本講義では、モータや発電機など広く応用されている電気機器全般について、電気-機械エネルギー変換の基礎原理を理解する。
電気機器学はEdisonやTeslaの時代から電気系の重要科目で有り、最近の地球温暖化問題、ハイブリッド自動車などと密接に関連するため、重要科目となっている。
直流機、交流機、変圧器、リアクトルの原理、基本構造を理解し、実際の機器の基本特性が算定できる。
直流機、誘導機、同期機、永久磁石機、モータ、発電機、変圧器、リアクトル、電気-機械エネルギー変換
✔ 専門力 | 教養力 | コミュニケーション力 | 展開力(探究力又は設定力) | ✔ 展開力(実践力又は解決力) |
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授業計画 | 課題 | |
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第1回 | 1. 電気機器学の概要、応用、役割、磁性材料、磁束と電圧、起磁力、磁気抵抗、磁化電流、インダクタンス | インダクタンスと磁化電流、磁気回路の計算ができるようになる。 |
第2回 | 2. 変圧器の構造、等価回路と漏れインダクタンス、抵抗、鉄損抵抗、磁化電流、簡易等価回路 | 変圧器の等価回路が描けるようになる。 |
第3回 | 3. 変圧器の電圧変動率、百分率抵抗降下とリアクタンス、損失と効率、三相交流、線間電圧 | 変圧器の電流、電圧、効率等の算定ができる。 |
第4回 | 4. リアクトル、キャパシタと磁界のエネルギー、リアクトルの種類、磁束鎖交数電流曲線、磁気吸引力、リアクトル容量、可飽和リアクトル | 各種リアクトルの役割と簡単な設計ができるようになる。 |
第5回 | 5. 磁界のエネルギーと電磁力、リニアアクチュエータ、磁気エネルギー、リラクタンストルク、SRモータ、2巻線 | リラクタンスモータの原理と電流の関係がわかる。 |
第6回 | 6. 回転機の基本原理1 フレミングの法則、一様磁界中のコイル、整流子とブラシ、直流機の原理 | 直流機の構造を描き、原理を説明できる。 |
第7回 | 7. 回転機の基本原理2 ブラシレスDCモータ、三相交流と回転磁界、2極、4極など、三相同期機の原理 | 同期機の構造を描き、原理を説明できる。 |
第8回 | 8. 理解度確認(範囲、A3一枚自筆メモ、計算機能だけの電卓、筆記用具、学生証)リアクトル、変圧器、リラクタンス機、直流機、同期機、誘導機の原理 | 各種電気機器の基礎が理解できる。 |
第9回 | 9. 回転機の基本原理3 三相誘導機の基本原理、巻線の基本構造、エネルギー変換の流れと効率 | 誘導機の構造を描き原理が説明できる。 |
第10回 | 10. 直流機および整流子機1 整流子機の構造、整流子機の基本、励磁方式、整流子機の巻線方法 | 直流機(整流子機)の構造を描き原理が説明できる。 |
第11回 | 11. 直流機および整流子機2 起電力とトルク、等価回路、直流電動機・発電機の特性、ユニバーサルモータ | 直流機の起電力・トルクを導出できる。電動機・発電機の特性を説明できる。 |
第12回 | 12. 同期機の特性1 同期機の構造、同期インピーダンス、等価回路、電機子反作用、出力 | 同期インピーダンスを導出できる。等価回路を理解し説明できる。 |
第13回 | 13. 同期機の特性2 短絡比、並列運転、励磁方法、同期電動機の特性、V曲線、最大トルク制御、始動法 | 同期発電機・電動機の特性を理解し説明できる。 |
第14回 | 14. 誘導機1 三相誘導機の概要、損失、直流機・同期機との相違点、等価回路、定数測定 | 誘導機の特長・等価回路を理解し説明できる。 |
第15回 | 15. 誘導機2 三相誘導機の特性(一定電圧・一定周波数)、三相誘導機の可変速運転、三相誘導発電機 | 等価回路による誘導電動機の特性を理解し説明できる。 |
教科書:深尾正「電気機器・パワーエレクトロニクス通論」 電気学会大学講座 オーム社 (ISBN: 9784886862860)
参考書:宮入庄太 『最新電気機器学』 (大学講義) 丸善 (ISBN: 978-4621080894)
理解度確認35%、期末試験35%、課題30%による。
電磁気学Ⅰ、電磁気学Ⅱ、線形回路の内容を理解していること。
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