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年度 2019年度 開講部局 工学部
講義コード K6320020 科目区分 専門教育科目
授業科目名 エネルギー変換機器
授業科目名
(フリガナ)
エネルギーヘンカンキキ
英文授業科目名 Electromagnetic Energy Conversion Devices
担当教員名 金田 和文
担当教員名
(フリガナ)
カネダ カズフミ
開講キャンパス 東広島 開設期 3年次生   前期   集中
曜日・時限・講義室 (前) 集中
授業の方法 講義 授業の方法
【詳細情報】
講義中心 
単位 2 週時間   使用言語 J : 日本語
学習の段階 3 : 中級レベル
学問分野(分野) 25 : 理工学
学問分野(分科) 11 : 電気システム制御工学
対象学生 工学部第二類 3年次生(未修得者用)
授業のキーワード 電気機器,電磁誘導,直流機,交流機,変圧器,パワーエレクトロニクス 
教職専門科目   教科専門科目  
プログラムの中での
この授業科目の位置づけ
電気エネルギー分野の専門科目 
到達度評価
の評価項目
 
授業の目標・概要等 電磁誘導に基づく電気エネルギーと機械エネルギーとの変換の原理を理解し,エネルギー変換機器の基礎概念を理解する.この種のエネルギー変換機器は,直流機,交流機,変圧器に大別され,これらの基本原理および相互関係を体系的に学ぶ.さらに,電力の開閉,変換,制御を行なうパワーエレクトロニクスの基礎について学ぶ.エネルギー変換の系統的な基礎知識を修得し,電磁機器の動作原理や設計の基本を理解する.より具体的な目標は以下の通りである.
1. 電気エネルギーと機械エネルギー間の相互変換および電気エネルギーと別形式の電気エネルギー間の変換についての概念とその背景にある基本的な考え方を理解・説明できる能力を修得する.
2. 直流機,交流機,変圧器のそれぞれの基本原理と基本動作および損失と効率について理解・説明できる能力を修得する.
3. 交流から直流への変換装置の種々の方法,原理および動作について理解・説明できる能力を修得する.
4. 種々の機器の等価回路について理解し,機器の諸特性が計算可能なこと,さらに設計にも有用であることを理解・説明できる能力を修得する.
 
授業計画 第1回 直流機の基礎(基礎原理, 構造, 電磁誘導, 誘導起電力とトルク)
第2回 直流機の基礎(電気-機械エネルギー変換, 励磁方式)
第3回 直流発電機(他励, 分巻, 直巻, 複巻, 外部特性)
第4回 直流電動機(他励, 分巻, 直巻, 複巻, トルク特性, 速度制御, 始動)
第5回 変圧器の基礎(ファラデーの法則, 電圧と磁束)
第6回 変圧器の基礎(磁化曲線, インダクタンス, 鉄心磁束の飽和)
第7回 理想変圧器(理想変圧器の動作原理)
第8回 理想変圧器(変圧器の等価回路)
第9回 交流機の基礎(回転磁界と交番磁界, 三相起電力)
第10回 交流機の基礎(回転磁界によるトルクの発生)
第11回 交流機の基礎(回転磁界の発生方法)
第12回 順変換装置の基礎(整流回路と直流電圧)
第13回 順変換装置の基礎(平滑リアクトルの作用, 環流ダイオードの作用)
第14回 順変換装置の基礎(交流条件と直流偏磁, 電流の重なり現象)
第15回 サイリスタ(基本的機能, 点弧・消弧特性, 各種パワーエレクトロニクス用デバイス)

テキスト各章の終わりでレポート(章末演習問題)を出題する(6回程度).
期末試験を実施する. 
教科書・参考書等 [教科書]宮入庄太著「大学講義 最新電気機器学」, 丸善
[参考書]宮入庄太著「大学講義 電気・機械エネルギー変換工学」, 丸善
[参考書]深尾正「電気機器・パワーエレクトロニクス通論」,オーム社
[参考書]深尾正著 電気学会大学講座「電気機器・パワーエレクトロニクス通論」,電気学会 
授業で使用する
メディア・機器等
テキスト,配付資料 
予習・復習への
アドバイス
第1〜2回: (直流機) iBl則, vBl則, ファラデーの法則; テキスト第1章演習問題
第3〜4回: (直流機)  誘導起電力とトルク; テキスト第2, 3章演習問題
第5〜8回: (変圧器) 三角関数の微積分, ファラデーの法則, 磁化曲線; テキスト第4, 5章演習問題
第9〜12回: (交流機) 三角関数の微積分, フレミングの左手法則・右手法則; テキスト第9章演習問題
第13〜15回: (パワーエレクトロニクス) 三角関数の積分, 半導体素子; テキスト第14, 15章演習問題 
履修上の注意
受講条件等
回路理論I, II,過渡現象論,電気磁気学I, II,電気磁気学演習I, IIを履修しておくこと. 
成績評価の基準等 成績評価は試験結果にレポートの結果を加え評価する. 
実務経験  
実務経験の概要と
それに基づく授業内容
 
メッセージ レポートは下記のURLを参照のこと.
http://home.hiroshima-u.ac.jp/kin/class/enehen/
オフィスアワーは,電子掲示板を参照のこと. 
その他   
すべての授業科目において,授業改善アンケートを実施していますので,回答に協力してください。
回答に対しては教員からコメントを入力しており,今後の改善につなげていきます。 
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