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授業科目名 電機制御工学
時間割番号 TEE324
担当教員名 佐藤　隆英
開講学期・曜日・時限 後期・水・III 単位数 2
＜対象学生＞
(未登録)
＜授業の目的＞
電気自動車や電車などの輸送機器や電化製品など様々な製品に電動機が利用されている。脱炭素が喫緊の課題となっている現代社会において電動機の重要性は更に高まっている．本講義では，様々な電動機の構造および特徴を復習するとともに，その駆動回路および速度制御の方法を身につける．電動機の制御の理解には，電動機の動作原理を支える電磁気学の知識，駆動回路を構成するパワーエレクトロニクスデバイスの知識，駆動回路の知識，制御工学の知識など様々な専門の知識が必要となる．本講義では，これら複数の専門分野を横断的に扱える応用力を身につける．
＜本授業科目による獲得・涵養が特に期待されるコンピテンシー＞（能力・資質）
工学部>電気電子工学科向け
記号コンピテンシー（能力・資質） 
EE-A専門4.アナログ回路定常状態の交流回路の電流、電圧、インピーダンス、電力などを計算できる。○
EE-B発電と送電の原理とそれらに関する各種電気設備の機能や特性を説明できる。○
EE-C6.信号とシステム自動制御の考え方、自動制御に必要な基礎数学、伝達関数に基づく古典制御理論について説明できる（制御）○
＜到達目標＞  到達目標とは
目標NO説明コンピテンシーとの対応
EE
1直流電動機の速度ートルク特性を導出することができる．EE-A
2直流他励電動機の速度調整法の種類と特徴を説明できる．EE-B
3単相位相制御整流器の動作原理を説明できる．EE-B
4単相位相制御整流器を用いた直流電動機の始動および制動を説明できる．EE-C
5降圧型チョッパによる直流電動機の駆動について説明できる．EE-B
6２象限チョッパを用いた直流電動機の電動動作および回生動作について説明できるEE-C
7誘導電動機の等価回路を用いて誘導電動機の出力等の諸量の計算できる．EE-B
8誘導電動機の速度ートルク特性の関係式を導出し，速度調整法の種類と特徴を説明できる．EE-A
9電圧型インバータを用いた正弦波PWMによる誘導電動機の駆動について説明できる．EE-B
10誘導電動機の電圧型インバータによるV/f一定制御について説明できる．EE-C
11誘導電動機のベクトル制御の基本的な事項について説明できる．EE-C
12同期電動機の原理および速度調整法について説明できる．EE-B
13同期電動機のV/f一定制御を用いた開ループ駆動方式および無整流子電動機の原理と特徴について説明できる．EE-C
＜成績評価の方法＞
目標No割合評価の観点
18%テストおよびレポート課題で直流電動機の速度ートルク特性を導出できるか否かを評価する
28%テストおよびレポート課題で直流他励電動機の速度調整法の種類と特徴を説明できるか否かを評価する
38%テストおよびレポート課題で単相位相制御整流器の動作原理について正しく説明できるか否かを評価する
47%テストおよびレポート課題で単相位相制御整流器を用いた直流電動機の始動および制動を正しく説明できるか否かを評価する
58%テストおよびレポート課題で降圧型チョッパによる直流電動機の駆動について説明できるか否かを評価する
67%テストおよびレポート課題で２象限チョッパを用いた直流電動機の駆動について正しく説明できるか否かを評価する
78%テストおよびレポート課題で誘導電動機の諸特性を正しく計算できるか否かを評価する
88%テストおよびレポート課題で誘導電動機の速度ートルク特性について説明できるか否かを評価する
98%テストおよびレポート課題で電圧型インバータを用いた誘導電動機の駆動について正しく説明できるか否かを評価する
107%テストおよびレポート課題で誘導電動機の電圧型インバータによるV/f一定制御について正しく説明できるか否かを評価する
118%テストおよびレポート課題で誘導電動機のベクトル制御についてを正しく説明できるか否かを評価する
