パワーエレクトロニクス特論

科目基礎情報

学校	大分工業高等専門学校	開講年度	令和05年度 (2023年度)
授業科目	パワーエレクトロニクス特論
科目番号	R05AES203	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	専攻科電気電子情報工学専攻	対象学年	専2
開設期	前期	週時間数	2
教科書/教材	（教科書）小山純，他，「最新パワーエレクトロニクス入門」，朝倉書店 （参考書）江間敏，他，「パワーエレクトロニクス」，コロナ社
担当教員	清武 博文

到達目標

(1) これまでに学んだ電気機器工学，パワーエレクトロニクスに関する基礎力を増す．（定期試験，演習）
(2) 授業項目に関連した諸現象について知見を深め，数学的取扱いを理解する．（定期試験，演習）
(3) ベクトル制御を使った可変則ドライブについて理解する．（定期試験）

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
目的・到達目標(1)の評価指標	これまでに学んだ電気機器工学，パワーエレクトロニクスに関する応用問題を解ける	これまでに学んだ電気機器工学，パワーエレクトロニクスに関する基礎問題を解ける	これまでに学んだ電気機器工学，パワーエレクトロニクスに関する基本問題を解けない
目的・到達目標(2)の評価指標	授業項目に関連した諸現象について知見を深め，数学的取扱いから応用的な動作を確認できる	授業項目に関連した諸現象について知見を深め，数学的取扱いから基礎的な動作を確認できる	授業項目に関連した諸現象について知見を深め，数学的取扱いから基礎的な動作を確認できない
目的・到達目標(3)の評価指標	ベクトル制御を使った可変則ドライブに関する応用問題を解ける	ベクトル制御を使った可変則ドライブに関する基本問題を解ける	ベクトル制御を使った可変則ドライブに関する基本問題を解けない

学科の到達目標項目との関係

学習・教育目標 (E1) （専門工学の知識を獲得する）

JABEE 1.2(d)(1) （分野別要件－専門工学（工学（融合複合・新領域）における専門工学の内容は申請高等教育機関が規定するものとする）の知識と能力）

教育方法等

概要:

本科で学んだ電気機器工学，パワーエレクトロニクスを復習して基礎を固める．その上で，パワエレ用回路シミュレータを使って様々な演習と検討考察より知識・技術の定着を計る．また，我々の周りで数多く使われているインバータについて学び，産業用可変速駆動装置への応用として誘導電動機を使った可変速ドライブを講義する．
（科目情報）
教育プログラム第４学年　〇科目

授業の進め方・方法:

講義中はこまめに質問を投げかける．間違ってもいいから，各自自分の頭で考え，答えを出して欲しい．
講義中の説明でわからないところがあったらすぐ質問すること．
（事前学習）
配布プリントを整理すること．

注意点:

（履修上の注意）
受講前までに前回の講義内容の要点を簡潔にまとめておくこと．
（自学上の注意）
演習問題を３回解くこと．

評価

（総合評価）
総合評価＝定期試験×0.8＋演習レポート×0.2
（単位修得の条件）
総合評価が60点以上を単位修得の条件とする．
（再試験について）
再試験は年度末の再試験期間に実施する．その際の受験資格は総合評価が40点以上60点未満の学生に与える．

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
前期
	1stQ
		1週	基礎知識の確認	パワーエレクトロニクスに関する，構成要素，半導体デバイスの歴史，種類を理解できる．
		2週	基礎知識の確認	パワーデバイスで発生する損失，スイッチング周波数，スナバ回路，実効値，有効電力を理解できる．
		3週	基礎知識の確認	パワーエレクトロニクスに関する，ひずみ波の実効値，電力，力率，定常状態におけるインダクタとキャパシタ性質を理解できる．
		4週	基礎知識の確認	DC-DCコンバータの基礎，インダクタに流れる電流の連続モードと不連続モード，共振形を理解できる．
		5週	基礎知識の確認	単相・三相整流器や単相全波位相制御回路などについて理解できる．
		6週	パワー半導体に関する講演	ローム株式会社の研究開発担当者によるパワー半導体に関する講演を理解できる．
		7週	パワー半導体に関する講演	ローム株式会社の研究開発担当者によるパワー半導体に関する講演を理解できる．
		8週	インバータの動作原理 電圧形と電流形	インバータの動作原理について単相を例として講義する．電圧形，電流形の相違点を理解できる．
	2ndQ
		9週	PWM方式	インバータを駆動するためのPWM方式について理解できる．
		10週	インバータ出力電圧解析	インバータについて単相から3相へ拡張し，高調波を消すための多重化の方法を理解できる．
		11週	３レベルインバータと多重化	インバータについて単相から3相へ拡張し，高調波を消すための３レベルインバータや多重化の方法を理解できる．
		12週	誘導電動機のベクトル制御 動作原理	誘導電動機の等価回路からベクトル制御方式の概要を理解できる．
		13週	誘導電動機のベクトル制御 回転座標変換	べクトル制御に必要な三相からニ相へ，二相から回転座標への変換原理を理解できる．
		14週	誘導電動機のベクトル制御 制御回路	数学的アプローチによりベクトル制御の原理を理解できる． さらに，速度センサレスへの拡張も検討する．
		15週	前期期末試験	目的・到達目標(1)，(2)，(3)
		16週	前期期末試験の解答と解説	分からなかった部分を把握し理解できる．

評価割合

	試験	演習	合計
総合評価割合	80	20	100
基礎的能力	20	0	20
専門的能力	60	20	80
分野横断的能力	0	0	0