PowerElectronics

電気電子工学科 3年
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

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目的

  • 授業の概要

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。

  • 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変換技術を総合的に修得できる。  (関連する学習教育目標:C)

キーワード

パワー半導体素子、 DC-DC変換、 単相電圧形インバータ

到達目標

  • 電力用半導体素子の基本特性を理解できる。
  • 代表的なDC-DC変換回路の動作原理を理解できる。
  • PWM制御技術の基本動作を理解しDC-AC変換装置の動作原理を修得する。
  • AC-DC変換回路の動作原理を理解できる。
  • パワーエレクトロニクス応用機器の概要を理解できる。

授業計画

以下の項目についての講義を行う。

  1. パワーエレクトロニクスの背景と解析ソフトウェア説明
  2. パワーエレクトロニクスの役割と基礎知識
  3. 電力増幅と電力変換
  4. スイッチとして用いる半導体デバイス
  5. 直流-直流変換(チョッパ回路)
  6. 直流-直流変換(DC-DCコンバータ)
  7. 直流-交流変換(単相電圧形インバータ)
  8. 直流-交流変換(三相電圧形インバータ)
  9. 直流-交流変換(インバータの応用)
  10. 交流-直流変換(他励式整流回路)
  11. 交流-直流変換(PWM整流回路)
  12. 交流-交流変換(サイクロコンバータ)
  13. 交流-交流変換(交流位相調整回路)
  14. パワーエレクトロニクス応用(1)
  15. まとめ
  16. 試験

評価方法

期末試験の結果による

履修上の注意事項

電気機器,電気回路,制御システム工学の履修を希望する。過渡現象の修得が望ましい。

教科書・参考書

教科書

  1. 小山 純,他著,最新パワーエレクトロニクス入門  (朝倉書店)

参考書

  1. 河村篤男 編著,他著,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)
  2. 堀孝正編著:パワーエレクトロニクス(オーム社)
  3. 河村他共訳:基礎パワーエレクトロニクス(コロナ社)
  4. 正田英介監修:パワーエレクトロニクス(オーム社)