指示計器について、その動作原理を理解し、電圧・電流測定に使用する方法を説明できる。 | 3 | |
| 倍率器・分流器を用いた電圧・電流の測定範囲の拡大手法について説明できる。 | 3 | |
| A/D変換を用いたディジタル計器の原理について説明できる。 | 3 | |
| 電圧降下法による抵抗測定の原理を説明できる。 | 3 | |
| ブリッジ回路を用いたインピーダンスの測定原理を説明できる。 | 3 | |
| 有効電力、無効電力、力率の測定原理とその方法を説明できる。 | 3 | |
| 電力量の測定原理を説明できる。 | 3 | |
| オシロスコープの動作原理を説明できる。 | 3 | |
| 制御 | 伝達関数を用いたシステムの入出力表現ができる。 | 3 | |
| ブロック線図を用いてシステムを表現することができる。 | 3 | |
| システムの過渡特性について、ステップ応答を用いて説明できる。 | 3 | |
| システムの定常特性について、定常偏差を用いて説明できる。 | 3 | |
| システムの周波数特性について、ボード線図を用いて説明できる。 | 3 | |
| フィードバックシステムの安定判別法について説明できる。 | 3 | |