128%テストおよびレポート課題で同期電動機の原理および速度調整法を正しく説明できるか否かを評価する
137%テストおよびレポート課題で同期電動機の駆動方法について正しく説明できるか否かを評価する
合計100% 
＜授業の方法＞
制御理論、電気回路，電子回路、エネルギー変換工学、ラプラス変換に関係する基礎的な知識を有することを前提として講義をすすめる．
＜受講に際して・学生へのメッセージ＞
(未登録)
＜テキスト＞
  1. 片岡昭雄著, 電動機の可変速駆動入門 : パワーエレクトロニクス応用, 森北出版, ISBN:9784627742314,
    (2004年出版)
＜参考書＞
  1. 今井弘之, 竹口知男, 能勢和夫共著, やさしく学べる制御工学 新版, 森北出版, ISBN:9784627916821,
    (2014年出版)
＜授業計画の概要＞
1タイトル電動機とその駆動システム
事前学習
事後学習		予習
・電気エネルギー変換工学で学んだ，各種電動機の原理や特徴を復習しておく．
復習
・動力源として電動機が広く用いられる理由を説明できることを確認する．
・主な電動機の種類とその特徴，用いられる電力変換器の種類を説明できることを確認する．
授業内容・講義に先立ち，講義の目的，内容，評価方法の説明などのガイダンスを行う
・電動機が広く用いられている理由，電動機の種類と特徴を学ぶ．
・電動機の種類と可変速駆動に用いられる主な電力変換機の種類について学ぶ
2タイトル直流電動機の基本式の導出
事前学習
事後学習		予習
・教科書2.1および2.2を予習する．
復習
・直流電動機の基本構成と動作原理について説明できることを確認する．
・直流電動機の負荷トルクと動作角周波数の関係式を独力で導出出来ることを確認する．
授業内容・直流電動機の基本構成と動作原理の復習をする．
・直流電動機の負荷トルクと動作角周波数の関係式（速度－トルク特性）を導出する．
3タイトル直流電動機の速度調整法
事前学習
事後学習		予習
・教科書2.3を予習する．
復習
・直流他励電動機の速度調整法の種類を説明できることを確認する．
・直流他励電動機の各速度調整範囲の適用範囲を説明できることを確認する．
・教科書2章の章末問題を解く．
授業内容・直流他励電動機の速度調整法の種類について学ぶ．
・直流他励電動機の各速度調整範囲の適用範囲を学ぶ．
4タイトル直流電動機の位相制御整流器による駆動
事前学習
事後学習		予習
・教科書3.1および3.2を予習する．
復習
・直流電動機の駆動回路の発展の歴史を説明する事ができることを確認する．
・直流電動機の電機子電流が連続の場合を例に，単相位相制御整流器の動作原理を説明できることを確認する．
授業内容・ワードレオナード方式など直流電動機の駆動回路の発展の歴史を学ぶ．
・直流電動機の電機子電流が連続の場合の単相位相制御整流器の動作原理を学ぶ．
5タイトル直流電動機の位相制御整流器による速度調整
事前学習
事後学習		予習
・教科書3.3を予習する．
復習
・直流電動機の電機子電流が変動や断続した場合の単相位相制御整流器の動作を説明できることを確認する．
・直流電動機を位相制御整流器で駆動する場合の，始動と制動の動作について説明できることを確認する．
・教科書3章の章末問題を解く．
授業内容・直流電動機の電機子電流が変動や断続した場合の単相位相制御整流器の動作を学ぶ．
・直流電動機を位相制御整流器で駆動する場合の，始動と制動の動作原理を学ぶ．
6タイトル直流電動機の直流チョッパによる駆動
事前学習
事後学習		予習
・教科書4.1を予習する．
復習
・直流チョッパの種類と構成について説明できることを確認する
・降圧型チョッパによる直流電動機の駆動について説明できることを確認する．
授業内容・直流チョッパの種類と構成を学ぶ．
・降圧型チョッパによる直流電動機の駆動を学ぶ．
7タイトル直流電動機の２象限チョッパによる駆動
事前学習
事後学習		予習
・教科書4.3を予習する．
復習
