Giáo trình Điện tử công suất (Nghề Điện tử công nghiệp CĐTC)

TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ ĐỒNG THÁP KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ GIÁO TRÌNH MƠN HỌC/MƠ ĐUN: ĐIỆN TỬ CƠNG SUẤT NGÀNH, NGHỀ: ĐIỆN TỬ CƠNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG/ TRUNG CẤP (Ban hành kèm theo Quyết định Số: 257/QĐ-TCĐNĐT ngày13 tháng năm 2017 Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Cộng Nghề Đồng Tháp) Đồng Tháp, năm 2017 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng nguyên trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm LỜI GIỚI THIỆU Cùng với công đổi công nghiệp hóa đại hóa đất nước, kỹ thuật số phát triển mạnh mẽ Việt Nam.Trong điện tử công suất chiếm phần quan trộng thiết bị máy móc , cơng nghiệp, Các hệ thống máy lạnh điều hịa khơng khí phục vụ đời sống sản xuất như: chế biến, bảo quản thực phẩm, bia, rượu, in ấn, điện tử, thông tin, y tế, thể dục thể thao, du lịch phát huy tác dụng thúc đẩy mạnh mẽ kinh tế, đời sống lên việc đào tạo phát triển đội ngũ kỹ thuật viên lành nghề Đảng, Nhà nước, Nhà trường công dân quan tâm sâu sắc để làm chủ máy móc, trang thiết bị nghề Giáo trình “ĐIỆN TỬ CƠNG SUẤT “được biên soạn dùng cho chương trình dạy nghề ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP đáp ứng cho hệ Cao đẳng nghề Nội dung giáo trình cung cấp kiến thức sử dụng Các linh kiện công suất, phương pháp điều khiển vận hành mạch điện công suất, ứng dụng mạch điện công suất vào thực tiễn Cấu trúc giáo trình gồm thời gian 75 qui chuẩn tiến hành ca học Chắc chắn giáo trình khơng tránh khỏi thiếu sót Chúng tơi mong nhận ý kiến đóng góp để giáo trình chỉnh sửa ngày hoàn thiện Xin trân trọng cám ơn! … , ngày… tháng… năm…… MỤC LỤC  TRANG Lời giới thiệu…………………………………………………… Bài 1: : Khảo sát linh kiện điện tử công suất ………… … Bài 2: Lắp ráp mạch Chỉnh lưu không điều khiển ……………23 Bài 3: Lắp ráp mạch Chỉnh lưu có điều khiển………………… 32 Bài 4: Lắp ráp Mạch biến đổi điện áp xoay chiều 43 Bài 5: Lắp ráp mạch nghịch lưu ……………………………….48 GIÁO TRÌNH MƠN HỌC/MƠ ĐUN Tên mơn học/mơ đun: ĐIỆN TỬ CƠNG SUẤT Mã mơn học/mơ đun: MĐ 19 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơn học/mơ đun: Mơ đun Điện tử công suất mô đun nghề dành cho học sinh trung , Cao Đẵng sau học xong môn kỹ thuật sở, đo lường , mô đun điện mô đun nguội, hàn; sinh viên kiến thức, kỹ nghề trước vào học mô đun chuyên sâu nghề Mục tiêu môn học/mô đun: - Về kiến thức: Trình bày kiến thức cấu tạo nguyên lý hoạt động linh kiện Transistor, SCR , Triac, Mosfét, sử dụng linh kiện thực tế - Kỹ năng: Lắp ráp, đo kiểm tra sửa chữa hư hỏng mạch điện tử công suất, đảm bảo an tồn vệ sinh cơng nghiệp - Năng lực tự chủ trách nhiệm: nâng cao tinh thần trách nhiệm trình lắp ráp, đo kiểm tra khắc phục hư hỏng Nội dung môn học/mô đun: III NỘI DUNG MÔ ĐUN: Nội dung tổng quát phân phối thời gian : Thời gian Số TT Tên mô đun Bài 1: Khảo sát linh kiện điện tử công suất Khảo sát linh kiện Diode Khảo sát linh kiện Transistor Khảo sát linh kiện Mosfet Khảo sát linh kiện Thyristor Khảo sát linh kiện Triac Khảo sát linh kiện IGBT Bài 2: Lắp ráp mạch Chỉnh lưu không điều khiển Lắp mạch chỉnh lưu không điều khiển pha Lắp mạch Chỉnh lưu khơng điều khiển ba pha Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, tập Tổng Lý số thuyết 12 16 10 Kiểm tra Bài 3: Lắp ráp mạch Chỉnh lưu có điều khiển Lắp mạch Chỉnh lưu có điều khiển pha Lắp mạch Chỉnh lưu có điều khiển ba pha Kiểm tra Bài 4: Lắp ráp Mạch biến đổi điện áp xoay chiều Lắp Mạch biến đổi điện áp xoay chiều pha 2.Lắp Mạch biến đổi điện áp xoay chiều ba pha Bài 5: Lắp ráp mạch nghịch lưu Lắp ráp mạch nghịch lưu pha Lắp ráp mạch nghịch lưu pha Thi kết thúc môn Cộng: Kiểm tra (thường xuyên, định kỳ) 16 12 16 14 11 75 15 52 BÀI 1:KHẢO SÁT CÁC LINH KIỆN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT Mục tiêu: suất - Cũng cố kiến thức: cấu tạo, ký hiệu, nguyến lý làm việc linh kiện công - Thực kỹ năng: Lắp ráp mạch, vận hành, đo kiểm tra - Có lực: kiểm tra xác định hư hỏng linh kiện thay linh kiện mới, có trách nhiệm thực an toàn cho thiết bị đảm bảo an toan vệ sinh công nghiệp Nội dung Bài: 1.Khảo sát linh kiện Diode 1.1 Cấu tạo ký hiệu, nguyên lý làm việc 1.1.1 Cấu tạo, ký hiệu Hàng rào điện ( vùng Mối nối nghèo) P-N + + + P+ Lỗ trống - - + - N- - P + + + - + - - + - + - N - Electron Khi đặt bán dẫn P N tiếp xúc có điện tử từ N qua mối nối tái hợp với P làm cho vùng N bị điện tử nên vùng N gần mối nối thành điện tích dương Còn P nhận điện tử làm cho vùng P gần mối nối có điện tích âm Hiện tượng diễn đến điện tích âm vùng P đủ lớn không cho điện tử vùng N sang Sự chênh lệch mối nối gọi hàng rào điện ( vùng nghèo) - Ký hiệu : A K 1.1.2 Ngun lý hoạt động : Bình thường chưa phân cực ( chưa cấp nguồn) cho diode hàng rào điện lớn điện trở diode cao nên diode không dẫn Để diode dẫn ta phải phân cực cho diode a Phân cực thuận : Id K A -+ N P -+ + Vdc - Đặt nguồn chiều có cực dương (+) nguồn nối với cực A, cực âm (-) nguồn nối với cực K diode làm cho hàng rào điện nhỏ lại điện trở diode giảm, có dòng Id xuất qua diode b Phân cực ngược : Đặt nguồn chiều có cực dương (-) nguồn nối với cực A, cực âm (+) nguồn nối với cực K diode cực âm hút lổ trống P, cực dương hút điện tử N làm cho hàng rào điện lớn lên điện trở diode tăng dòng Id qua diode K A - + N P - + Vdc - + 1.3 Xác định phân loại đo kiểm tra a/ PHƯƠNG PHÁP 1: Sử dụng đồng hồ số vạn để kiểm tra Kiểm tra diode cách sử dụng đồng hồ số vạn (DMM) thực theo hai cách có hai chế độ có sẵn DMM để kiểm tra diode Đó chế độ diode chế độ Ơm Kế • • • • • Xác định cực dương cực dương cực âm diode Chọn chế độ kiểm tra diode cách xoay nút xoay trung tâm đến vị trí biểu tượng diode Trong chế độ này, đồng hồ cung cấp dịng điện 2mA để kiểm tra Chạm que đo màu đỏ với cực dương que đo màu đen với cực âm Quan sát hình hiển thị đồng hồ Nếu giá trị điện áp nằm khoảng từ 0,6 đến 0,7 (diode silic) diode tốt Đối với điốt gecmani, giá trị nằm khoảng từ 0,25 đến 0,3 Bây đảo ngược cực đồng hồ có nghĩa chạm que đo màu đỏ với cực âm màu đen với cực dương Diode phân cực nghịch lúc • • khơng cho dịng điện chạy qua Do đồng hồ thể OL (tương đương với mạch hở) Nếu bạn thực bước tức diode tốt Nếu đồng hồ hiển thị giá trị khơng liên quan bước diode bị hư Diode bị hở ngắn mạch Diode hở diode hoạt động công tắc hở điều kiện phân cực thuận phân cực nghịch Vì vậy, khơng có dịng điện chạy qua diode Và đồng hồ thể OL hai điều kiện Điốt ngắn mạch diode hoạt động cơng tắc đóng để dịng điện chạy qua điện áp rơi qua diode không Do đó, đồng hồ hiển thị giá trị điện áp khơng, số trường hợp hiển thị điện áp nhỏ điện áp rơi qua diode b/ PHƯƠNG PHÁP 2: Sử dụng đồng hồ kim để kiểm tra • • • • • • Điều chỉnh đồng hồ thang đo điện trở thấp ( 1K) Khi đo chiều thuận, chạm que đo màu đỏ với anode màu đen với Cathode Nếu đồng hồ hiển thị giá trị điện trở thấp diode tốt Tiếp tục điều chỉnh đồng hồ sang thang đo điện trở cao( 100K) Trong trường hợp ta đo chế độ làm việc nghịch diode, chạm que đo màu đen với anode màu đỏ với cathode Nếu đồng hồ cho giá trị điện trở cao OL diode tốt.Nếu đồng hồ khơng hiển thị với kết bước diode bị hỏng 1.4.Vận hành đo kiểm tra - Dùng đồng hồ VOM thang đo X1  đo thử linh kiện - Lắp mạch hình vẽ +12V +12V R Taûi R Taûi D1 D1 2.Khảo sát transistor 2.1 Cấu tạo ký hiệu, nguyên lý làm việc -Dạng tín hiệu tải đèn: - Dạng tín hiệu thay đổi góc cắt : 37 2.2.1.Lắp mạch Chỉnh lưu có điều khiển ba pha hình tia 2.2.1.1 Phân tích sơ đồ mạch Nguyên lý hoạt động : Điện áp xoay chiều ba pha lệch góc 1200 Phương trình biểu diễn dạng sóng pha ua = U2 sin  2 ) 4 ) U2 sin (  ub = U2 sin (  ub = Mỗi SCR dẫn khoảng  5