Thursday, 3 March 2016

電気電子工学科 学部3年生「電気機器学基礎」 (2016/07/11 改訂)

7/11ですべての講義を終了しました!ご聴講ありがとうございました。

☆ 7/29(Fri) 期末テスト@246号教室 13:00-16:00
         自分で書いたA4の紙1枚持ち込み可能

<==なお月曜日1限の「制御工学第一」の期末テストは持ち込み不可です!


これまでに効果的の見られた講義のやり方を踏襲し、出席調査がわりの簡単なレポート課題を出題します。毎週このブログを良く見てください。

----本学期の講義予定----
回数 日 曜日 テーマ 内容

1) 2016/04/11 月 はじめに
電気-機械エネルギー変換
電気機器の種類と歴史
電気機械の種類と分類
電気機械エネルギー変換技術の社会的役割とその重要性

4/11の講義で用いたスライドをこちらでご覧ください。(PWつき)

4/18に提出をお願いするレポート課題をこちらからご入手ください。
  ★講義レポートといえども「読み物として完結」している必要があります。したがって、
(1) 学生証番号/氏名
(2) 表題(講義レポートの場合には問題文の再掲でも良い)
(3) 内容(事実と意見コメントなどは明確に分けて書くのが良い)
(4) (必要に応じ)参考文献リスト、参考資料の出典
などの基本的事項が、たとえ短い報告書であっても形式的に明確に示すようにしてください。

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2) 2016/04/18 月
電気機械エネルギー変換の物理的基礎
エレクトロニクスとパワー
電気機器学の学問としての位置づけ
思考の上手な手抜き:交流電力の考え方

04/25に提出をお願いするレポート課題をこちらから御入手ください。

3) 2016/04/25 月
瞬時電力と平均電力、 皮相電力/有効電力/無効電力
単相交流と三相交流
なぜ電力システムで三相交流が好んで用いられるのか?
三相交流の典型的な電力測定法 ---2電力法

05/02に提出をお願いするレポート課題をこちらから御入手ください。

4) 2016/05/02 月
磁気回路法によるモデリング(導入+変圧器の復習)
午後の学生実験課題との関係: 変圧器(と誘導機)の等価回路
変圧器、誘導機の等価回路と測定法(ごく簡単に!)

05/09に提出をお願いするレポート課題をこちらから御入手ください。
なお、このプリントの図には、05/02および5/9の講義後にご指摘をいただいた、二次側の定数の記述の板書誤記の訂正を含みます。
(前君 ご指摘ありがとうございました!貴兄の計算が正解です。)

5) 2016/05/09 月 
電磁誘導における各種起電力の整理
直流機入門: 他励直流機とその定常的な回路方程式

05/16に提出をお願いするレポート課題をこちらから御入手ください。
(講義の進度に合わせ問題を減らしました。 5/9)

6) 2016/05/16 月  
 直流機(続き):
他励直流機の結線と特性の比較
各種自励直流機の結線と特性比較 (+複巻電動機・発電機)  
速度制御と弱め界磁  
直流機の過渡現象の制御モデル

<板書誤記修正のご連絡とお詫び>
本日の講義で、発電機と電動機により回路方程式の符号が変化する部分が、板書では内部誘導起電力の前についていたが、抵抗による電圧降下の前ではないかとの指摘がありました。そのとおりですので、誤記をお詫びし、ここに訂正いたします。

(なお、このようなご指摘は講義の中で直接行っていただくようお願いします。講義中にインタラプトを書けることは決して無礼なことではありません!)

05/23に提出をお願いするレポート課題をこちらから御入手ください。

7) 2016/05/23 月 
誘導電動機I
   三相対称交流と回転磁界 
    誘導電動機の原理と等価回路
 
三相巻線、三相対称交流で回転磁界(進行磁界)が何故できるかについて、黒板の記録や教科書の記述pp.56-57に加え、こちらの図もご参照ください。

05/30に提出をお願いするレポート課題をこちらから御入手ください。

8) 2016/05/30 月 
誘導機II
誘導電動機の原理と等価回路(=T型、π型等価回路)
誘導機におけるエネルギーの流れ
スリップの意味と、速度、トルク特性(起動トルク 定格動作点の考え方)
誘導機の動作モード(電動機モード、逆相制動モード、回生制動モード)

06/06に提出をお願いするレポート課題をこちらから御入手ください。

また、5/30の講義で言及した、誘導機の等価回路が、なぜR_2/sを含むこの形になるかを、基本から論理的に説き起こすと、この資料に示した形が最も古関にはわかりやすいように感じられます。(が式の展開は結構大変で理解するのに2時間位はかかると思います。)

式の展開を厳密に追わないまでも、全体の流れをざっと見るとともに、誘導機の構造のイメージをつかむため、掲載した写真だけでもご覧になると良いご参考になるかと思います。

