K6328020 パワエレ電動機制御

広島大学シラバス

English

年度 2024年度開講部局工学部

講義コード K6328020 科目区分専門教育科目

授業科目名パワエレ電動機制御

授業科目名
（フリガナ）パワエレデンドウキセイギョ

英文授業科目名 Power Electronics and Motor Control Application

担当教員名佐々木　豊,関崎　真也

担当教員名
(フリガナ) ササキ　ユタカ,セキザキ　シンヤ

開講キャンパス東広島開設期 3年次生後期４ターム

曜日・時限・講義室 (4T) 水1-4：工117

授業の方法講義授業の方法
【詳細情報】　

講義中心（原則対面、状況に応じてTeamsを用いたオンラインへ切り替える）．
第1回の講義ではガイダンスを実施するため，ガイダンスの実施方法について，もみじやTeamsを用いた掲示を確認すること．

単位 2.0 週時間　使用言語 B : 日本語・英語

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

対象学生学部3年生

授業のキーワードパワーエレクトロニクス、整流回路、チョッパ、電力変換、PWMインバータ、電動機制御、座標変換、SDGs、CN

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
（学部生対象科目のみ）
到達度評価
の評価項目
（学部生対象科目のみ）電気システム情報プログラム
（能力・技能）
・電気，システム，情報分野の基礎概念，知識および手法を具体的・専門的な問題に応用する能力

授業の目標・概要等パワーエレクトロニクス、いわゆる電力変換の技術は、エアコンや洗濯機といった家庭製品からエレベータや電車モータといった工業製品まで幅広く利用されており、現代の我々の生活に欠かせない技術である。本講義では、パワーエレクトロニクスおよびその技術を用いた電動機制御における必須の基礎項目を、極力網羅的にわかりやすく解説する。具体的には以下の項目を習得することでパワーエレクトロニクスおよび電動機制御のための基礎的理論を理解することを目的とする。
1. 電力変換の種類
2. 代表的な電力変換
3. 電動機制御のための基礎理論
4. 電動機制御とその特性

授業計画第1回　ガイダンス（担当：佐々木・関﨑）、パワーエレクトロニクスの概要（担当：佐々木）
第2回　電力変換回路の種類と基礎（担当：佐々木）
第3回　第1・2回の小テスト，インダクタンス，キャパシタンスの作用と役割（担当：佐々木）
第4回　直流チョッパ（担当：佐々木）
第5回　第3・4回の小テスト，インバータの基礎（担当：佐々木）
第6回　単相インバータ（担当：佐々木）
第7回　第5・6回の小テスト，三相インバータ（担当：佐々木）
第8回　その他，さまざまな直流チョッパ（DC-DCコンバータ）やインバータ（担当：佐々木）
第9回　直流電動機の基礎（担当：関﨑）
第10回　直流電動機の制御（担当：関﨑）
第11回　第9・10回の小テスト，同期電動機（１）同期電動機の構造，回転磁界とトルク（担当：関﨑）
第12回　同期電動機（２）同期電動機の制御（担当：関﨑）
第13回　第11・12回の小テスト，誘導電動機（１）誘導電動機の構造，すべりとトルク（担当：関﨑）
第14回　誘導電動機（２）誘導電動機の制御（担当：関﨑）
第15回　第13・14回の小テスト，座標変換（１）静止座標系，αβ変換（担当：関﨑）
第16回　座標変換（２）回転座標系，dq変換（担当：関﨑）

各担当の初回講義を除き，毎回，小テストを課し，試験を実施する（オンラインに切り替えた場合は試験を実施せず，　レポートで代替する可能性もある）。出欠状況も加味して総合的に評価する。

教科書・参考書等教科書：
深尾正，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，オーム社
注）教科書の正誤表を確認して下さい．
参考書・参考資料等：
大野榮一，小山正人，パワーエレクトロニクス入門改訂5版，オーム社
松瀬貢規，電気学会大学講座　電動機制御工学　―可変速ドライブの基礎―，オーム社

授業で使用する
メディア・機器等　

【詳細情報】 Microsoft Teams, Moodle, テキスト，配付資料，音声教材，映像（ビデオ/PC/その他画像資料）などを状況に応じて使用する。

授業で取り入れる
学習手法　

予習・復習への
アドバイス「パワーエレクトロニクスは，「電力」、「制御」、「半導体」といった幅広い分野を統合させた学問分野である。
専門基礎の関連科目として、数学(フーリエ級数)：応用数学III、古典制御論：システム制御I、電気回路：回路理論I, II，過渡現象論、モータ・発電機：電気磁気学I, II，電力システム基礎，エネルギー発生・変換、半導体素子：固体物性論，固体電子工学，半導体デバイス基礎（半導体デバイス・回路基礎），半導体デバイス工学が挙げられる。
講義の理解度を高めるために，特に【電気磁気学】と【回路理論】については十分に復習しておくこと。」

履修上の注意
受講条件等本講義は通常時限の講義に加えて土曜日に補講を行う可能性がある。
補講の日程に関しては受講者の予定も勘案して講義で決定する。
初回は補講日時・全体スケジュールなどのガイダンスも合わせて実施する（必ず出席すること）。
ノートパソコンを使用するため，必携PCを持参すること。

成績評価の基準等成績は授業中の取り組み態度および試験（100点満点）により評価します。取り組み態度を考慮した上で60点以上を合格とします。

実務経験

実務経験の概要と
それに基づく授業内容

メッセージ近年、パワーエレクトロニクスは、CO2の削減やエネルギー利用の効率化のために欠かせない技術になってきています。講義では，電気回路で用いるインダクタやキャパシタ、そしてそれらの電磁気学的現象、回路理論で学んだ三相交流などを積極的に利用しますので、十分に専門基礎科目を復習してから受講することをお勧めします。

