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書籍詳細

  パワーエレクトロニクス学入門
- 基礎から実用例まで -

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河村篤男 横浜国大教授 工博 編著

横山智紀 東京電機大教授 博士(工学) 著

船渡寛人 宇都宮大准教授 博士(工学) 著

星伸一 東京理科大教授 博士(工学) 著

吉野輝雄 東芝三菱電機産業システム(株) 博士(工学) 著

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発行年月日:2009/02/27 , 判 型: A5,  ページ数:240頁

ISBN:978-4-339-00803-6,  定 価:3,240円 (本体3,000円+税)

本書は初学者に基礎をわかりやすく説明することを念頭に電力増幅の考え方から始まり,直流・直流変換,インバータ,整流器の順でまとめた。また,実用例の紹介として,実際のパワーエレクトロニクス技術や応用技術についても記した。

【目次】

1. パワーエレクトロニクスの役割と基礎知識【河村】
1.1 パワーエレクトロニクスの役割
 1.1.1 インバータ電車,ハイブリッド車,インバータ照明
 1.1.2 電力変換の四つの形
 1.1.3 パワーエレクトロニクスの効果
1. パワーエレクトロニクスの役割と基礎知識【河村】
1.1 パワーエレクトロニクスの役割
 1.1.1 インバータ電車,ハイブリッド車,インバータ照明
 1.1.2 電力変換の四つの形
 1.1.3 パワーエレクトロニクスの効果
 1.1.4 パワーエレクトロニクスの要素分野
1.2 応用分野(動くもの,動かないもの)
1.3 基礎知識
 1.3.1 平均値と実効値
 1.3.2 電力
 1.3.3 三相交流,線間電圧,相電圧
 1.3.4 フーリエ級数と歪率
 1.3.5 力率
章末問題

2. 電力増幅と電力変換【船渡】
2.1 電力増幅と電力変換の相違点と共通点
2.2 可変抵抗を用いた電力変換の原理とその効率
2.3 スイッチを用いた電力変換の原理とその効率
 2.3.1 理想スイッチによる電力の変換
 2.3.2 実際のスイッチの動作と損失
 2.3.3 スイッチを用いた電力変換回路の効率
2.4 スイッチとして用いる半導体デバイス
 2.4.1 スイッチの機能と分類
 2.4.2 スイッチの移行条件と維持条件
 2.4.3 ダイオード
 2.4.4 トランジスタ,MOSFET,IGBT
 2.4.5 組み合わせて逆電圧に対応したスイッチ
 2.4.6 サイリスタ,GTO
 2.4.7 スイッチのオンオフ判定
章末問題

3. 直流-直流変換【船渡】
3.1 LCの働き
 3.1.1 LCの定常状態におけるふるまい
 3.1.2 平滑作用
 3.1.3 フィルタ作用
3.2 チョッパ回路
 3.2.1 降圧チョッパ
 3.2.2 昇圧チョッパ
 3.2.3 昇降圧チョッパ
 3.2.4 各種チョッパの比較
 3.2.5 実際のチョッパにおける注意点
 3.2.6 双方向チョッパ
3.3 DC-DCコンバータ
 3.3.1 フォワードコンバータ
 3.3.2 フライバックコンバータ
 3.3.3 他の絶縁型コンバータ
章末問題

4. 直流-交流変換回路(インバータ)【星】
4.1 インバータの種類
4.2 電圧形インバータの基本回路と基本動作
4.3 単相電圧形インバータ
 4.3.1 ハーフブリッジインバータ
 4.3.2 フルブリッジインバータ
4.4 三相電圧形インバータ
4.5 その他のインバータ回路
 4.5.1 V結線インバータ
 4.5.2 マルチレベルインバータ
 4.5.3 階調制御方式
4.6 出力電圧の振幅制御方法
 4.6.1 低次高調波消去方式PWM制御
 4.6.2 正弦波PWM制御
 4.6.3 ヒステリシス制御
4.7 インバータの応用
 4.7.1 CVCF
 4.7.2 VVVF
4.8 モータドライブ
 4.8.1 誘導電動機の制御
 4.8.2 永久磁石同期電動機の制御
章末問題

5. 交流-直流変換回路(整流回路)【星】
5.1 整流回路の分類
5.2 他励式整流回路
 5.2.1 単相ダイオードブリッジ整流回路
 5.2.2 三相ダイオードブリッジ整流回路
 5.2.3 単相サイリスタブリッジ整流回路
 5.2.4 混合ブリッジ整流回路
5.3 PWM整流回路
5.4 複合整流回路
章末問題

6. 交流-交流直接変換回路【吉野,河村】
6.1 サイクロコンバータ
 6.1.1 目的・手段・用途
 6.1.2 実現方法
6.2 交流位相調整回路
 6.2.1 目的・手段・用途
 6.2.2 実現方法
章末問題

7. システムとしてのパワーエレクトロニクス【吉野,横山,河村】
7.1 組み合わせた変換回路
 7.1.1 間接交流-交流変換
 7.1.2 チョッパとインバータの組合せ
 7.1.3 多重化変換器
7.2 IGBT回路設計
 7.2.1 IGBTの選定
 7.2.2 IGBTの電圧・電流ストレス
 7.2.3 IGBT回路設計概要
7.3 ゲート駆動回路
 7.3.1 ゲート電圧・電流
 7.3.2 ゲート回路の要素
 7.3.3 ゲート回路によるオンオフ動作制御
7.4 熱設計
 7.4.1 IGBT装置の発熱要素
 7.4.2 IGBTモジュールの損失
 7.4.3 冷却方式
 7.4.4 温度上昇計算
7.5 保護回路
 7.5.1 故障検出と除去
 7.5.2 過大ストレスの抑制
7.6 センサ
 7.6.1 電流センサ
 7.6.2 電圧センサ
 7.6.3 温度センサ
7.7 制御回路(コントローラ)と開発環境
 7.7.1 パワーエレクトロニクス用コントローラ
 7.7.2 コントローラの構成
 7.7.3 ソフトウェア開発環境
7.8 制御理論および制御アルゴリズム(制御手法)・205
 7.8.1 制御の区分
 7.8.2 制御理論と制御手法
 7.8.3 制御ループの多重性
7.9 応用例
 7.9.1 UPS
 7.9.2 系統連系インバータ
 7.9.3 周波数変換
 7.9.4 プリウスに見るパワーエレクトロニクスの応用例

付録
引用・参考文献
章末問題の略解
索引

【おすすめ本】

【レビュー】

職場でインバータの動作原理について話題になり、なんとなくは知っていたがちゃんと知りたくなったので購入した。教科書によくありがちな原理や数式などの羅列だけでなく、実用例を交えて説明しているところが素晴らしい。
私はインバータの動作原理が知りたくて買ったのだが、直流昇圧回路(例えば乾電池2本の3Vから携帯を充電するための5Vを作り出す回路)の原理などにも触れており、興味深かった。
電気工学を学ぶ人、電気系の仕事をしている人にはもちろん、電気の基礎的知識がある鉄道ファンの人にもおすすめできる。GTOサイリスタやVVVFインバータからなぜあのような音がするかも分かるので非常に面白い。
(黒マント様)

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