9) 2016/06/06 月 
誘導機III
等価回路に基づく特性計算 テブナンの定理と 
            すべり---トルク特性
誘導機の始動法と比例推移特性
モデル同定のための測定法
円線図を用いた特性の表現
空間高潮波とゲルゲス現象などの諸注意、単相誘導機(小型誘導機)

06/13に提出をお願いするレポート課題はありません!
(古関の都合で、タイムリーなページの更新が出来なかったことをお詫びします。レポートは1回お休みです。)

10) 2016/06/13 月
同期機 I
 +5/23に提出いただいた直流機の基礎に関する演習が悲惨な出来のものがありましたので、すこしこれについて解説します。 講義中の界磁電流分の抜けのタイムリーなご指摘、ありがとうございました。

直流機は特別な形態の同期機と考えることもできます。 == 三相巻線と同期発電機の原理

構造と分類, 同期機の機能, 電機子反作用

06/20に提出をお願いするレポート課題をこちらから御入手ください。
06/20の講義で説明予定の等価回路、フェーザダイアグラムと電機子反作用に関する説明の図をこちらから御入手ください。(講義で示したPWつき。)

11) 2015/06/20 月 同期機 II 
特性のモデリング(円筒形発電機の等価回路とフェーザダイアグラム)
特性のモデリング(突極形発電機の等価回路とフェーザダイアグラム)
測定法  

06/27に提出をお願いするレポート課題をこちらから御入手ください。

12) 2016/06/27月 同期機III
同期発電機と電力系統
7/6に提出をお願いする突極機、同期電動機についての基本演習のレポート課題をこちらから御入手ください。

07/04に提出をお願いするレポート課題をこちらから御入手ください。
 (公開が木曜日と遅くなってしまってすみませんでした!)

13) 2016/07/04 月
同期電動機の種類とその特長、同期電動機: トルクの発生原理 V特性と同期調相機
(課題レポートはありません。)

14) 2016/07/11 月
講義アンケートの配布 
パワーエレクトロニクス入門 --- PWつき
(パワー半導体デバイス、信号処理とパワーのエレクトロニクスの相違、DC/DC, AC/DC, AC/AC, DC/AC変換, オンオフ機能を持たない素子と転流回路, 高調波問題と解析法,
オンオフ制御能力を持つ素子とPWM, ACモータのインバータによる可変速駆動, サーボモータ
+電気駆動制御と座標変換
制 御 同期機の原理と直流機の関係
エネルギー流れの理解、過渡現象の理解、
制御と電気機器の一般理論?)

期末テストに向けての復習と自由議論:演習問題の復習など

XX)  7/29(Fri) 期末テスト@246号教室 13:00-16:00
         自分で書いたA4の紙1枚持ち込み可能

以下の☆の数はあくまでも初心者向けという観点からの古関の個人的見解に基づくものです。

--- 本年度教科書指定---
仁田旦三・古関隆章:
 新・電気システム工学 電気機器学基礎 数理工学社 ISBN-978-4-901683-76-0 
  作業中で不完全ですが正誤表や演習問題の解答をここでご覧ください。

---推薦参考書----
<入門書として初学者に読みやすいもの>
☆☆☆☆「エレクトリックマシーン & パワーエレクトロニクス」
エレクトリックマシーン&パワーエレクトロニクス編集委員会 編/森北出版(定価 2800円)
(専門性の高いレベルまでコンパクトにまとめられている。)
電気学会 多田隈他:「電気機器学基礎論」

☆☆☆☆☆:西方正司 基本を学ぶ電気機器 (オーム社 ISBN-978-4-274-21138-6)
(初学者に大変わかりやすく記述されている!)

☆☆☆藤田:「電気機器」 森北出版
(amazonでは5つ星がついています!)

<一般的なもの>
☆☆☆☆☆:「最新小型モータが一番わかる ~基本からACモータの活用まで~ (しくみ図解)」見城 尚志, 陳 正虎, 簡 明扶 著
出版社: 技術評論社 (2013/3/27), ISBN-10: 4774155845, ISBN-13: 978-4774155845

技術に興味のある人向けの一般的な解説書ですが、写真や図が具体的で、原理的な理解を深めるのに適していると思います。

☆☆☆:(株)日立製作所総合教育センタ技術研修所編
「小形モータの技術」 オーム社
メーカのエンジニア養成を目的に書かれていますのでわかりやすく実用的です。電気自動車や有限要素法による特性計算の話題までカバーしますので、基礎的な知識を広く身につける意味でお薦めです!

電気学会 「電気機械工学」「電動機制御工学」

☆仁田他: 「大学課程 電気機器(1)」 オーム社
(これは昨年まで準教科書として用いていた書籍です。現在、名誉教授の仁田丹三先生が、数理工学社から出版予定の教科書を執筆準備されています。)


<専門性の高いもの>
本ブログでも詳しく紹介した電磁気と制御の応用を統一的に解説した優れた参考書
(必ずしも電気機器学の伝統的な構成にそって記述されているものではありません。)
☆☆☆:坂本哲三 著 「電気機器の電気力学と制御」 森北出版