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パワエレ図鑑

パワエレ図鑑

  • 著者森本 雅之UNSUI WORKS+YTI 制作
  • 定価3,190円 (本体2,900円+税)
  • 判型A5
  • 288頁
  • ISBN978-4-274-22642-7
  • 発売日2020/12/02
  • 発行元オーム社

パワエレについて、ゼロからわかりやすく解説。

本書は、パワエレ(パワーエレクトロニクス)について、ゼロからわかりやすく解説した書籍です。
パワエレは、高電圧、大電流(強電)を扱う電子工学であり、そのために電力の変換や制御を行います。現在の私たちの生活は、パワエレなくしては成り立ちません。スマホも自動車も電車も、身のまわりにあるありとあらゆるものが、電気を自在に操るパワエレによって支えられています。
本書を読むことで、パワエレの専門家でなくても、ひととおりのポイントを押さえることができ、身近な電気製品への電力供給のしくみと技術が語れるようになります。

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第0章 そもそもパワエレとは
0-1 パワエレはエレクトロニクスと違うの?~電力を制御するのがパワエレ~
0-2 電力制御とエネルギー制御~電力を熱・化学・運動エネルギーへ~
0-3 パワエレはどこにあるのか~暮らしの中のパワエレ~
0-4 パワエレにかかわる人~一般からプロまで~

第1章 直流と交流、電圧と電流(電気の基礎)
1-1 電流~電子の移動が電流となる~
1-2 起電力と電圧~電流は起電力によってつくられる~
1-3 電流と電圧の関係~オームの法則はこんなにすばらしい~
1-4 抵抗と抵抗率~抵抗は電流の流れにくさである!~
1-5 電流の3作用~電気エネルギーを利用する基本~
1-6 磁気の不思議~磁界、磁束、永久磁石の基本を押さえよう~
1-7 直流と交流の違い~2つの異なる電流の流れ方~

第2章 コイルとコンデンサ(電気回路の基本)
2-1 コイルを流れる電流~エネルギーを蓄積する~
2-2 電磁誘導~磁気により誘導される電気~
2-3 インダクタンス~誘導起電力の大きさを表す量~
2-4 コイルのエネルギーを操る~オン/オフで蓄積/放出するエネルギー~
2-5 コンデンサ~絶縁体を使った巧妙なトリック~
2-6 コイルとコンデンサに交流電圧を加える~電圧と電流の向きの違いがポイント~
2-7 リアクタンスとインピーダンス~電流の流れにくさが周波数で変化する~
2-8 インピーダンスで交流回路を表す~虚数を使えば便利かも!~
2-9 交流電流~正味の電力が知りたい~

第3章 パワエレの基本
3-1 スイッチング~トントントンと電圧を調整する~
3-2 コイルの働き~電流を断続させないための平滑回路をつくる~
3-3 コンデンサの働き~電流のリプルを低下させる~
3-4 降圧チョッパ~電圧を下げる基本回路~
3-5 昇圧チョッパ~電圧を上げる基本回路~
3-6 DCDCコンバータ~直流を変換する~
3-7 インバータ~直流から交流に~

第4章 パワーデバイスのしくみ
4-1 理想スイッチと半導体スイッチ~理想と現実のはざま~
4-2 パワーデバイスとは~小よく大を制す~
4-3 ダイオードとサイリスタ~電流を一方通行にする方法~
4-4 バイポーラトランジスタ~3層構造とベースが秘訣~
4-5 パワーMOSFET~電圧で回路を制御する~
4-6 IGBT~もっとも使われるパワーデバイスのしくみ~
4-7 パワーデバイスの使い分け~電圧、電流、動作速度がそれぞれ違う~
4-8 パワーデバイスの冷却~冷やさなければ使えなくなる~

第5章 パワエレの主役「インバータ」
5-1 ダイオードとコンデンサ~インバータの回路を知ろう~
5-2 三相インバータ~スターかデルタか~
5-3 交流の周波数と位相~あらためて交流の基本を押さえよう~
5-4 PWM制御~四角いものをまる~く~

第6章 インバータの使い方
6-1 電気利用の内訳~何にどれだけの電力が使われているか~
6-2 インバータでモータを回す~省エネとインバータの深い関係~
6-3 いろいろなモータ~交流で動くモータ、直流で動くモータ~
6-4 直流モータ~まずは基本のモータをおさらいしよう~
6-5 交流モータ~三相交流電流を使ったモータ~
6-6 誘導モータ~回転磁界を使ったモータ~
6-7 同期モータ~低回転でも高効率のモータ~
6-8 ブラシレスモータ~パワエレ制御でノーブラシ!~
6-9 ベクトル制御~フレミングの左手の法則を活用する~
6-10 パワーコンディショナ~インバータを交流電源として使う~
6-11 PWMコンバータ~インバータを整流回路として使う~

第7章 家庭の中でのパワエレ
7-1 エアコン~もっとも身近なパワエレ~
7-2 冷蔵庫~パワエレを使ってかしこく省エネ~
7-3 洗濯機~インバータで静かでパワフル~
7-4 掃除機~インバータでサイクロン~
7-5 電子レンジ~パワエレで加熱出力を自由自在に変化~
7-6 IH~うず電流でレッツクッキング!~
7-7 照明~パワエレの灯すあかり~
7-8 ACアダプタと充電器~似ているようでちょっと違う~
7-9 情報機器、映像機器~繊細なICT、IoT を支える~
7-10 家庭用太陽光発電とエネファーム~パワエレなしには成り立たない~
7-11 HEMSとスマートグリッド~家庭でエネルギーをマネジメント~

第8章 乗り物とパワエレ
8-1 鉄道車両~鉄道はパワエレの優等生~
8-2 新幹線~パワエレの最先端を突っ走る~
8-3 リニアモーターカー~回転子が固定子に!~
8-4 電気自動車~パワエレによって電気で走る自動車~
8-5 ハイブリッド電気自動車~無駄の少ない自動車のしくみ~
8-6 エンジン車のパワエレ~車はパワーデバイスのかたまり~
8-7 船と飛行機~電気駆動で変わる未来~
8-8 そのほかの乗り物~いまや何でも電気駆動~

第9章 電力系統のパワエレ
9-1 周波数変換設備~60を50へ、50を60へ~
9-2 無効電力調整~電力供給を支えるしくみ~
9-3 高調波~ひずみの原因~
9-4 直流送電~海底ケーブルは直流送電~
9-5 風力発電~風をあつめて~
9-6 電力需給の調整~電気を蓄めるための工夫~
9-7 蓄電システム~需給調整の切り札~

第10章 ものづくりのパワエレ
10-1 加熱するパワエレ~熱エネルギーをうまく利用する~
10-2 「創る」と「削る」のパワエレ~微妙な調整はおまかせあれ~
10-3 工場自動化のパワエレ~自動化を実現するしくみ~
10-4 工場設備のパワエレ~いまやほとんどが電動~

第11章 社会生活でのパワエレ
11-1 日常とパワエレ~電力なしに生活は成り立たない~
11-2 水道~パワエレが実現する省エネ~
11-3 都市ガス、ごみ焼却~コンプレッサとブロワ~
11-4 地域冷暖房~コジェネレーションを実現する~
11-5 通信、情報処理~きちんと電力を供給する~
11-6 ワイドバンドギャップ半導体~シリコン以外の半導体への期待~
11-7 スマート社会~パワエレが実現する「スマート」な社会~