書籍概要

すっきりなっとく 電気と制御の理論

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概要

自動制御技術は，産業界の生産システムにはなくてはならないものです。自動制御を学ぶには，電気・電子工学や制御工学といった幅広い分野の知識と，数学をベースにした理論の学習が不可欠になります。そのため，初心者には難易度が高く，効率のよい学習を困難にしています。そこで本書は，自動化制御技術の習得を目指す人たちのために，なっとくしにくい問題や分かりにくい問題を精選し，その問題解決を腑に落ちるようにわかりやすく解説しました。著者の長年の経験の中から得たヒントやアイデアを用い，これまでの参考書にはない独自の解説方法を導入することで，初心者にやさしく理解できるよう工夫してあります。

こんな方におすすめ

  • 電気・機械関係の従事者で，電気の理論と制御の基礎を学びたい人，いままで理解できなかったことをもう一度学習したい人。わかりにくいところ重要ななところを重点的に学びたい人。社員研修・新人教育に。教える立場の人の参考書に。

目次

第1章　電気の基礎にかかわる原理・法則

1－1　キルヒホッフの法則／電気回路計算法を整理した常識の法則

  • 第1法則
  • 第2法則
  • 実際の計算例

1－2　重ね合わせの理／三角関数に重ね合わせの理は成り立たない

  • 重ね合わせの理を用いた計算法
  • キルヒホッフの法則による計算の結果との比較

1－3　ジュールの法則／発熱はなぜ電流のみに関係するのか

  • ジュールの法則
  • 熱と仕事と電気
  • 電気機器の発熱計算はI^2R

1－4　レンツの法則／誘導起電力は常に逆らうあまのじゃく

  • ファラデーとレンツ
  • 電気と制御回路におけるレンツ現象

1－5　フレミングの法則／電流と磁気とによる働きの方向に関する法則

  • 左手と右手で相反する二つの法則

1－6　実効値の理論／見過ごされやすい実効値

  • 実効値とは何か
  • 実効値の理論
  • 平均値
  • 実効値と平均値の関係

1－7　ブール代数／論理を数式で考える手法

  • ブール代数の演算法
  • ブール代数の公理・定理
  • ブール代数をやさしく考える方法
  • 3つの基本論理とその論理回路
  • わからない論理演算
  • 電気（子）回路に置き換えてもわからない論理演算
  • ブール代数のチェックルーチン

第2章　電気・電子回路

2－1　交流回路の電圧・電流・電力／交流理論は電気工学入門の最初の難関

  • インピーダンスと電流
  • 電流の進み遅れはなぜ故発生するか
  • RとLの回路の電圧・電流・電力
  • 力率と無効電力

2－2　三相電力とその測定法／2個の単相電力計で三相電力を測る2電力計法の不思議

  • 三相電力の計算法の基礎
  • 2電力計法による三相電力の測定
  • 無効電力の測定法

2－3　インピーダンスマッチング

2－4　スイッチングレギュレータの秘密

  • ドロッパー方式定電圧電源
  • スイッチング方式定電圧電源
  • ドロッパー方式とスイッチング方式の比較

2－5　記憶回路の基礎と応用／デジタルシステム入門の第1歩

  • 自己保持回路
  • フリップフロップ回路

2－6　オペアンプ／理想的な増幅器

  • オペアンプは差動増幅器
  • オペアンプの考え方
  • オペアンプの使い方1
  • オペアンプの使い方2

第3章　電気機器

3－1　アクチュエータの種類

3－2　電動機制御の基礎

  • 直流電動機
  • ブラッシレスDCモータ
  • インバータ制御三相誘導電動機
  • ベクトル制御

3－3　電気機器の定格と選定

  • 定格とは
  • 可変速制御電動機の定格出力
  • 三相誘導電動機のインバータ制御の定格

3－4　開閉素子接点の定格

  • 接点の種類
  • 接点をもつ制御器具の種類
  • 接点の電流容量

3－5　電磁石とその使い方

  • 電磁石の種類
  • 電磁石の特性
  • スパークキラーの使用

3－6　アクチュエータの間歇運転

  • 三相誘導電動機の間歇運転
  • サーボモータ（電動機）の間歇運転
  • 電動機の選定

3－7　慣性モーメントの不思議

  • 電動機による慣性負荷の加速性
  • 慣性モーメントの不思議
  • 慣性モーメントを最小とするギア比の不思議

第4章　制御

4－1　シーケンス制御

  • シーケンス制御システムの信号の流れ
  • シーケンス制御回路の原点は記憶回路
  • シーケンス制御はフィードバック制御

4－2　フィードバック制御

  • 定値制御
  • 追値制御

4－3　伝達関数とラプラス変換

  • やさしく考えるラプラス変換

4－4　sと1／sで微分方程式が代数方程式に変わる不思議

  • 手掛かりはe^Xという関数
  • Ae^atで表せる信号
  • sと1／sの働きの検証

巻末付録　

  • 電気と制御のためにとくに知っておきたい重要公式
  • （1）三角関数　（2）指数関数　（3）対数関数　（4）複素数　(5)微分･積分

一口メモ

  • 重ねあわせの理
  • 自己誘導係数
  • 逆起電力が速度を決める
  • 接点の動作時間
  • JISの図記号による２つの接点
  • 乗法標準型
  • 順序回路
  • インバータ
  • ドットとクロス
  • ベクトル制御
  • ラプラス変換
  • E＿me^jωt

Column

  • ブール代数の起源

    • Denさんのエンジニア魂

  • 「天才と努力」
  • 「送配電方式は，なぜ3相交流方式か」
  • 「理系離れに歯止めを」
  • 「シンドラーエレベータとエンジニア」

サポート

正誤表

本書の以下の部分に誤りがありました。ここに訂正するとともに，ご迷惑をおかけしたことを深くお詫び申し上げます。

（2014年2月3日更新）

P.54の下から3行目　「この回路では、押しボタンスイッチの接点はB接点ですから」のところ

誤 「押しボタンスイッチの」
正 「電磁リレーRの」へ

P.172の下の脚注のところ

誤 「データ表の作成等については225ページを参照してください。」
正 「データに関しては、「定格」の理解が重要であり、157ページを参照してください。」

P.191の下の脚注のところ

誤 「論理回路については　ページ」
正 「論理回路については44ページ」

P.205の下から8行目のところ

誤 「これは図7（b）に」
正 「これは図8（b）に」

P.208下から3行目の式（14）のところ

イコールの位置がずれていました。

誤

正

P.209の9行目の式

1/sのあとに「Δ」（デルタ）を入れてください

誤

正

P.221の5行目の式

誤

正

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