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。

年度	2024年度	開講部局	工学部
講義コード	K6328020	科目区分	専門教育科目
授業科目名	パワエレ電動機制御
授業科目名（フリガナ）	パワエレデンドウキセイギョ
英文授業科目名	Power Electronics and Motor Control Application
担当教員名	佐々木　豊,関崎　真也
担当教員名 (フリガナ)	ササキ　ユタカ,セキザキ　シンヤ
開講キャンパス	東広島	開設期	3年次生後期４ターム
曜日・時限・講義室	(4T) 水1-4：工117
授業の方法	講義	授業の方法【詳細情報】
講義中心（原則対面、状況に応じてTeamsを用いたオンラインへ切り替える）．第1回の講義ではガイダンスを実施するため，ガイダンスの実施方法について，もみじやTeamsを用いた掲示を確認すること．
単位	2.0	週時間		使用言語	B : 日本語・英語
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	学部3年生
授業のキーワード	パワーエレクトロニクス、整流回路、チョッパ、電力変換、PWMインバータ、電動機制御、座標変換、SDGs、CN
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（学部生対象科目のみ）
到達度評価の評価項目（学部生対象科目のみ）	電気システム情報プログラム（能力・技能）・電気，システム，情報分野の基礎概念，知識および手法を具体的・専門的な問題に応用する能力
授業の目標・概要等	パワーエレクトロニクス、いわゆる電力変換の技術は、エアコンや洗濯機といった家庭製品からエレベータや電車モータといった工業製品まで幅広く利用されており、現代の我々の生活に欠かせない技術である。本講義では、パワーエレクトロニクスおよびその技術を用いた電動機制御における必須の基礎項目を、極力網羅的にわかりやすく解説する。具体的には以下の項目を習得することでパワーエレクトロニクスおよび電動機制御のための基礎的理論を理解することを目的とする。 1. 電力変換の種類 2. 代表的な電力変換 3. 電動機制御のための基礎理論 4. 電動機制御とその特性
授業計画	第1回　ガイダンス（担当：佐々木・関﨑）、パワーエレクトロニクスの概要（担当：佐々木）第2回　電力変換回路の種類と基礎（担当：佐々木）第3回　第1・2回の小テスト，インダクタンス，キャパシタンスの作用と役割（担当：佐々木）第4回　直流チョッパ（担当：佐々木）第5回　第3・4回の小テスト，インバータの基礎（担当：佐々木）第6回　単相インバータ（担当：佐々木）第7回　第5・6回の小テスト，三相インバータ（担当：佐々木）第8回　その他，さまざまな直流チョッパ（DC-DCコンバータ）やインバータ（担当：佐々木）第9回　直流電動機の基礎（担当：関﨑）第10回　直流電動機の制御（担当：関﨑）第11回　第9・10回の小テスト，同期電動機（１）同期電動機の構造，回転磁界とトルク（担当：関﨑）第12回　同期電動機（２）同期電動機の制御（担当：関﨑）第13回　第11・12回の小テスト，誘導電動機（１）誘導電動機の構造，すべりとトルク（担当：関﨑）第14回　誘導電動機（２）誘導電動機の制御（担当：関﨑）第15回　第13・14回の小テスト，座標変換（１）静止座標系，αβ変換（担当：関﨑）第16回　座標変換（２）回転座標系，dq変換（担当：関﨑）各担当の初回講義を除き，毎回，小テストを課し，試験を実施する（オンラインに切り替えた場合は試験を実施せず，　レポートで代替する可能性もある）。出欠状況も加味して総合的に評価する。
教科書・参考書等	教科書：深尾正，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，オーム社注）教科書の正誤表を確認して下さい．参考書・参考資料等：大野榮一，小山正人，パワーエレクトロニクス入門改訂5版，オーム社松瀬貢規，電気学会大学講座　電動機制御工学　―可変速ドライブの基礎―，オーム社
授業で使用するメディア・機器等
【詳細情報】	Microsoft Teams, Moodle, テキスト，配付資料，音声教材，映像（ビデオ/PC/その他画像資料）などを状況に応じて使用する。
授業で取り入れる学習手法
予習・復習へのアドバイス	「パワーエレクトロニクスは，「電力」、「制御」、「半導体」といった幅広い分野を統合させた学問分野である。専門基礎の関連科目として、数学(フーリエ級数)：応用数学III、古典制御論：システム制御I、電気回路：回路理論I, II，過渡現象論、モータ・発電機：電気磁気学I, II，電力システム基礎，エネルギー発生・変換、半導体素子：固体物性論，固体電子工学，半導体デバイス基礎（半導体デバイス・回路基礎），半導体デバイス工学が挙げられる。講義の理解度を高めるために，特に【電気磁気学】と【回路理論】については十分に復習しておくこと。」
履修上の注意受講条件等	本講義は通常時限の講義に加えて土曜日に補講を行う可能性がある。補講の日程に関しては受講者の予定も勘案して講義で決定する。初回は補講日時・全体スケジュールなどのガイダンスも合わせて実施する（必ず出席すること）。ノートパソコンを使用するため，必携PCを持参すること。
成績評価の基準等	成績は授業中の取り組み態度および試験（100点満点）により評価します。取り組み態度を考慮した上で60点以上を合格とします。
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	近年、パワーエレクトロニクスは、CO2の削減やエネルギー利用の効率化のために欠かせない技術になってきています。講義では，電気回路で用いるインダクタやキャパシタ、そしてそれらの電磁気学的現象、回路理論で学んだ三相交流などを積極的に利用しますので、十分に専門基礎科目を復習してから受講することをお勧めします。
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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