Giáo trình Điện tử công suất (Nghề Điện công nghiệp Cao đẳng)

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠ GIỚI GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN: ĐIỆN TỬ CƠNG SUẤT NGHỀ: ĐIỆN CƠNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG Ban hành kèm theo Quyết định số: 756/QĐ-CĐCG-KT&KĐCL ngày 14 tháng 11 năm 2022 Trường Cao đẳng Cơ giới Quảng Ngãi, năm 2022 (Lưu hành nội bộ) TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng ngun 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 Điện tử công suất lĩnh vực kỹ thuật đại, nghiên cứu ứng dụng linh kiện bán dẫn công suất làm việc chế độ chuyển mạch vào trình biến đổi điện Sự đời hồn thiện linh kiện điện tử cơng suất với tính dịng điện, điện áp, tốc độ chuyển mạch ngày nâng cao Tổn hao công suất giảm đáng kể, ngày đáp ứng yêu cầu phức tạp quy luật biến đổi lượng biến đổi làm cho kỹ thuật điện truyền thống thay đổi sâu sắc Ở Việt Nam có nhiều giáo trình, tài liệu tham khảo, sách hướng dẫn tập điện tử công suất biên soạn biên dịch nhiều tác giả, chuyên gia đầu ngành điện tử công suất Tuy nhiên nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng trình đào tạo nhà trường phải bám sát chương trình khung giáo trình Điện tử cơng suất biên soạn tham gia giảng viên trường Cao đẳng Cơ giới dựa sở chương trình khung đào tạo ban hành, trường Cao đẳng Cơ giới với giáo viên có nhiều kinh nghiệm tham khảo nguồn tài liệu khác để thực biên soạn giáo trình Điện tử cơng suất phục vụ cho cơng tác giảng dạy Giáo trình thiết kế theo môn học thuộc hệ thống mơn học MĐ14 chương trình đào tạo nghề Điện cơng nghiệp cấp trình độ cao đẳng nghề dùng làm giáo trình cho học viên khóa đào tạo, sau học tập xong mơn học này, học viên có đủ kiến thức để học tập tiếp môn học, môn học khác nghề Quảng Ngãi, ngày tháng năm 2022 Tham gia biên soạn Phan Ngọc Bảo Chủ biên ………… ……… … MỤC LỤC TT NỘI DUNG TRANG Lời giới thiệu Mục lục Giới thiệu tổng quan modun Bài mở đầu: Các khái niệm 11 Trị trung bình đại lượng 12 Cơng suất trung bình 12 Trị hiệu dụng đại lượng 13 Hệ số công suất 13 Bài 1: Bộ chỉnh lưu 15 10 Bộ chỉnh lưu pha 16 11 Bộ chỉnh lưu ba pha 37 12 Các chế độ làm việc chỉnh lưu 54 13 Bài 2: Bộ biến đổi điện áp xoay chiều 57 14 Bộ biến đổi điện áp xoay chiều pha 58 15 Bộ biến đổi điện áp xoay chiều ba pha 63 16 Bài 3: Bộ biến đổi điện áp chiều 67 17 Bộ giảm áp 68 18 Bộ tăng áp 70 19 Các phương pháp điều khiển biến đổi điện áp chiều 72 20 Bài 4: Bộ nghịch lưu biến tần 76 21 Bộ nghịch lưu áp pha 77 22 Bộ nghịch lưu áp ba pha 81 23 Các phương pháp điều khiển nghịch lưu áp 83 24 Bộ nghịch lưu dòng điện 86 25 Các phương pháp điều khiển nghịch lưu dòng 89 26 Bộ biến tần gián tiếp 93 27 Bộ biến tần trực tiếp 98 28 Tài liệu tham khảo 102 GIÁO TRÌNH MƠN HỌC Tên Mơn học: ĐIỆN TỬ CƠNG SUẤT Mã mơn học: MĐ14 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơn học: - Vị trí: Mơn học Điện tử cơng suất học sau môn học, môn học kỹ thuật sở, đặc biệt mô đun, môn học: Mạch điện; Điện tử bản; Truyền động điện - Tính chất: Là môn học chuyên môn nghề - Ý nghĩa vai trị mơn học: Điện tử cơng suất đóng vai trò quan trọng ngành Điện, Điện tử, đáp ứng yêu cầu phức tạp qui luật biến đổi