パワーエレクトロニクス

科目基礎情報

学校 津山工業高等専門学校 開講年度 2017
授業科目 パワーエレクトロニクス
科目番号 0061 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 電気電子工学科 対象学年 4
開設期 後期 週時間数 2
教科書/教材 教科書:片岡昭雄著 「パワーエレクトロニクス入門」(森北出版) 参考書:金東海著「パワースイッチング工学」(電気学会)     「エレクトリックマシーン&パワーエレクトロニクス」(森北出版)
担当教員 石邊 信治

到達目標

学習目的:各種電力用半導体素子の特徴を理解した上で,整流回路,チョッパおよびインバータの基本動作を理解する。

【到達目標】
1. 各種電力用半導体素子(パワーデバイス)の基本動作・特徴を説明できる。
2. 整流回路の原理とはたらきについて説明できる。
3. チョッパ,インバータの原理とはたらきについて説明できる。

ルーブリック

不可
評価項目1各種電力用半導体素子(パワーデバイス)の基本動作・特徴と電気特性を説明できる。 各種電力用半導体素子(パワーデバイス)の特徴と電気特性を説明できる。各種電力用半導体素子(パワーデバイス)の特徴・電気特性を理解している。左記に達していない。
評価項目2整流回路の原理とはたらきについて説明でき,出力平均値を計算できる。整流回路の原理とはたらきについて理解し,出力平均値を計算できる。整流回路の原理とはたらきについて理解している。 左記に達していない。
評価項目3チョッパ,インバータの原理とはたらきについて説明でき,入出力特性の基礎的な計算ができる。 チョッパ,インバータの原理とはたらきについて理解し,入出力特性の基礎的な計算ができる。チョッパ,インバータの原理とはたらきについて理解している。 左記に達していない。

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

概要:
一般・専門の別:専門・電気・電子

必修・履修・履修選択・選択の別:履修

基礎となる学問分野:工学/電気電子工学/電力工学・電力変換・電気機器

学科学習目標との関連:本科目は電気電子工学科学習目標「(2)電気理論,電子・通信,情報・制御,電力・機器・設計に関する専門技術分野の知識を修得し,電気現象の解析や電気・電子機器の設計・製作に応用できる能力を身につける」に相当する科目である。

技術者教育プログラムとの関連:本科目が主体とする学習・教育到達目標は「(A)技術に関する基礎知識の深化,A-2:「電気・電子」に関する専門技術分野の知識を修得し,説明できること」である。

授業の概要:パワーエレクトロニクスの基礎を学ぶ。この技術は従来の電気機器と異なり,回路・半導体素子・制御の複合技術であり,現在も急速に進歩している分野であるが,本講義はその入門としての位置づけである。
授業の進め方・方法:
授業の方法:教科書を主体に授業を進めるが,適宜プロジェクタによる視覚的な講義も行う。必要に応じて演習・課題を課す。本授業は,後期に集中して開講する。

成績評価方法:定期試験70%(4回の定期試験をそれぞれ同等に評価する。)演習・課題評価30%
注意点:
履修のアドバイス:整流回路は三相交流の動作を,チョッパ・インバータはLとCの性質を正確に理解していることが,本講義の理解に不可欠である。

基礎科目:電気電子基礎Ⅰ,Ⅱ(1,2年),電子工学(3),電気磁気学Ⅰ,Ⅱ(3,4),電気機器Ⅰ,Ⅱ(2,3)

関連科目:送配電工学(5年),電気電子材料(5),電気電子機器(専1)

受講上のアドバイス:予習をよくすることにより,授業中は積極的に質問することを歓迎する。電験3種(機器等)の受験に本講義は役立つ。授業開始25分以内であれば遅刻とし,遅刻3回で1欠課とする。

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
後期
3rdQ
1週 ガイダンス,電力用半導体素子
〔ダイオード,トランジスタ〕
2週 電力用半導体素子
〔サイリスタ,MOS-FET,IGBT〕
3週 整流回路〔基本回路〕
4週 整流回路〔位相制御〕
5週 整流回路〔抵抗負荷〕
6週 整流回路〔誘導負荷〕
7週 整流回路〔他励式インバータ〕
8週 (中間試験)
4thQ
9週 中間試験の返却と解答解説,
直流チョッパ〔降圧〕
10週 直流チョッパ〔昇圧他〕
11週 インバータ〔原理〕
12週 インバータ
〔電圧形インバータ,PWM方式〕
13週 インバータ〔三相インバータ〕
14週 AC-AC変換回路
15週 (後期末試験)
16週 後期末試験の答案返却と解答解説

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

評価割合

試験発表相互評価態度課題その他合計
総合評価割合70000300100
基礎的能力0000000
専門的能力70000300100
分野横断的能力0000000