2025年度後期電気機器学

曜日・時限 月曜日2時限 期別 後期 週時間数 2
ナンバリング EJ330402
開講学科等 工学部-機械工学科
教員名 神谷 達夫
神谷 達夫
職務履歴

目的

本講義では、ロボット等のメカトロニクス分野や各種機械の動力源として使われるモータ(電気機器の1つ)を中心に学習する。ただし、モーターを理解するために、発電機やトランスなどの電気機器も学習する。本講義では、電気と磁気の基礎から、モーター(電動機)の応用までを広く理解することを目的としている。

授業計画

授業回 形式 学修内容 学修課題
1 A 電気の基礎(電圧と電流,直列と並列,オームの法則,直流と交流,リアクタンス, インピーダンス, 位相) 事前学修 高校物理の電気の部分を復習する。(学修時間6時間)
事後学修 電気の基礎について、復習する。(学修時間2時間)
2 A 磁気の基礎(磁石と磁力線,N極とS極,フレミングの法則, 右ねじの法則) 事前学修 高校物理の電磁気を事前学習する。(学修時間2時間)
事後学修 磁気の基礎,電流と磁界,フレミングの法則,右ねじの法則などを理解し使えるように練習する。(学修時間2時間)
3 A 磁気の基礎(電磁誘導) 事前学修 高校物理の電磁気を復習する。(学修時間2時間)
事後学修 磁束の変化による誘導起電力を表す電磁誘導の法則を理解し、使えるようになる。(学修時間2時間)
4 A 直流発電機(原理, 種類と特性) 事前学修 電気と磁気の諸法則を復習する。(学修時間2時間)
事後学修 直流発電機の構造と原理を理解する。ブラシと整流子の働きや界磁と電機子の働きを説明できるようになる。回転方向と誘導起電力の極性の関係をフレミングの右手則で説明できるようになる。(学修時間2時間)
5 A 直流電動機の基礎(回転子と固定子,極数,回転速度) 事前学修 前回までの用語,諸法則を復習する。(学修時間2時間)
事後学修 直流電動機の各部分の名称や働きを説明できるようになる。電流の向きと回転方向の関係をフレミングの左手則で説明できるようになる。(学修時間2時間)
6 A 直流電動機(トルク,機器の出力) 事前学修 前回の直流発電機の構造と原理を復習する。(学修時間2時間)
事後学修 直流電動機の極数、回転速度、トルク、出力などの諸量とその関係を理解する。等価回路を用いた計算ができるようになる。(学修時間2時間)
7 A 誘導電動機(原理,構造,同期速度,すべり) 事前学修 1~3回で行った電気と磁気の関係を復習する。(学修時間2時間)
事後学修 誘導電動機の構造や周波数と同期速度の関係、回転速度とすべりの関係が説明できるようになる。(学修時間2時間)
8 A 誘導電動機(トランスとの対比, 誘導電動機の等価回路と特性) 事前学修 第7回の内容(誘導電動機の構造など)を復習する。(学修時間2時間)
事後学修 等価回路を用いて、トルクを求める計算ができるようになる。トルク特性のグラフが読める。(学修時間2時間)
9 A 同期発電機(原理,構造) 事前学修 電気と磁気の関係(1~3回)を復習する。(学修時間2時間)
事後学修 同期発電機の構造と原理が説明できるようになる。(学修時間2時間)
10 A 同期電動機(等価回路,特性, ステッピングモーター, リラクタンスモーター) 事前学修 第9回の内容を復習する。(学修時間2時間)
事後学修 同期電動機の特性が説明できるようになる。(学修時間2時間)
11 A ドライブシステム(インバータの基本,電動機への応用) 事前学修 電気の知識(第1回)の内容を復習する。(学修時間2時間)
事後学修 インバータの基本回路,電動機への応用(速度と周波数の関係など)を理解する。(学修時間2時間)
12 A インバータの応用 事前学修 第11回の内容を復習する。(学修時間2時間)
事後学修 インバータの各種スイッチング素子の特徴を復習し理解する。(学修時間2時間)
13 A まとめ 事前学修 第1回から第12回までの内容を復習し、理解しておく。(学修時間2時間)
事後学修 第1回から第13回の授業内容を復習し、定期試験に備える。ノートを整理する。(学修時間6時間)

授業形式記号

  • A:一斉授業(通常の講義)
  • B:問題発見・解決学習、プロジェクト学習
  • C:体験、実験、実習、演習など
  • D:調査 分析、解析など
  • E:ものづくり、作品制作
  • F:グループワーク(ディスカッション・ディベートを含む)
  • G:プレゼンテーション
  • H:地域・企業 連携型学習
  • I:その他

到達目標

〇修得する資質・能力:知識・理解力、応用力 【DP-J-1-1】
1.電動機の種類,原理,構造を説明できる.
2.電動機の基本特性と,電動機の駆動方法を説明できる.

評価方法と評価観点

評価方法 配点合計知識・理解力応用力コミュニケーション力態度・志向性創造力 合計
定期試験またはレポート試験 70% 80% 20% 100%
小テスト、小論文 0%
グループワーク 0%
プレゼンテーション 0%
レポート、宿題 30% 80% 20% 100%
授業での姿勢(ノート、質疑など) 0%
作品、パフォーマンス(実技、実演) 0%
その他1(具体的に: 0%
その他2(具体的に: 0%
100% 80% 20% 0% 0% 0% 100%

教科書・参考書

教科書:飯高成男,沢間照一共著,「絵とき電気機器」,オーム社

必要に応じて,資料を配布する。

オフィスアワー

授業の前後に対応します。質問は,メールまたは授業終了後にどうぞ。

その他

教授内容は,受講生の状況に応じて変更することがあります。
ノート講義中心で進める予定なので,ノートと筆記具を用意して下さい。
演習問題の正解例を講義中に解説します。

実務経験のある教員による授業科目

カードリーダー向けモーター制御装置の開発・設計。