パワーエレクトロニクス特論

科目基礎情報

学校 有明工業高等専門学校 開講年度 平成31年度 (2019年度)
授業科目 パワーエレクトロニクス特論
科目番号 0020 科目区分 専門 / 選択
授業形態 授業 単位の種別と単位数 学修単位: 2
開設学科 生産情報システム工学専攻 対象学年 専1
開設期 前期 週時間数 1
教科書/教材 教科書:パワーエレクトロニクス入門; 小山純 他/朝倉書店,参考書:パワーエレクトロニクス入門; 野中作太郎 他/朝倉書店,電気学会大学講座 パワースイッチング工学; 金 東海/電気学会
担当教員 泉 勝弘

到達目標

1.DC-DC変換装置を説明できる。
2.DC-AC変換装置を説明できる。
3.AC-DC変換装置を説明できる。

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示されたDC-DC変換装置の基本原理を詳細に説明できる。示されたDC-DC変換装置の基本原理を説明できる。示されたDC-DC変換装置の基本原理を説明できない。
評価項目2示されたDC-AC変換装置の基本原理を詳細に説明できる。示されたDC-AC変換装置の基本原理を説明できる。示されたDC-AC変換装置の基本原理を説明できない。
評価項目3示されたAC-DC変換装置の基本原理を詳細に説明できる。示されたAC-DC変換装置の基本原理を説明できる。示されたAC-DC変換装置の基本原理を説明できない。

学科の到達目標項目との関係

学習・教育到達度目標 B-2

教育方法等

概要:
 最初の電力用半導体スイッチとしてサイリスタが発明された。その後、これよりさらに発展し、より使いやすい各種タイプのスイッチングデバイス、たとえば、パワートランジスタ、パワーMOSFET、IGBT、GTOサイリスタなどが開発された。一方において、それらスイッチングデバイスを制御するためにIC、LSIなどの半導体、ならびにパワーエレクトロニクス装置全体を運用・制御するためのマイクロコンピュータなどの技術が進歩してきた。これにより、いろいろの装置の根幹をなす電力を操るパワーエレクトロニクス技術があらゆる分野に応用されるようになってきた。
授業の進め方と授業内容・方法:
 講義を中心として行う。5年のパワーエレクトロニクスで学習した内容を元に、電力用半導体を用いた制御系の解析手法を学習する。また、テキストの演習問題は自宅学習しておくこと。さらに、事前・事後学習として、適宜、演習問題レポートを課す。
注意点:
 本科のパワーエレクトロニクスに関しては十分に復習しておくこと。

授業計画

授業内容・方法 週ごとの到達目標
前期
1週 パワーエレクトロニクスと電力用半導体 電力用半導体と電気機器に関する産業応用技術の変遷からパワーエレクトロニクスの基礎を説明できる。
2週 DC-DC変換装置1 DC-DC変換装置の基本を説明できる。
3週 DC-DC変換装置2 降圧チョッパ回路の動作原理を説明できる。
4週 DC-DC変換装置3 昇圧チョッパ回路の動作原理を説明できる。
5週 DC-DC変換装置4 昇降圧チョッパ回路の動作原理を説明できる。
6週 DC-AC変換装置1 DC-AC変換装置の基本を説明できる。
7週 DC-AC変換装置2 単相PWMインバータ回路の動作原理を説明できる。
8週 DC-AC変換装置3 三相PWMインバータ回路の動作原理を説明できる。
9週 DC-AC変換装置4 PWMインバータ回路の応用を説明できる。
10週 AC-DC変換装置1 AC-DC変換装置の基本を説明できる。
11週 AC-DC変換装置2 単相整流回路の動作原理を説明できる。
12週 AC-DC変換装置3 三相整流回路の動作原理を説明できる。
13週 AC-DC変換装置4 PWM整流回路の動作原理を説明できる。
14週 演習 演習問題を説明できる。
15週 期末試験 これまでの内容について説明・計算できる。
16週 テスト返却と解説

評価割合

試験発表相互評価態度ポートフォリオその他合計
総合評価割合10000000100
基礎的能力0000000
専門的能力10000000100
分野横断的能力0000000