電気電子工学科 電気エネルギー工学コース
電気電子工学科 電子システム工学コース
宇宙システム工学科 電気宇宙システム工学コース
後期 第３クォーター 選択必修 ２単位
パワーエレクトロニクス Power Electronics
担当教員 花本 剛士
授業の概要
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背景
パワーエレクトロニクスは、電力変換や電気制御を取り扱う際に必ず理解していなければならない基礎学問であり、電気関係の技術者として世に出る場合には必須の知識である。
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目的
パワーエレクトロニクスの歴史、電力用半導体素子の特徴、各種電力変換方式の基本構成を学び、パワーエレクトロニクス技術の基本的な概念を修得する。
カリキュラムにおけるこの授業の位置付け
パワーエレクトロニクスは、現在の電力変換技術の中核をなしており、様々な産業用装置に使用されている。本授業では、代表的な変換方式である、DC-DC変換、DC-AC変換、AC-DC変換の基本回路構成と動作原理を学ぶ。また、PWM制御についての理解を深め、その技術が各種パワーエレクトロニクス装置にどのように各要されているかを理解する。その結果、電力変換技術、回転機駆動制御等のエネルギー変換技術を総合的に修得できる。
授業項目
第１回 パワーエレクトロニクスの歴史、基礎
第２回 電力用半導体素子（ダイオード、バイポーラトランジスタ）
第３回 電力用半導体素子（MOSFET、IGBT、サイリスタ）
第４回 DC-DC変換（バックコンバータ）
第５回 DC-DC変換（ブーストコンバータ）
第６回 DC-DC変換（その他のDC-DCコンバータ）
第７回 DC-DC変換（共振コンバータ）
第８回 DC-AC変換（単相電圧形インバータ）
第９回 DC-AC変換（単相電流形インバータ）
第10回 DC-AC変換（３相インバータ）
第11回 AC-DC変換（整流回路）
第12回 AC-DC変換（位相制御回路）
第13回 AC-AC変換
第14回 パワーエレクトロニクス応用（１）
第15回 まとめ
成績評価の基準および評価方法
期末試験で評価する。60点以上を合格とする。
授業外学習（予習・復習）の指示
準備学修(予習)として、週に 4 時間確保すること。
予め講義範囲に関する電気回路、電気機器、制御システム工学の基礎的事項を確認しておくこと。
配布資料を事前にダウンロードし、必ず一読した上で出席すること。
また、講義後は様々な条件におけるシミュレーションを行い理解を深めること。
教科書・参考書
教科書
パワーエレクトロニクス入門（第3版） （小山 純, 根葉 保彦, 花本 剛士, 山田 洋明 、朝倉書店） 542.8/N-6/3
参考書
- パワーエレクトロニクス入門（野中作太郎他、朝倉書店） 542.8/N-6
- 河村篤男 編著、他共著、パワーエレクトロニクス学入門～基礎から実用例まで～（コロナ社）549.7/K-3
- パワーエレクトロニクス（堀 孝正編著、オーム社）542.8/H-8
- 基礎パワーエレクトロニクス（Richard G.Hoft著、河村篤男、他共訳、コロナ社）542.8/H-5
- エースパワーエレクトロニクス（引原隆士、他著、朝倉書店）542.8/H-9