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科目の基本情報

開講年度 2020 年度
開講区分 工学部電気電子工学科／総合工学科電気電子工学コース ・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
ナンバリングコード
EN-ESYS-3
開放科目 非開放科目　　 　
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
SDGsの目標

学修の目的と方法

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。
学修の目的 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。
学修の到達目標 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)
　多面的な思考能力と素養：日本や世界各国の種々の時代や地域には、多様な考え方が存在していることを学び、様々な立場から互いの意見を尊重して相互に理解できる。【認知的領域】
　技術者倫理：電気電子工学の基礎知識を身につけ、科学技術が社会や自然環境に及ぼす影響を理解し、責任ある技術者として行動できる。【情意的領域】
　基礎知識と専門知識：数学、自然科学、情報技術、並びに電気電子工学に関する基礎及び専門知識を修得し、それらの知識を応用できる。【認知的領域】
　デザイン能力・ものづくり能力：電気電子工学の基礎と専門知識を基にして、関連した情報の収集を図り、課題を解決する手法を提案でき、それに基づいて「ものづくり」を行える。【技能表現領域】
　コミュニケーション能力：実験した内容や考察した内容、調査した内容を図、表等を利用して文書により表現し、他人に説明できる能力、討論を行える。専門とする分野の英語で書かれた文献について理解し、説明できる。【技能表現領域】
　自主的継続的学習能力：電気電子工学に関連する種々の分野に関心を持ち、未知な分野が広がっていることを感じて、自主的、継続的な学習が必要であることを認識できる。【情意的領域】
　制約下での仕事の推進・統括：電気電子工学分野の基礎に関する与えられた課題または自ら設定した課題について、計画的に物事を進め、期限までにまとめて報告書を提出できる。【認知的領域】
○ 全学の教育目標
感じる力
  • 　感性
  • 　共感
  • 　主体性
考える力
  • 　幅広い教養
  • ○専門知識・技術
  • 　論理的・批判的思考力
コミュニケーション力
  • ○表現力(発表・討論・対話)
  • 　リーダーシップ・フォロワーシップ
  • 　実践外国語力
生きる力
  • 　問題発見解決力
  • 　心身・健康に対する意識
  • 　社会人としての態度・倫理観
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)
授業の方法 講義

授業の特徴

PBL

特色ある教育

キャリア教育の要素を加えた授業

英語を用いた教育
授業改善の工夫
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
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。
教員室：　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 電気回路論I及び演習や電子回路工学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。
その他

授業計画

MoodleのコースURL
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
学修内容 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
事前・事後学修の内容 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

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