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08年度 (2026年度)
授業科目	パワーエレクトロニクス特論
科目番号	R08AES203	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，「パワーエレクトロニクス入門 第3版」，朝倉書店 （参考書）江間敏，他，「パワーエレクトロニクス（改訂版）」，コロナ社
担当教員	清武 博文

到達目標

(1) 各種回転機の特性と電動機の速度制御について理解する．（定期試験，課題）
(2) パワエレ用スイッチング素子について理解する．（定期試験，課題）
(3) パワーエレクトロニクスの基礎知識について理解する．（定期試験，課題）
(4) スイッチングレギュレータについて理解する．（定期試験，課題）
(5) 整流器について理解する．（定期試験，課題）
(6) インバータについて理解する．（定期試験，演習）

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	各種回転機の特性と電動機の速度制御に関する応用問題を解ける	各種回転機の特性と電動機の速度制御に関する基本問題を解ける	各種回転機の特性と電動機の速度制御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	パワエレ用スイッチング素子に関する応用問題を解ける	授業項目に関連した諸現象について知見を深パワエレ用スイッチング素子に関する基本問題を解ける	パワエレ用スイッチング素子に関する基本問題を解けない
目的・到達目標(3)の評価指標	パワーエレクトロニクスの基礎知識に関する応用問題を解ける	パワーエレクトロニクスの基礎知識に関する基本問題を解ける	パワーエレクトロニクスの基礎知識に関する基本問題を解けない
目的・到達目標(4)の評価指標	スイッチングレギュレータに関する応用問題を解ける	スイッチングレギュレータに関する基本問題を解ける	スイッチングレギュレータに関する基本問題を解けない
目的・到達目標(5)の評価指標	整流器に関する応用問題を解ける	整流器に関する基本問題を解ける	整流器に関する基本問題を解けない
目的・到達目標(6)の評価指標	インバータに関する応用問題を解ける	インバータに関する基本問題を解ける	インバータ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）
課題を３回解くこと．

評価

（総合評価）
総合評価＝定期試験×0.8＋課題×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）
再試験は原則実施しない。

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
前期
	1stQ
		1週	各種回転機の特性と電動機の速度制御	直流器，誘導機，同期機の動作原理と構成，始動法について理解できる．
		2週	各種回転機の特性と電動機の速度制御	各種電動機の速度制御法について学び，V/f一定制御やベクトル制御について理解できる．
		3週	パワエレ用スイッチング素子	ダイオード，パワートランジスタ，サイリスタ，GTOサイリスタ，GCTサイリスタの基本構造と動作原理を理解できる．
		4週	パワエレ用スイッチング素子	IGBT，MOSFET，IPMの基本構造と動作原理を理解できる．
		5週	パワエレ用スイッチング素子	パワーデバイスの電力損失，スナバ回路，SiC－MOSFET，GaN-FETの基本構造と動作原理を理解できる．
		6週	パワーエレクトロニクスの基礎知識	実効値，平均値，波形率，波高率，パワエレ機器の電力，ひずみ波のフーリエ級数展開と実効値，総合力率とひずみ率，定常状態でのインダクタとキャパシタに関する性質について理解し，計算できる．
		7週	スイッチングレギュレータ	降圧形DC-DCコンバータの動作原理，非同期整流方式と同期整流方式，フィードバック制御，PWM制御とPFM制御，ブートストラップ回路について理解できる．
		8週	スイッチングレギュレータ	非絶縁型DC-DCコンバータについて，基本となるバック，ブースト，バックブーストの動作モードと連続／不連続の条件を学び，CuK，Sepic，Zeta，共振スイッチコンバータについて理解できる．
	2ndQ
		9週	スイッチングレギュレータ	ZCS，ZVSについて学び，絶縁型コンバータ（フライバック，フォワード，プッシュプル，ハーブ／フルブリッジ，LLC共振）について理解できる．
		10週	整流器	単相全波整流器（チョークインプット，コンデンサインプット），三相全波整流器，位相制御回路について理解できる．
		11週	整流器	単相混合ブリッジ回路，グレッツ結線，PFCコンバータ，PWM整流器について理解できる．
		12週	インバータ	インバータ動作の条件，電圧形と電流型，アームとレグ，動作モード，デッドタイムの必要性と発生回路について理解できる．
		13週	インバータ	零電圧の形成，双方向パワーフロー，PWM制御，変調率について理解できる．
		14週	インバータ	多重化，マルチレベルインバータ，三相電圧形インバータについて理解できる．
		15週	前期期末試験	目的・到達目標(1)，(2)，(3)，(4)，(5)，(6)
		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	0	0	0
専門的能力	80	20	100
分野横断的能力	0	0	0