・２象限チョッパを用いた直流電動機の電動動作および回生動作について説明できることを確認する．
・教科書4章の章末問題を解く．
授業内容・２象限チョッパを用いた直流電動機の電動動作について学ぶ．
・２象限チョッパを用いた直流電動機の回生制動動作について学ぶ．
8タイトル誘導電動機の基礎
事前学習
事後学習		予習
・誘導電動機の等価回路について復習する．
復習
・誘導電動機の等価回路を用いて誘導電動機の出力等の諸量の計算出来ることを確認する．
授業内容・誘導電動機の構造，原理を復習する．
・誘導電動機の等価回路を導出し，誘導電動機の出力等の諸量の計算方法を学ぶ．
9タイトル誘導電動機の速度ートルク特性
事前学習
事後学習		予習
・教科書5.1を予習する．
復習
・誘導電動機の速度ートルク特性の関係式を導出することが出来ることを確認する．
・導出された誘導電動機の速度ートルク特性の関係式より，速度調整方法の種類と特徴について説明できることを確認する．
・教科書5章の章末問題を解く．
授業内容・誘導電動機の速度ートルク特性の関係式を導出する．
・導出された誘導電動機の速度ートルク特性の関係式より，速度調整方法の種類と特徴について学ぶ．
10タイトル誘導電動機の速度調整法とV/f一定制御
事前学習
事後学習		予習
・教科書6.1を予習する．
復習
・正弦波PWM方式の電圧型インバータを用いた誘導電動機駆動について説明できることを確認する．
授業内容・正弦波PWM方式の電圧型インバータを用いた誘導電動機駆動について学ぶ．
・搬送波と基準正弦波の満たすべき関係について学ぶ．
11タイトル誘導電動機の電圧型インバータによるV/f一定制御
事前学習
事後学習		予習
・教科書6.3を予習する．
復習
・誘導電動機のV/f一定制御を電圧型インバータを用いて実現する構成について説明できることを確認する．
・トルクブーストの必要性について説明できることを確認する．
・誘導電動機のV/f一定制御時の始動と制動について説明出来ることを確認する．
・教科書6章の章末問題を解く．
授業内容・誘導電動機のV/f一定制御を電圧型インバータを用いて実現する構成について学ぶ．
・トルクブーストについて学ぶ．
・誘導電動機のV/f一定制御時の始動と制動について学ぶ．
12タイトル誘導電動機のベクトル制御の基礎
事前学習
事後学習		予習
・教科書7.1を予習する．
復習
・誘導電動機のベクトル制御の基本的な原理について説明できることを確認する．
・誘導電動機のベクトル制御およびセンサレスベクトル制御を実現する構成について説明できることを確認する．
・教科書7章の章末問題を解く．
授業内容・誘導電動機のベクトル制御の基本的な原理を学ぶ
・誘導電動機のベクトル制御およびセンサレスベクトル制御を実現する構成を学ぶ
13タイトル同期電動機の基本式と速度調整法
事前学習
事後学習		予習
・教科書8.1を予習する．
復習
・同期電動機の動作原理と特徴について説明できることを確認する．
・同期電動機の速度調整法について説明できる．
・教科書8章の章末問題を解く．
授業内容・同期電動機の動作原理と特徴について学ぶ．
・同期電動機の速度調整法について学ぶ．
14タイトル同期電動機の駆動回路と駆動特性
事前学習
事後学習		予習
・教科書9.1を予習する．
復習
・同期電動機のV/f一定制御を用いた開ループ駆動方式の原理と特徴について説明できることを確認する．
・無整流子同期電動機の閉ループ駆動方式の原理と特徴について説明できることを確認する．
・教科書9章の章末問題を解く．
授業内容・同期電動機のV/f一定制御を用いた開ループ駆動方式について学ぶ．
・無整流子同期電動機の閉ループ駆動方式について学ぶ．
15タイトル電動機制御の総括
事前学習
事後学習		予習
・これまでに講義で学んだ内容を整理しておく，特に教科書の章末問題を復習しておく．
復習
・間違えた問題は解き直した結果をレポートとして提出する．
授業内容・これまでに講義で学んだ内容の総括と理解の確認を行う．
＜備考＞
(未登録)