到達目標
１．パワーエレクトロニクスの歴史，半導体や回路方式の仕組みについて理解できる。
２．整流回路やチョッパ回路における電圧、電流の計算および波形を描くことができる。
３．フーリエ級数を用いてひずみ波の高調波成分を計算できる。
４．インバータ回路の仕組みについて理解できる。
５．モータ制御や電力分野で活用されているパワーエレクトロニクスの応用技術が理解できる。
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 | 電力用ダイオード、パワートランジスタ、パワーMOSFET、IGBT、サイリスタ等の構造と特性を理解し説明できる。 | 電力用ダイオード、パワートランジスタ、パワーMOSFET、IGBT、サイリスタ等の構造を理解できる。 | 電力用ダイオード、パワートランジスタ、パワーMOSFET、IGBT、サイリスタ等の概要を理解できない。 |
| 評価項目2 | フーリエ級数を用いてひずみ波の高調波成分の解析の意味が理解でき，説明および計算ができる。 | フーリエ級数を用いてひずみ波の高調波成分の解析の意味が理解できる。 | フーリエ級数を用いてひずみ波の高調波成分の解析の意味が理解できず，説明および計算ができない。 |
| 評価項目3 | 整流回路、インバータ、直流チョッパ、サイクロコンバータ等の原理と構造を理解し説明できる。 | 整流回路、インバータ、直流チョッパ、サイクロコンバータ等の構造を理解できる。 | 整流回路、インバータ、直流チョッパ、サイクロコンバータ等の概要を理解できない。 |
学科の到達目標項目との関係
学習・教育到達度目標 B① 専門分野における工学の基礎を理解できる。
学習・教育到達度目標 B② 自主的・継続的な学習を通じて、専門工学の基礎科目に関する問題を解くことができる。
学習・教育到達度目標 C① 実験や実習を通じて、問題解決の実践的な経験を積む。
JABEE SB① 共通基礎知識を用いて、専攻分野における設計・製作・評価・改良など生産に関わる専門工学の基礎を理解できる。
JABEE SB② 自主的・継続的な学習を通じて、専門工学の基礎科目に関する問題を解決できる。
教育方法等
概要:
パワーエレクトロニクスの知識を習得し、半導体で構成される回路の仕組みについて理解することを目的とする。授業では、パワーエレクトロニクスを用いた電気機器や電力の制御法について詳しく説明する
授業の進め方・方法:
電気機器や電気回路、自動制御などの教科書内容を理解しておかなければならない。また、半導体素子の基礎も理解でき、単相、三相回路の電圧、電流の計算および波形が描けるように、演習問題を準備している。
注意点:
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
パワーエレクトロニクスの概要と歴史" |
パワーエレクトロニクスの歴史と概要を理解できる。
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| 2週 |
パワーエレクトロニクスの基礎、ひずみ波 |
パワー素子とひずみ波における雑音を理解できる。
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| 3週 |
ひずみ波
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フーリエ級数展開を用いてひずみ波の成分を計算できる。
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| 4週 |
ひずみ波回路
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回路を見て、フーリエ級数展開を用い、ひずみ波の成分を計算できる。
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| 5週 |
整流回路
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整流回路の動作を理解できる。
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| 6週 |
整流回路、チョッパ回路
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整流回路の動作を理解し、昇圧・降圧チョッパ回路の動作を理解できる。
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| 7週 |
昇降圧チョッパ回路
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昇降圧チョッパ回路の動作を理解し、計算できる。
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| 8週 |
中間試験
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| 2ndQ |
| 9週 |
インバータの歴史
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インバータの歴史を説明できる。
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| 10週 |
インバータの原理
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インバータの原理、役割を説明できる。
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| 11週 |
単相インバータ回路
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単相インバータ回路の動作を理解できる。
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| 12週 |
三相インバータ回路
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三相インバータ回路の動作を理解できる。
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| 13週 |
様々なインバータ回路
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インバータ回路の動作を理解し、簡単な回路設計ができる。
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| 14週 |
パワーエレクトロニクスの応用
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現在の製品に用いられている技術を説明できる。
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| 15週 |
パワーエレクトロニクスの応用
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現在の製品に用いられている技術を説明できる。
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| 16週 |
定期試験
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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 | 半導体電力変換装置の原理と働きについて説明できる。 | 4 | 前10,前11,前12,前13 |
評価割合
| 試験 | 発表 | レポート | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
| 総合評価割合 | 90 | 0 | 10 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 90 | 0 | 10 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |