エネルギー変換工学

科目基礎情報

学校 香川高等専門学校 開講年度 令和04年度 (2022年度)
授業科目 エネルギー変換工学
科目番号 221235 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: 2
開設学科 電気情報工学科(2019年度以降入学者) 対象学年 5
開設期 後期 週時間数 2
教科書/教材 柴田,三沢他 エネルギー変換工学 森北出版
担当教員 漆原 史朗,吉岡 崇

到達目標

1.直流機の構造・動作原理を理解し,等価回路を用いて特性解析ができるようになる。
2.変圧器の構造・動作原理を理解し,等価回路やベクトル図を用いて特性解析ができるようになる。
3.誘導機の構造・動作原理を理解し,等価回路やベクトル図を用いて特性解析ができるようになる。
4.同機器の構造・動作原理を理解し,等価回路やベクトル図を用いて特性解析ができるようになる。
さらに,各機器の操作や保全に必要な知識も身につける。

ルーブリック

理想的な到達レベルの目安(優)標準的な到達レベルの目安(良)未到達レベルの目安(不可)
直流機直流機の動作原理を十分理解し,速度やトルク,効率などの特性解析ができる。電気回路や電磁気学の基礎学理を用いて,直流機の動作原理を説明することができる。電気回路や電磁気学の基礎学理を用いて,直流機の動作原理を説明することができない。
変圧器変圧器の動作原理を十分理解し,等価回路やベクトル図を用いて特性解析ができる。電気回路や電磁気学の基礎学理を用いて,変圧器の動作原理を説明することができる。電気回路や電磁気学の基礎学理を用いて,変圧器の動作原理を説明することができない。
誘導機誘導機の動作原理を十分理解し,等価回路やベクトル図を用いて特性解析ができる。電気回路や電磁気学の基礎学理を用いて,誘導機の動作原理を説明することができる。電気回路や電磁気学の基礎学理を用いて,誘導機の動作原理を説明することができない。
同期機同期機の動作原理を十分理解し,等価回路やベクトル図を用いて特性解析ができる。電気回路や電磁気学の基礎学理を用いて,同期機の動作原理を説明することができる。電気回路や電磁気学の基礎学理を用いて,同期機の動作原理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

教育方法等

概要:
エネルギー変換工学では,電気回路や電磁気学で学んだ三相交流や電磁力などの基礎学理を基に,直流機や変圧器,交流電動機の動作原理について理解する。
さらに,ベクトル図や等価回路を用いて各機器の特性解析できる能力を育む。
授業の進め方・方法:
教科書の内容を中心とした講義と例題等の解説を行う。学生は章末問題等の演習を行うなど,自主的に予習・復習して理解度を高める。
注意点:
・2回の試験結果(中間試験,期末試験)の平均点を評価とする。
・説明,証明問題では,数式等を用いて論理的に記述できているかどうかも含めて評価する。

授業の属性・履修上の区分

アクティブラーニング
ICT 利用
遠隔授業対応
実務経験のある教員による授業

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
直流機の原理と構造
直流機の動作原理と簡単な構造について説明できる。
2週 直流機の基本特性 直流機の電機子反作用や誘導起電力,発生トルクと速度などについて理論式を用いて説明できる。
3週 直流機の種類と損失,効率 他励式,分巻,直巻などの直流機の種類とその特性が説明できる。
鉄損や銅損などの損失の種類や効率の導出方法について説明できる。
4週 変圧器の原理と特性 変圧器の用途とメリットを説明できる。
磁気回路のオームの法則を説明できる。
5週 変圧器の構造 変圧器の構造上の分類や冷却方式,変圧油について説明できる。
6週 変圧器の等価回路 実際の変圧器を等価回路(L・T型)で表すことができ,回路の説明ができる。
7週 変圧器の損失と効率 変圧器の損失や効率(規約効率,全日効率)を求めることができる。
8週 中間試験
4thQ
9週 誘導機の原理と構造 アラゴーの円盤も含めて誘導機の動作原理を説明することができる。
回転磁界の発生原理や各電圧,電流,電力,トルク,回転数の関係を説明できる。
10週 誘導機の等価回路と電動機定数 誘導機の等価回路を表すことができ,回路から電圧,電流,磁束のベクトル図を表すことができる。
11週 誘導機の始動方法と速度制御法 誘導機の各始動方法の特徴を説明できる。誘導機の速度制御方法について説明できる。
12週 同期機の原理と構造 同期機の原理構造について説明できる。
13週 同期機の電機子巻線と誘導起電力 電機子巻線の分類について理解し,起電力との関係を説明できる。
14週 同期発電機の理論と特性 電機子反作用,同期インピーダンス等の説明ができる。
15週 同期発電機のベクトル図 同期発電機の等価回路を表すことができ,電流・電圧等のベクトル図を書き表すことができる。
16週 期末試験

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・電子系分野電気回路相互誘導を説明し、相互誘導回路の計算ができる。3後4
理想変成器を説明できる。3後4
交流電力と力率を説明し、これらを計算できる。3後10,後13
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後10,後15
電源および負荷のΔ-Y、Y-Δ変換ができる。3後10,後15
対称三相回路の電圧・電流・電力の計算ができる。3後10,後15
直流機の原理と構造を説明できる。3後1,後2,後3
誘導機の原理と構造を説明できる。3後9,後10,後11
同期機の原理と構造を説明できる。3後12,後13,後14
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後4,後5,後6,後7

評価割合

試験発表相互評価態度ポートフォリオ合計
総合評価割合1000000100
直流機25000025
変圧器25000025
誘導機25000025
同期機25000025