E0370600

電気機器設計製図

Design for Electrical Machinery

開講部

工学部

開講学科

電気工学科

開講学年

4年次

開講時期

前期

単位数

2

単位区分

選択

系列区分

専門

講義区分

製図
講師雨森史郎この先生のアンケート一覧を参照

授業の概要

 電磁気学やエネルギー変換工学の応用として、電気機器の原理と特徴を理解し、機器に要求されている特性を満足するために、理論に基づいて繰り返し計算する。このような過程を通じて、基礎的で実践的な設計法を習得する。
本講では単相変圧器と回転電気機械を取り上げて試設計を行うが、その中には新しいタイプの永久磁石モータも含める。
 毎回の講義では各人別の仕様に沿って、設計計算を段階的にパラメータを変化させて進め、毎回レポートとして提出する。

達成目標

1.各機種の原理と特徴を理解する。
2.各機種の実践的な設計法を通じて、実機レベルの設計プロセスを体験する。
3.各機種の設計ではパラメータや材料の選定により、最適な設計値は1ケースに限定されないことを理解する。

授業計画

1.(1)科目内容・全体の授業計画・成績評価方法の説明
(2)発電機と電動機の歴史と原理、および最近の技術動向
(3)電気機器設計の基礎として、変圧器出力と寸法との関係を明らかにする試設計1を行う
2.(1)電気機器設計の概要(設計資料の種類、要求事項と設計の対応)
(2)変圧器の等価回路の導出と回路定数の計算法
(3)変圧器設計の基礎として、要求特性と寸法との関係を明らかにする試設計2を行う
3.(1)変圧器設計における装荷設計の基礎と寸法・特性との関係
(2)試設計2の継続と完結
4.(1)変圧器の要求仕様を満足する設計対応法と事例
(2)変圧器の要求仕様(効率、質量、電圧変動率)に対応する試設計3(Excel計算)を行う
5.(1)変圧器の試設計3に比較して、より厳しい要求仕様(効率、質量、電圧変動率)に対応した試設計4(Excel計算)を行う
6.(1)「トップランナー制度」準拠の省エネルギー形変圧器の概要と従来の高効率設計との差異
(2)省エネ形変圧器の仕様(損失、材料費など)に対応した試設計5(Excel計算)を行う
7.(1)電気機器における電気装荷と磁気装荷およびエネルギー密度の定義と基礎
(2)電気機器の装荷設計と体格との関係を示す統計式の導出
(3)統計式を用いて回転機(直流機、同期機、誘導機)の体格を決定する試設計を行う
8.(1)永久磁石(PM)モータの原理と特徴
(2)表面型磁石(SPM)モータの特性と永久磁石動作点の決定法
(3)PMモータ設計法の基礎とSPMモータに対する試設計1を行う
9.(1)永久磁石材の変遷と性能評価、および性能とモータ体格との関係
(2)SPMモータの試設計1の継続・完結
10.(1)埋め込み型磁石(IPM)モータの原理と特徴、およびSPMモータとの性能比較
(2)IPMモータの要求仕様(効率、力率、材料費)に対応した試設計2を行う
11.(1)PMモータにおける要求特性とモータ体格との関係
(2)IPMモータの試設計2の継続・完結
12.(1)IPMモータの、より厳しい要求仕様(効率、力率、脱出トルク、温度上昇、材料費)に対応した試設計3(Excel計算)を行う
13.(1)誘導電動機の原理と特徴および最近の技術動向
(2)誘導電動機設計法の基礎と、標準的なモータに対する試設計1を行う
14.(1)誘導電動機の標準的な要求仕様(効率、力率、電流トルク特性、材料費)に対応した試設計2(Excel計算)を行う
15.(1)誘導電動機の、より厳しい仕様に対応した高効率モータ、高トルクモータ、小形軽量モータの試設計3(Excel計算)を行う

評価方法と基準

毎回の講義での各学生ごとに異なる仕様の段階的な設計結果(レポート)で評価する。
60点以上を合格とする。

教科書・参考書

下記の参考書に基づいて作成した資料を都度配布して各機種の試設計を行う。
   竹内寿太郎著「大学課程・電機設計学」オーム社

履修前の準備

電気機器基礎論1,電機機器基礎論2

学習・教育目標との対応

1.E2:設計から製作および評価に至るまで一連の過程を体験し、デザイン能力を身につけ活用できる。

オフィスアワー

随時、下記メールにて対応
  s-ame@ss.catv-yokohama.ne.jp

環境との関連

環境関連科目 (環境教育割合20%)

最終更新 : Thu Sep 20 07:45:15 JST 2012