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科目の基本情報

開講年度 2017 年度
開講区分 工学部電気電子工学科 ・専門教育
受講対象学生 学部(学士課程) : 3年次
選択・必修 選択
授業科目名 パワーエレクトロニクス
ぱわーえれくとろにくす
Power Electronics
単位数 2 単位
他学部・他研究科からの受講 他学部の学生の受講可
市民開放授業 市民開放授業ではない
開講学期

前期

開講時間 月曜日 1, 2時限
開講場所 工学部15番教室

担当教員 山村直紀(工学部電気電子工学科)

YAMAMURA Naoki

学習の目的と方法

授業の概要 電力用半導体素子による電力の開閉,変換、制御の基礎技術と,それらの産業への応用に関して学ぶ。
学習の目的 パワー素子を使った簡単な電力変換回路について,その動作について理解し,回路設計かつ評価ができるようになる。
学習の到達目標 ①マイクロエレクトロニクスとの差異が理解でき,損失(効率)や安定性・安全性の観点からパワーエレクトロニクスが評価できる。
②パワー半導体素子の動作原理を理解した下で,これらを用いた回路設計・評価が可能である。
③サイリスタ位相制御,パワートランジスタのスイッチングの基礎特性が説明できる。
④以上に基き,パワーエレクトロニクス技術全般を電力系統系やモータ制御系に応用展開できる。

★学習・教育目標:「基礎・専門知識」、「自主的継続的学習能力」、「制約下での仕事」に関する能力を向上させる。
ディプロマ・ポリシー
○ 学科・コース等の教育目標
○ JABEE 関連項目
学習・教育目標との関連(達成度点検シートの重み):基礎・専門知識(0.8)、自主的継続的学習能力(0.1)、制約下での仕事(0.1)

○ 全学の教育目標
感じる力
  •  感性
  •  共感
  •  倫理観
  • ○モチベーション
  •  主体的学習力
  •  心身の健康に対する意識
考える力
  •  幅広い教養
  • ○専門知識・技術
  •  論理的思考力
  •  課題探求力
  •  問題解決力
  •  批判的思考力
コミュニケーション力
  • ○情報受発信力
  •  討論・対話力
  •  指導力・協調性
  •  社会人としての態度
  •  実践外国語力
生きる力
  • ○感じる力、考える力、コミュニケーション力を総合した力

授業の方法 講義

授業の特徴 キャリア教育の要素を加えた授業

教科書 新インターユニバーシティ「パワーエレクトロニクス」(堀、オーム社)
参考書
成績評価方法と基準 小テスト:100%(28点x7回=196点満点, 120点以上合格)
総合テスト:+α(30点満点)
オフィスアワー オフィスアワーについては,訪問時間を電子メールにて尋ねてください。
教官室: 電気電子棟 3階 1308室
受講要件 電子回路工学Ⅰ及び演習における能動素子(トランジスタ、FETなど)と電気回路論Ⅰ及び演習の理解が不可欠である。また微分方程式やフーリエ級数展開など数学的基礎知識が必要。
予め履修が望ましい科目 電子回路工学Ⅱ及び演習など。
発展科目 電気電子工学応用実験などの科目(一部)および電気機器工学、電気エネルギー工学Ⅰ・Ⅱ。
授業改善への工夫
その他

授業計画

キーワード パワー素子,スイッチング素子,ダイオード,サイリスタ,パワートランジスタ,FET,IGBT
Key Word(s) Power devices, Switching, Power loss, Linear power amplifier,
Switching power amplifier, Power diode, Power transistor, Thyristor
FET, IGBT
学習内容 第1回  パワーエレクトロニクスのドメインを理解。電力スイッチングの考え方と扱い方の理解。
第2回  パワー半導体1(ダイオード、サイリスタ):非可制御とオン機能可制御素子の原理と違いを理解。
第3回  小テスト1;
      パワー半導体2(パワートランジスタ):オンオフ機能可制御素子の原理と動作理解。
第4回  電力変換・制御1:スイッチングによる電力変換・制御原理の理解。
第5回  小テスト2;
      電力変換・制御2:上記における問題点と解決に対する理解。
第6回  サイリスタコンバータ1:単相整流での基本特性の理解。
第7回  小テスト3;
      サイリスタコンバータ2:多相整流系での動作の理解。
第8回  サイリスタコンバータ3:応用系(周波数変換系)への発展の理解。
第9回  小テスト4;
      DC-DCコンバータ1:スイッチングによる電圧チョッピングの概念理解。
第10回 DC-DCコンバータ2:フィードバック制御による安定化の理解。
第11回 小テスト5;
      インバータ1:スイッチングによる直流・交流電圧変換の理解。
第12回 インバータ2:同上における出力制御と多相化の理解。
第13回 小テスト6;
      インバータ3:同上の産業応用における諸問題の理解。
第14回 制御理論とパワーエレクトロニクスの融合
第15回 小テスト7:
      パワーエレクトロニクスの学び方に回帰して,全体の理解を確認。
第16回 総合テスト
学習課題(予習・復習) 第1回     予習  電子回路の基礎    復習 教科書関係ページの理解。
第2回     復習 教科書関係ページの理解+章末尾演習
第3回
 ~第15回           同上
ナンバリングコード(試行) EN-ESYS-3

※最初の2文字は開講主体、続く4文字は分野、最後の数字は開講レベルを表します。 ナンバリングコード一覧表はこちら


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