lượng, kích thước nhỏ gọn, khả đóng cắt cao, tổn hao cơng suất thấp Mơn học trang bị cho học viên kiến thức kỹ Điện tử công suất - Đối tượng: Là giáo trình áp dụng cho học sinh trình độ Cao đẳng nghề Điện cơng nghiệp Mục tiêu môn học: - Kiến thức: A1 Vẽ nêu nguyên lý hoạt động mạch chỉnh lưu yêu cầu A2 Giải thích dạng sóng vào, biến đổi AC-AC A3 Giải thích nguyên lý làm việc tính tốn biến đổi DC-DC - Kỹ năng: B1 Vận dụng kiến thức cấu tạo nguyên lý hoạt động mạch tạo xung biến đổi dạng xung B2 Vận dụng loại mạch điện tử công suất thiết bị điện công nghiệp - Năng lực tự chủ trách nhiệm: C1 Chủ động, nghiêm túc học tập cơng việc C2 Giữ gìn vệ sinh cơng nghiệp, đảm bảo an toàn cho người thiết bị Chương trình khung nghề điện cơng nghiệp Mã MH/ MĐ/ HP I MH 01 MH 02 MH 03 MH 04 MH 05 MH 06 II II.1 MH 07 MH 08 MĐ 09 MĐ 10 MĐ 11 MĐ 12 II.2 MĐ 13 MĐ 14 MĐ 15 MĐ 16 MH 17 MĐ 18 MĐ 19 MĐ 20 MĐ 21 Tên môn học, mơ đun Số tín Thời gian đào tạo (giờ) Trong Thực hành/thực Tổng Kiể Lý tập/Thí số m thuyết nghiệm/bà tra i tập/thảo luận Các môn học chung/đại 18 435 157 255 cương Chính trị 75 41 29 Pháp luật 30 18 10 Giáo dục thể chất 60 51 Giáo dục quốc phòng - An 75 36 35 ninh Tin học 75 15 58 Ngoại ngữ (Anh văn) 120 42 72 Các môn học, mô đun chuyên môn ngành, nghề Các mô đun, môn học kỹ 18 360 160 180 thuật sở Ngoại ngữ chuyên ngành 60 30 27 An toàn điện 30 15 14 Điện 90 45 40 Vẽ kỹ thuật – vẽ điện 45 15 27 Khí cụ điện 45 20 22 Kỹ thuật Điện tử 90 35 50 Các mô đun, môn học 78 2005 543 1389 chuyên mơn Điều khiển điện khí nén 90 30 55 Điện tử công suất 60 20 37 Máy điện 90 48 37 Kỹ thuật quấn dây máy điện 120 40 75 Cung cấp điện 90 60 26 Trang bị điện 180 30 140 Kỹ thuật số 75 37 35 Kỹ thuật cảm biến 75 30 42 PLC 120 47 67 23 4 20 3 73 5 10 3 6 MĐ 22 MĐ 23 MĐ 24 MĐ 25 MĐ 26 MH 27 MĐ 28 MĐ 29 Truyền động điện Kỹ thuật lắp đặt điện Lập trình vi điều khiển Kỹ thuật lạnh giảm ĐKLT cỡ nhỏ - điều khiển thông minh Tổ chức sản xuất Đồ án môn học / Đào tạo doanh nghiệp Thực tập tốt nghiệp Tổng cộng 4 90 120 90 85 37 20 32 25 48 92 53 56 4 90 37 48 30 20 240 30 210 11 360 360 2800 860 1824 116 Chương trình chi tiết mơ đun Số TT Tên môn học Thời gian (giờ) Tổng Lý Thực Kiểm số thuyết hành tra Bài mở đầu: Các khái niệm 2 Bài Bộ chỉnh lưu 18 13 Bài Bộ biến đổi điện áp xoay chiều 10 Bài Bộ biến đổi điện áp chiều 10 Bài Bộ nghịch lưu biến tần 20 11 60 20 37 Cộng: Điều kiện thực mơn học: 3.1 Phịng học Lý thuyết/Thực hành: Đáp ứng phòng học chuẩn 3.2 Trang thiết bị dạy học: Projetor, máy vi tính, bảng, phấn, tranh vẽ 3.3 Học liệu, dụng cụ, mơ hình, phương tiện: Giáo trình, mơ hình thực hành, dụng cụ nghề điện, điện tử,… 3.4 Các điều kiện khác: Người học tìm hiểu thực tế mạch điện tử cơng suất nhà máy, xí nghiệp cơng nghiệp Nội dung phương pháp đánh giá: 4.1 Nội dung: - Kiến thức: Đánh giá tất nội dung nêu mục tiêu kiến thức - Kỹ năng: Đánh giá tất nội dung nêu mục tiêu kỹ - Năng lực tự chủ trách nhiệm: Trong trình học tập, người học cần: + Nghiên cứu trước đến lớp + Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập + Tham gia đầy đủ thời lượng môn học + Nghiêm túc trình học tập 4.2 Phương pháp: Người học đánh giá tích lũy mơn học sau: 4.2.1 Cách đánh giá - Áp dụng quy chế đào tạo Cao đẳng hệ quy ban hành kèm theo Thơng tư số 04/2022/TT-BLĐTBXH, ngày 30/3/2022 Bộ trưởng Bộ Lao động – Thương binh Xã hội - Hướng dẫn thực quy chế đào tạo áp dụng Trường Cao đẳng Cơ giới sau: Điểm đánh giá + Điểm kiểm tra thường xuyên (Hệ số 1) + Điểm kiểm tra định kỳ (Hệ số 2) + Điểm thi kết thúc môn học 4.2.2 Phương pháp đánh giá Phương pháp đánh giá Phương pháp tổ chức Hình thức kiểm tra Trọng số 40% 60% Chuẩn đầu đánh giá Tự luận/ Viết/ Trắc nghiệm/ A1, C1, C2 Thuyết trình Báo cáo Tự luận/ Viết Định kỳ Trắc nghiệm/ A2, B1, C1, C2 thực hành thực hành Vấn đáp Kết thúc môn Vấn đáp thực hành A1, A2, A3, B1, học thực hành mô B2, C1, C2 hình 4.2.3 Cách tính điểm Thường xun Số cột Thời điểm kiểm tra Sau 10 Sau 20 Sau 60 - Điểm đánh giá thành phần điểm thi kết thúc môn học chấm theo thang điểm 10 (từ đến 10), làm trịn đến chữ số thập phân - Điểm mơn học tổng điểm tất điểm đánh giá thành phần môn học nhân với trọng số tương ứng Điểm mơn học theo thang điểm 10 làm trịn đến chữ số thập phân Hướng dẫn thực môn học 5.1 Phạm vi, đối tượng áp dụng: Đối tượng Cao đẳng Điện công nghiệp 5.2 Phương pháp giảng dạy, học tập môn học 5.2.1 Đối với người dạy * Lý thuyết: Áp dụng phương pháp dạy học tích cực bao gồm: Trình chiếu, thuyết trình ngắn, nêu vấn đề, hướng dẫn đọc tài liệu, tập cụ thể, câu hỏi thảo luận nhóm… * Thực hành: - Phân chia nhóm nhỏ thực tập thực hành theo nội dung đề - Khi giải tập, làm Thực hành, thí nghiệm, tập: Giáo viên hướng dẫn, thao tác mẫu sửa sai chỗ cho nguời học - Sử dụng mô hình, học cụ mơ để minh họa tập ứng dụng hệ truyền động dùng điện tử công suất, loại thiết bị điều khiển * Thảo luận: Phân chia nhóm nhỏ thảo luận theo nội dung đề * Hướng dẫn tự học theo nhóm: Nhóm trưởng phân cơng thành viên nhóm tìm hiểu, nghiên cứu theo yêu cầu nội dung học, nhóm thảo luận, trình bày nội dung, ghi chép viết báo cáo nhóm 5.2.2 Đối với người học: Người học phải thực nhiệm vụ sau: - Nghiên cứu kỹ học nhà trước đến lớp Các tài liệu tham khảo cung cấp nguồn trước người học vào học môn học (trang web, thư viện, tài liệu ) - Sinh viên trao đổi với nhau, thực thực hành báo cáo kết - Tham dự tối thiểu 80% giảng tích hợp Nếu người học vắng >20% số tích hợp phải học lại mơn học tham dự kì thi lần sau - Tự học thảo luận nhóm: Là phương pháp học tập kết hợp làm việc theo nhóm làm việc cá nhân Một nhóm gồm 2-3 người học cung cấp chủ đề thảo luận trước học lý thuyết, thực hành Mỗi người học chịu trách nhiệm số nội dung chủ đề mà nhóm phân cơng để phát triển hoàn thiện tốt toàn chủ đề thảo luận nhóm - Tham dự đủ kiểm tra thường xuyên, định kỳ - Tham dự thi kết thúc môn học - Chủ động tổ chức thực tự học Tài liệu tham khảo: [1]- Nguyễn Thế Công, Trần Văn Thịnh, Điện tử công suất, lý thuyết, thiết kế, ứng dụng, Nxb Khoa học kỹ thuật năm 2008 [2]- Võ Minh Chính, Phạm Quốc Hải, Trần Trọng Minh, Điện tử công suất, Nxb Khoa học kỹ thuật năm 2004 [3]- Võ Minh Chính, Điện tử cơng suất, Nxb Khoa học kỹ thuật năm 2008 [4]- Phạm Quốc Hải, Phân tích giải mạch điện tử cơng suất, Nxb Khoa học kỹ thuật năm 2002 [5]-Lê Đăng Doanh, Nguyễn Thế công, Trần Văn Thịnh, Điện tử công suất tập 1,2, Nxb Khoa học kỹ thuật năm 2007 10