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2014 年度 実施状況報告書

次世代のエネルギ問題を解決する電力工学教育・学習支援システムの構築

研究課題

研究課題/領域番号 25350338
研究機関佐賀大学

研究代表者

福本 尚生  佐賀大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (60346872)

研究分担者 古川 達也  佐賀大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90173525)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード教育工学 / e-ラーニング / 電力工学
研究実績の概要

本研究は、電力工学に関する教育・学習支援システムを構築することを目的としている。エネルギーシステムに直結した電気工学(電気機器、電力、系統)技術者の不足が問題となる中、これらの教育の強化を図ることは急務であり、未来を見据えた電力工学と知能情報処理技術を融合したマイクログリッドを題材とした教育支援システムの構築を目指す。
平成26年度は、計画にあげていた「電力工学や知的情報処理技術の教育コンテンツの作成」のために、前年度までに構築した「直流電動機・交流発電機の遠隔実験システム」に対する3DCGアニメーションを利用した教育コンテンツの作成を行った。この教育コンテンツも含めて、iPadやスマートフォンなどのタブレット端末からも利用可能としている。
また、計画にあげていた、「電気機器の原理が学べる簡単な実験装置」として、構造を単純化した「模擬誘導モータの遠隔実験システム」の開発を行った。このシステムもWebを利用したe-learning教材として利用可能であり、Webを用いて誘導モータの回転制御・計測実験が可能である。さらに、計画にあげていた、電磁界解析ソフトによってシミュレーションされた結果を、仮想現実として実際の電気機器の動画像に重ねて表示し、電磁界現象の可視化を行うシステムを作成した。ここでは、先の「模擬誘導モータの遠隔実験システム」を対象とし、誘導モータでの回転磁界をシミュレーションし、その結果をアニメーション表示することで、回転原理を学ぶ教育コンテンツの一部としている。
これらのシステムによって、実際の電気機器を主体的に操作・実験し、現象を疑似体験することが可能になり、高い学習効果が期待される。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

電力工学に関する教育・学習支援システムとして、「直流電動機・交流発電機の遠隔実験システム」として、教育コンテンツも含め一つのシステムとして完成することができ、本成果を平成26年5月に広島で開催されたIPEC2014(International Power Electronics Conference)で発表できた。また、「模擬誘導モータの遠隔実験システム」を構築し、学会論文誌等に発表することはできなかったが、電気学会教育フロンティア研究会において報告した。さらに、模擬誘導モータについて、電磁界解析シミュレーションツールで解析した磁界分布などの結果を、仮想現実として実機動画像に重ねて表示するシステムが構築できたが、学会論文誌等に発表するには至らなかった。

今後の研究の推進方策

次年度には、これまで構築したシステムを一つのシステムとして統合する。誘導モータについては、模擬誘導モータばかりでなく、実際のモータを用いたインバータ駆動実験等が行えるように拡充を行う予定である。また、構築した教育・学習支援システムとして実際の学生実験などの講義において使用し、その学習効果などの評価を行う予定である。さらに、学会論文誌等での発表が十分でないので、速やかに発表を行う予定である。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2014

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (7件)

  • [雑誌論文] Development of a Web-Based Remote Experiment System for Electrical Machinery Learners2014

    • 著者名/発表者名
      Makoto Ishibashi,Hisao Fukumoto,Tatsuya Furukawa,Hideaki Itoh and Masashi Ohchi
    • 雑誌名

      Power Electronics Conference (IPEC-Hiroshima 2014 - ECCE-ASIA), 2014 International

      巻: 19P14-3 ページ: 724-729

    • DOI

      10.1109/IPEC.2014.6869668

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of Power Measurement System in Simulated Micro Grid System for Education2014

    • 著者名/発表者名
      Yuki Hira,Tatsuya Furukawa,Seichiro Yakabe,Hisao Fukumoto,Hideaki Itoh and Masashi Ohchi
    • 雑誌名

      Power Electronics Conference (IPEC-Hiroshima 2014 - ECCE-ASIA), 2014 International

      巻: 19P14-4 ページ: 730-735

    • DOI

      10.1109/IPEC.2014.6869669

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Feasible Method of Calculating Leakage Reactance of 9-Winding Transformer for High-Voltage Inverter System2014

    • 著者名/発表者名
      Hisao Fukumoto,Tatsuya Furukawa,Hideaki Itoh and Masashi Ohchi
    • 雑誌名

      Power Electronics Conference (IPEC-Hiroshima 2014 - ECCE-ASIA), 2014 International

      巻: 21P10-1 ページ: 3249-3254

    • DOI

      10.1109/IPEC.2014.6870153

    • 査読あり
  • [学会発表] ステッピングモータ学習のためのWebベース遠隔実験システムの開発2014

    • 著者名/発表者名
      石橋眞,福本尚生,古川達也,伊藤秀昭,相知政司
    • 学会等名
      電気学会研究会資料 教育フロンティア研究会
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2014-12-14 – 2014-12-14
  • [学会発表] 誘導電動機のための遠隔実験システムの開発2014

    • 著者名/発表者名
      瀬戸口和明,福本尚生,古川達也,伊藤秀昭,相知政司
    • 学会等名
      電気学会研究会資料 教育フロンティア研究会
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2014-12-14 – 2014-12-14
  • [学会発表] 模擬マイクログリッドシステムのための太陽光発電シミュレーションシステムの開発2014

    • 著者名/発表者名
      比良優貴,古川達也,福本尚生,伊藤秀昭,相知政司
    • 学会等名
      電気学会研究会資料 教育フロンティア研究会
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2014-12-14 – 2014-12-14
  • [学会発表] 教育支援のための三次元電磁界解析ツールを用いた動的電磁誘導現象の可視化2014

    • 著者名/発表者名
      松永晃和,古川達也,福本尚生,伊藤秀昭,相知政司
    • 学会等名
      電気学会研究会資料 教育フロンティア研究会
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2014-12-14 – 2014-12-14
  • [学会発表] 拡張現実を用いた電気工学学習支援システムの開発2014

    • 著者名/発表者名
      重松優希,福本尚生,古川達也,伊藤秀昭,相知政司
    • 学会等名
      IEEE主催2014年度第1回学生研究発表会
    • 発表場所
      佐賀大学
    • 年月日
      2014-11-20 – 2014-11-20
  • [学会発表] 学習支援のための誘導機遠隔実験システムの開発2014

    • 著者名/発表者名
      瀬戸口和明,福本尚生,古川達也,伊藤秀昭 ,相知政司
    • 学会等名
      平成26年度電気関係学会九州支部連合大会(第67回連合大会)
    • 発表場所
      鹿児島大学
    • 年月日
      2014-09-19 – 2014-09-19
  • [学会発表] CAE解析データを利用した電気工学学習用拡張現実ツールの開発2014

    • 著者名/発表者名
      重松優希 ,福本尚生,古川達也,伊藤秀昭 ,相知政司
    • 学会等名
      平成26年度電気関係学会九州支部連合大会(第67回連合大会)
    • 発表場所
      鹿児島大学
    • 年月日
      2014-09-19 – 2014-09-19

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公開日: 2016-05-27  

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