到達目標
1. 同期発電機・電動機で生じる起電力、トルクと電磁気現象の関わりについて説明できる
2. 同期発電機・電動機の構造と回転数、トルク、誘導起電力の関係について説明できる
3. 同期発電機・電動機の等価回路を用いた同期機の特性計算ができる
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 | 同期発電機・電動機に関する電磁気現象から、発生する起電力、トルクを導き出す過程を説明できる | 同期発電機・電動機に関する電磁気現象は説明できるが、起電力・トルクを導く過程が説明できない | 同期発電機・電動機で生じる起電力、トルクと電磁気現象の関わりについて説明できない |
| 評価項目2 | 同期発電機・電動機の構造と回転数、トルク、誘導起電力の関係について、式を用いて説明できる | 同期発電機・電動機の構造と回転数、トルク、誘導起電力の関係について、定性的に説明できる | 同期発電機・電動機の構造と回転数、トルク、誘導起電力の関係について説明できない |
| 評価項目3 | 同期発電機・電動機の等価回路を用いた同期機の高度な計算（短絡比、電圧変動率、効率、並行運転時の計算など）ができる | 同期発電機・電動機の等価回路を用いた同期機の基本的な計算（入出力電圧、電流）ができる | 同期発電機・電動機の等価回路を用いた同期機の特性計算ができない |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
同期機は、直流機、変圧器、誘導機とならぶ主要な電気機器の1つである。多くの大型発電機は同期機であるなど、実用的な重要性も高い。本科目では、同期機の原理や構造について、電磁気現象との関わりを考慮に入れながら学習を行い、次に、同期機の等価回路を用いた各種計算を行っていく。
授業の進め方・方法:
板書により行う。必要に応じて動画資料などを使用する。理解を深めるため、理論や式の学習にとどまらず、多くの例題を用いた計算を行っていく。授業終了後の振り返り学習のための小テストを課す。
注意点:
同期機の理解には、数学の基礎（三角関数、微分、積分、複素数、ベクトルなど）や物理の基礎（トルクやエネルギーなど）の事前理解が求められる。電気主任技術者関連科目である。電気機器A、電気機器B、電力工学A（発電機）と関連する科目である。他、回路理論、電磁気の幅広い知識を必要とする。
この科目は学修単位科目(2単位)であり、総学修時間は90時間である。（内訳は授業時間30時間、自学自習時間60時間である。）単位認定には60時間に相当する自学自習が必須であり、この自学自習時間には、担当教員からの自学自習用課題、授業のための予習復習時間、理解を深めるための演習課題の考察時間、および試験準備のための学習時間を含むものとする。
本科目の区分
Webシラバスと本校履修要覧の科目区分では表記が異なるので注意すること。
本科目は履修要覧(p.10)に記載する「④選択科目」である。
授業の属性・履修上の区分
授業計画
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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、三相同期発電機の原理、構造 |
1
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| 2週 |
三相同期発電機の界磁、電機子、同期速度 |
1,2
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| 3週 |
三相同期発電機の巻線と誘導起電力 |
2
|
| 4週 |
三相同期発電機の電機子反作用 |
2
|
| 5週 |
三相同期発電機の等価回路とベクトル図 |
3
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| 6週 |
同期インピーダンスの計算、％インピーダンスと短絡比 |
3
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| 7週 |
中間試験 |
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| 8週 |
三相同期発電機の自己励磁現象、励磁方式 |
1,2
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| 2ndQ |
| 9週 |
三相同期発電機の出力と並行運転 |
3
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| 10週 |
三相同期電動機の原理、回転磁界 |
1
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| 11週 |
三相同期電動機の等価回路 |
3
|
| 12週 |
三相同期電動機の電機子反作用 |
2
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| 13週 |
三相同期電動機の特性計算 |
3
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| 14週 |
三相同期電動機の位相特性と同期調相機 |
3
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| 15週 |
期末試験 |
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| 16週 |
答案返却と総復習、振り返り |
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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 | 同期機の原理と構造を説明できる。 | 4 | 前1,前2,前3 |
評価割合
| 試験 | 小テスト | 課題 | 合計 |
| 総合評価割合 | 60 | 30 | 10 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 60 | 30 | 10 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 |