2023年 理工学部 シラバス - 電気工学科
設置情報
| 科目名 | 電力機器 | ||
|---|---|---|---|
| 設置学科 | 電気工学科 | 学年 | 3年 |
| 担当者 | 直井 和久 | 履修期 | 後期 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 月曜2 |
| 校舎 | 駿河台 | 時間割CD | I12M |
| クラス | A・B | ||
| 履修系統図 | 履修系統図の確認 | ||
概要
| 学修到達目標 | 本講義では同期機とパワーエレクトロニクス技術について以下の事柄について学修することを目標とする。 同期機とは，定常状態において同期速度で回転する交流機である。最も重要なのは同期発電機であり，電気事業用の大容量発電機はすべて同期発電機である。本講義では同期機の基礎理論について説明することができることを目標とする。 パワーエレクトロニクス技術として，本講義では電力用半導体の種類と特性，半導体電力変換器の基礎として，位相制御整流回路を取りあげ，その考え方を説明することができることを目標とする。 本授業科目はDP3・5及びCP3・5に該当しています。 |
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| 授業形態及び 授業方法 |
「対面授業」対面による講義を実施する。 理解を深めるため機器の立場から基礎に立ち返り説明する。 演習課題および平常試験により理解度を確認する。 |
| 履修条件 | 選択科目。電気回路Ⅰ，電気回路Ⅱ，電磁気学Ⅰ，電磁気学Ⅱ，電気機器Ⅰ，電気機器Ⅱを履修していることが望ましい。 |
授業計画
| 第1回 | 電力機器の授業について概要説明をおこなう。シラバスの内容を確認の上，授業に臨むこと。 同期機の種類と基本構造について説明できるようになることを目標とする。 【事前学習】シラバスの内容を確認しておくこと。教科書215ページから225ページまで予習しておくこと。（120分） 【事後学習】授業内容を説明できるようにしておくこと。（120分） |
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| 第2回 | 同期機の原理，同期速度，電気角と機械角，誘導起電力について説明し，計算できるようになることを目標とする。 【事前学習】教科書211ページから215ページまで予習しておくこと。また，電気機器Ⅰ，Ⅱを復習しておくこと。（120分） 【事後学習】授業内容を説明できるようにしておくこと。教科書の例題を解けるようにしておくこと。（120分） |
| 第3回 | 円筒界磁形同期機の理論，等価回路，電機子反作用について説明し，計算できるようになることを目標とする。 【事前学習】教科書225ページから228ページまで予習しておくこと。（120分） 【事後学習】授業内容を説明できるようにしておくこと。教科書の例題を解けるようにしておくこと。（120分） |
| 第4回 | 円筒界磁形同期機のフェーザ図，負荷角，出力とトルクについて説明し，計算できるようになることを目標とする。 【事前学習】教科書228ページから233ページまで予習しておくこと。（120分） 【事後学習】授業内容を説明できるようにしておくこと。教科書の例題を解けるようにしておくこと。（120分） |
| 第5回 | 同期発電機の特性，無負荷試験と短絡試験，電圧変動率について説明し，計算できるようになることを目標とする。 【事前学習】教科書234ページから240ページまで予習しておくこと。（120分） 【事後学習】授業内容を説明できるようにしておくこと。教科書の例題を解けるようにしておくこと。（120分） |
| 第6回 | 単位法，短絡比，界磁電流算定法について説明し，計算できるようになることを目標とする。 【事前学習】教科書240ページから241ページまで，244ページから247ページまで予習しておくこと。（120分） 【事後学習】授業内容を説明できるようにしておくこと。教科書の例題を解けるようにしておくこと。（120分） |
| 第7回 | 同期発電機の並行運転の条件，循環電流（横流）と同期化作用について説明し，計算できるようになることを目標とする。 【事前学習】教科書241ページから244ページまで予習しておくこと。（120分） 【事後学習】授業内容を説明できるようにしておくこと。教科書の例題を解けるようにしておくこと。（120分） |
