国立大学法人 東京工業大学

講義の概要とねらい

高電圧工学、電気機器学、パワーエレクトロニクス、電力工学等で学ぶ電磁気、電気回路の応用的な内容について、高電圧、プラズマ、サージ現象、交流電動機・発電機、半導体電力変換器、電力系統解析、磁気浮上等の実験を通して理解を深め、電気技術者に求められる知識・能力を養う。
それぞれのテーマに関して、動作原理の理解、動作や回路のシミュレーションなどを行うことで電力工学分野に関する重要テーマについて理解を深めるとともに、課題設定力、実践力および解決力を向上させる。またこれらの取り組みを通じて、チームワーク、リーダーシップ、コミュニュケーション力を涵養することや、機器を用いるときの準備や安全性の確保、データの取り方やまとめ方、考察のしかたやレポートの作成方法など、技術者としての実践的な基本を涵養することも重要なねらいのひとつである。

到達目標

本実験を履修することで次の能力を修得する。
１）パルス高電圧、交流高電圧の発生原理を理解し、高電圧機器の取扱いと計測手法を修得し，実験結果の評価・分析が行える。
２）非熱平衡および熱平衡プラズマそれぞれの特性と応用を説明でき、プラズマを電気的および工学的に計測できる。
３）電力系統における電圧サージの伝搬基礎特性を理解し、分布定数回路と集中定数回路の違いを説明できる。
４）パワー半導体デバイスを用いた直流遮断の原理と基礎特性を理解するとともに、電力系統の故障計算が行える。
５）6パルス整流器と12パルス整流器の基礎特性を理解し、半導体電力変換器におけるインダクタとコンデンサの役割・作用を説明できる。
６）巻線形誘導電動機のすべり周波数、 二次電流の測定を通じて誘導電動機の動作原理を理解し、 同期発電機の無負荷試験・短絡試験を通じて基礎特性を説明できる。
７）鉄球の磁気浮上装置を用いて、磁気浮上や磁気軸受の原理を理解し説明できる。

キーワード

高電圧、大電流、インパルス電圧、火花電圧、絶縁破壊、分圧器、ＣＴ、アーク放電、グロー放電、バリア放電、分光計測、オゾン、サージ電圧、分布定数回路、集中定数回路、電力系統、半導体遮断器、故障計算、パワーエレクトロニクス、ダイオード整流器、高調波電流、磁気浮上、磁気軸受、ベアリングレスモータ、制御

学生が身につける力(ディグリー・ポリシー)

授業の進め方

本科目は班編成で進行し、各班は授業計画に示された7テーマを連続する2クウォーターで学ぶ。本科目は全15回で構成され、各テーマは週2回、各2時限の授業をあてて、班員同士で協力し合いながら実験の準備、実験、データ整理、レポート作成を進めていく。レポートは期日までに提出しなければならない。なお安全やスムーズな進行のためにも事前に実験マニュアルをよく読んでくることが求められる。

授業計画・課題

教科書

OCWiで学内公開する。

参考書、講義資料等

実験マニュアル「電力工学実験（英語）」を参照のこと

成績評価の基準及び方法

全出席および全実験履修が原則。実験レポート提出状況と採点結果により成績を評価する。
遅刻や再提出を繰り返した場合は不合格とすることがある。

関連する科目

• EEE.P331 ： 高電圧工学
• EEE.P301 ： 電気機器工学
• EEE.C261 ： 制御工学
• EEE.P311 ： パワーエレクトロニクス
• EEE.P321 ： 電力工学第一
• EEE.P322 ： 電力工学第二
• 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)

履修条件は特に設けないが、関連する科目を履修していることが望ましい。