☆電気機器特論（Electrical machinery and equipment）[5205]

＜授業のねらい及び具体的な到達目標＞

最近脚光をあびている新・省エネルギー電磁力応用システムについて最新の技術を学ぶ。低炭素社会へ向けて機器の省エネ化が促進されつつあり，それにはどのような技術・装置があるかを知る。
具体的な到達目標は以下のとおり。
・磁場場のエネルギーから機械力を得る方法が理解できる。
・IPMSMモータの数式モデリを導出できる。
・ベクトル制御の適用方法が理解できる。
・各種磁気浮上系の数式モデルを導出できる。
・ゼロパワー制御の適用方法が理解できる。

Recently, there are some systems in the limelight, to which electromagnetic energy is applied. This course provides the newest technologies which play an important role in these systems. It is introduced how the technologies are utilized to realize low-carbon society through energy savings.
The goal of this course is as follows:
・Acquisition of the way to calculate mechanical force on the basis of electromagnetic field energy.
・Acquisition of the way how to induce the mathematical model of an IPMSM (Interior Permanent magnet Synchronous Motor).
・Acquisition of the way how to apply the vector control to the IPMSM.
・Acquisition of the way how to induce the mathematical model of various magnetic levitation system.
・Acquisition of the way how to apply the zero-power control to the electromagnetic suspension.

＜授業計画及び準備学習＞

01　電気機器に求められるもの
02　ＩＰＭＳＭモータ （１）　原理・構成
03　ＩＰＭＳＭモータ （２）　ベクトル制御（αβ変換，dq変換）
04　ＩＰＭＳＭモータ （３）　ベクトル制御（三相交流電圧方程式の線形化）
05　ＩＰＭＳＭモータ （４）　ベクトル制御（id=0制御，最大トルク／電流制御）
06　ＩＰＭＳＭモータ （５）　ベクトル制御（最大トルク／磁束制御，弱め磁束制御）
07　ＩＰＭＳＭモータ （６）　ベクトル制御（力率１制御，最大効率制御）
08　ＩＰＭＳＭモータ （７）　制御法と出力範囲（電圧・電流制限時の最大出力制御）
09　ＩＰＭＳＭモータ （８）　制御法と出力範囲（最大出力制御運転特性）
10　ＩＰＭＳＭモータ （９）　制御法と出力範囲（高効率最大出力制御）
11　磁気浮上　　　　（１）　各種方式と基本原理
12　磁気浮上　　　　（２）　超電導誘導反発式
13　磁気浮上　　　　（３）　常電導吸引式
14　学習成果の振り返り：前回までの総復習を行う。

輪講形式で講義を行うので、必要に応じて配布する資料および教科書を事前に読んで理解しておくこと。

01. Requests to electrical machinery and equipment.
02. IPMSM (1): Principle and structure.
03. IPMSM (2): Vector control - αβ transform, dq transform –
04. IPMSM (3): Vector control – Linearization of 3 phase AC voltage equation for the IPMSM –
05. IPMSM (4): Vector control - Id0 control, Maximum torque/current control –
06. IPMSM (5): Vector control – Maximum magnetic-flux/current control, Magnetic flux weakening control –
07. IPMSM (6): Vector control – Power factor = 1 control and Maximum magnetic-flux/current control, Maximum efficiency control –
08. IPMSM (7): Relation between motor output range and control – Maximum output control with limitations of supply voltage and current –
09. IPMSM (8): Relation between motor output range and control – Operating characteristic under the Maximum output control –
10. IPMSM (9): Relation between motor output range and control – High efficiency maximum output control -
11. Magnetic levitation: Various principles of magnetic levitation system.
12. Magnetic levitation: Electrodynamic suspension.
13. Magnetic levitation: Electromagnetic suspension.
14. Reviewing of the course.

This course demands enough preparation of the students for reading a part of the text and explaining the contents.

＜成績評価方法及び水準＞

課題に対するレポート提出にて成績を評価する（100点満点）。６０点以上を合格とする。

Every student has to submit the reports on the themes which are given in some lectures. The report is evaluated on the basis of its contents. The full mark of the evaluation is 100 points. This course gives the credits to the student whose the average of the all evaluations is more than 60 points.

＜教科書＞

武田洋次・松井信行・森本茂雄・本田幸夫 共著「埋込磁石同期モータの設計と制御」オーム社

＜参考書＞

・電気学会 磁気浮上応用調査専門委員会 編「磁気浮上と磁気軸受」コロナ社
・電気工学ハンドブック 電気学会編　オーム社

＜オフィスアワー＞

木曜日 15：00〜16：00 （八王子 5号館　5-501号室）

＜学生へのメッセージ＞

電気機器を思い通りに制御するにはどんな原理が用いられているかを学びますが、研究課題に対して専門知識をどう生かしたらいいのかを学ぶことになります。