| 第8回 | 同期電動機の特性，V曲線について説明し，計算できるようになることを目標とする。 【事前学習】教科書236ページから237ページまで予習しておくこと。（120分） 【事後学習】授業内容を説明できるようにしておくこと。教科書の例題を解けるようにしておくこと。（120分） |
| 第9回 | 突極形同期機の直軸･横軸同期リアクタンス，フェーザ図と等価回路，出力とトルク，二反作用理論について説明し，計算できるようになることを目標とする。 【事前学習】教科書247ページから253ページまで予習しておくこと。（120分） 【事後学習】授業内容を説明できるようにしておくこと。教科書の例題を解けるようにしておくこと。（120分） |
| 第10回 | パワーエレクトロニクス，発達の歴史，電力変換と制御について説明できるようになることを目標とする。 【事前学習】パワーエレクトロニクスの教科書11ページまで予習しておくこと。（120分）（120分） 【事後学習】授業内容を説明できるようにしておくこと。教科書の例題を解けるようにしておくこと。（120分） |
| 第11回 | パワー半導体デバイスについて説明できるようになることを目標とする。 【事前学習】教科書11ページから44ページまで予習しておくこと。（120分） 【事後学習】授業内容を説明できるようにしておくこと。教科書の例題を解けるようにしておくこと。（120分） |
| 第12回 | 単相半波整流回路について説明し，計算できるようになることを目標とする。 【事前学習】教科書45ページから48ページまで予習しておくこと。（120分） 【事後学習】授業内容を説明できるようにしておくこと。教科書の例題を解けるようにしておくこと。（120分） |
| 第13回 | 単相全波整流回路について説明し，計算できるようになることを目標とする。 【事前学習】教科書48ページから55ページまで予習しておくこと。（120分） 【事後学習】授業内容を説明できるようにしておくこと。教科書の例題を解けるようにしておくこと。（120分） |
| 第14回 | 同期機・パワーエレクトロニクスの演習問題について解説をおこなう。 【事前学習】これまでの授業内容を説明し，教科書，演習問題を全て解けるようにしておくこと。（120分） 【事後学習】これまでの授業内容を説明できるようにしておくこと。教科書の例題，章末問題，演習問題を全て解けるようにしておくこと。（120分） |
| 第15回 | 平常試験及びその解説 【事前学習】同期機・パワーエレクトロニクスの授業内容を説明できるようにしておくこと。教科書の問題，演習問題を全て解けるようにしておくこと。（120分） 【事後学習】解けなかった問題を説明し，計算できるようにしておくこと。（120分） |
その他
| 教科書 |
猪狩武尚著 『新版 電気機械学 [978-4-339-00733-6]』 コロナ社 2001年
矢野昌雄，打田良平著 『パワーエレクトロニクス [978-4-621-08161-7]』 丸善 2000年
教科書に沿って講義，演習を行うので教科書は必須である。
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| 参考書 |
尾本義一，多田隅進，山下英男，山本充義，米山信一著 『電気学会大学講座 電気機器工学I（改訂版） [978-4-88686-115-3]』 オーム社 1987年
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| 成績評価の方法 及び基準 |
演習課題および平常試験によりＳ～Ｄの成績評価を行う。 演習課題３０％，平常試験７０％ |
| 質問への対応 | 通常は対面授業時に質問してください。 |
| 研究室又は 連絡先 |
対面の場合はタワー・スコラ15階S1513号室となります。 オンラインを希望する場合は先ず電子メールで連絡してください。 オンライン（Zoom,GoogleMeet等）での面談実施方法を指示します。 電子メールで連絡の際は必ずNU-Gmailアカウントを利用して下記内容を明記してください。 宛先：naoi.kazuhisa@nihon-u.ac.jp 件名：電力機器に関する質問 本文：学生番号，氏名，質問内容 |
| オフィスアワー |
金曜 駿河台 14:00 ～ 15:00 タワー・スコラ15階
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| 学生への メッセージ |
講義を最初から受講してください。この科目は電気主任技術者の認定に必要な科目でもあり，特に電力関係の仕事や電気主任技術者の資格取得を目指すなら必須である。また，それ以外の場合でも電気技術者のもつ基礎知識として必要とされることから，しっかり勉強して欲しい。 |