H31年度 電気機器工学   Electric Machinery and apparatus

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開講元
電気電子系
担当教員名
千葉 明  萩原 誠 
授業形態
講義
曜日・時限(講義室)
火3-4(S221)  金3-4(S221)  
クラス
-
科目コード
EEE.P301
単位数
2
開講年度
H31年度
開講クォーター
4Q
シラバス更新日
H31年3月18日
講義資料更新日
-
使用言語
日本語
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講義の概要とねらい

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。

到達目標

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。

対応する学修到達目標は、
(1) 【専門力】基盤的な専門力
(4) 【展開力】(探究力又は設定力)整理及び分析できる力
(7) 幅広い専門知識を習得し,より高度な専門分野や他分野に自ら学修を広げる力

キーワード

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

学生が身につける力

国際的教養力 コミュニケーション力 専門力 課題設定力 実践力または解決力
- - -

授業の進め方

本日の講義概要、回覧物の説明、今日のクイズとその解答、前回の宿題の解説、講義、電気機器の中身が見える動画、前回のアンケート結果と今日の授業のまとめ、アンケート、今日の宿題の解説

授業計画・課題

  授業計画 課題
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

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、講義資料等

参考書:宮入庄太 『最新電気機器学』 (大学講義) 丸善 (ISBN: 978-4621080894)

成績評価の基準及び方法

理解度確認35%、期末試験35%、前半課題15%、後半課題15%による。

関連する科目

  • EEE.E201 : 電磁気学第一
  • EEE.E202 : 電磁気学第二
  • EEE.C201 : 電気回路第一
  • EEE.C202 : 電気回路第二

履修の条件(知識・技能・履修済科目等)

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。

その他

クラウドサービスHandbookを活用して、「eラーニング」、「ICT機器の活用」を行い、さらに、アクティブラーニングを推進する授業です。クラウドサービスによりクイズ、試験、宿題、アンケートなどを行います。ネットに接続するモバイル機器を持参してください。

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