THƯ MỤC VÀ BẢN MÔ TẢ NỘI DUNG GIÁO TRÌNH HỌC THUẬT

Tổng quan về giáo trình

Giáo trình Mô đun: Bảo trì hệ thống truyền động điện (Mã mô đun: ELEM5313) là tài liệu giảng dạy chuyên môn thuộc nghề Bảo trì thiết bị cơ điện, được ban hành kèm theo Quyết định số 203/QĐ-CĐDK ngày 01 tháng 03 năm 2022 của Trường Cao đẳng Dầu khí (Tập đoàn Dầu khí Việt Nam) và lưu hành nội bộ vào tháng 06 năm 2022 tại Bà Rịa – Vũng Tàu. Tài liệu do nhóm tác giả gồm Phạm Văn Cấp (Chủ biên), Ninh Trọng Tuấn và Nguyễn Xuân Thịnh biên soạn.

Trong chương trình đào tạo nghề Bảo trì thiết bị cơ điện, mô đun ELEM5313 giữ vị trí là mô đun chuyên môn bắt buộc thuộc nhóm Môn học/Mô đun chuyên môn ngành, nghề (Nhóm II.2, tổng khối lượng 25 tín chỉ / 675 giờ). Mô đun được bố trí giảng dạy sau khi người học đã hoàn thành các môn học tiên quyết bao gồm: Kỹ thuật điện, An toàn điện, Khí cụ điện, Đo lường điện, Gia công nguội cơ bản, Thực tập điện cơ bản, Trang bị điện và Bảo trì hệ thống truyền động cơ khí (MECM53124).

Mục tiêu học tập của mô đun được xác định trên ba phương diện chuẩn đầu ra:

  • Về kiến thức: Nắm vững công tác chuẩn bị kiểm tra, hiệu chỉnh; nắm vững nguyên lý hoạt động, cấu tạo, đặc tính lắp ghép và quy trình thực hiện kiểm tra, bảo dưỡng, hiệu chỉnh hệ thống truyền động điện (bao gồm động cơ điện một chiều DC, động cơ xoay chiều AC, các bộ biến đổi bán dẫn và máy phát điện) đảm bảo các tiêu chuẩn kỹ thuật vận hành.
  • Về kỹ năng: Lập được quy trình, phiếu công nghệ kiểm tra, hiệu chỉnh; thực hiện thành thạo thao tác tháo lắp, kiểm tra, phát hiện, sửa chữa hoặc thay thế chi tiết sai hỏng; thực hiện đúng quy trình chạy thử không tải, có tải và xử lý các sai sót kỹ thuật của hệ thống truyền động sau khi hiệu chỉnh.
  • Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: Hình thành tác phong làm việc khoa học, tính kiên trì, cẩn thận, nghiêm túc và tuân thủ tuyệt đối các quy định an toàn lao động trong môi trường xưởng cơ điện.

Cấu trúc giáo trình có thời lượng 75 giờ (tương đương 03 tín chỉ), trong đó phân bổ: Lý thuyết: 14 giờ; Thực hành, thí nghiệm, bài tập, thảo luận: 58 giờ; Kiểm tra: 03 giờ. Giáo trình được xây dựng theo phương pháp tiếp cận mô đun tích hợp kỹ năng thực hành, chia thành 6 bài học logic từ khâu chuẩn bị, bảo dưỡng từng thành phần máy điện và bộ biến đổi cho đến khâu thử nghiệm toàn bộ hệ thống.

Nội dung kiến thức cốt lõi

Các chương/chủ đề chính

Nội dung giáo trình được cấu trúc thành 6 bài học chuyên biệt với tiến trình logic từ chuẩn bị, bảo dưỡng thiết bị chấp hành, bảo dưỡng bộ biến đổi công suất cho đến hiệu chỉnh và chạy thử nghiệm thu:

[Bài 1: Công tác chuẩn bị]
[Bài 2: Bảo dưỡng động cơ DC & AC]
[Bài 3: Bảo dưỡng bộ Chopper DC]    [Bài 4: Bảo dưỡng bộ chỉnh lưu 1 pha DC]
      [Bài 5: Bảo dưỡng, kiểm tra, hiệu chỉnh máy điện]
      [Bài 6: Thử bộ phận truyền động sau hiệu chỉnh]
  • Bài 1: Công tác chuẩn bị trước khi kiểm tra hiệu chỉnh hệ thống truyền động điện (3 giờ: 1 LT, 2 TH): Cung cấp khái niệm, cấu trúc tổng quát của hệ truyền động điện (gồm phần động lực và phần điều khiển); nguyên lý của các dạng truyền động (truyền động không điều chỉnh, truyền động có điều chỉnh tốc độ/mô men/vị trí, truyền động động cơ DC, động cơ không đồng bộ 3 pha mở máy $Y$-$\Delta$ hoặc qua biến tần, động cơ đồng bộ công suất lớn, động cơ servo và động cơ bước); phân loại đặc tính lắp ghép cơ khí (truyền động trực tiếp, gián tiếp, đai, cáp, xích, nhông, vít me); hướng dẫn thiết lập hệ thống biểu mẫu kỹ thuật (Phiếu yêu cầu sửa chữa, Phiếu thực hiện bảo dưỡng, Danh sách thiết bị máy móc, Phiếu sửa chữa sự cố); lập danh mục dụng cụ/thiết bị/vật tư mẫu; quy trình 4 bước kiểm tra ngoại quan (kiểm tra vỏ máy, nhãn mác kỹ thuật, kiểm tra độ rơ vòng bi, kiểm tra chạm chập cuộn dây bằng Megohmmeter, kiểm tra tụ khởi động/ngậm, công tắc ly tâm và quạt làm mát kiểu TEFC).
  • Bài 2: Bảo dưỡng động cơ một chiều DC và động cơ xoay chiều AC (15 giờ: 2 LT, 12 TH, 1 KT lý thuyết): Trình bày chi tiết các dạng hư hỏng cơ khí (kẹt trục, mòn bi/bạc, cong trục, rung lắc, sát cốt) và hư hỏng điện (không chạy, phát tiếng ù, khởi động yếu, đứt dây, ngắn mạch cuộn dây, rò điện ra vỏ, phóng điện chổi than và cháy rỗ cổ góp) của động cơ DC và AC; phương pháp chẩn đoán ngắn mạch cục bộ bằng thiết bị Rônha, xác định đứt thanh dẫn rôto lồng sóc bằng lá thép rung; quy trình thử nghiệm máy phát/động cơ DC kích từ độc lập, song song, hỗn hợp; quy trình kỹ thuật 6 bước phục hồi quấn dây stator động cơ 1 pha (Lấy mẫu & vệ sinh $\rightarrow$ Làm khuôn & quấn dây $\rightarrow$ Hạ dây vào rãnh $\rightarrow$ Kiểm tra thử nghiệm $\rightarrow$ Sấy, tẩm sơn cách điện $\rightarrow$ Đấu nối hoàn thiện).
  • Bài 3: Bảo dưỡng bộ Chopper giảm áp động cơ một chiều DC và bộ Chopper đảo dòng động cơ một chiều DC (16 giờ: 3 LT, 13 TH): Hướng dẫn cấu tạo, nguyên lý mạch điều chỉnh điện áp một chiều băm xung (Chopper) đóng cắt bán dẫn và kỹ thuật kiểm tra, bảo dưỡng bộ Chopper đảo dòng cấp nguồn cho mạch phần ứng động cơ DC.
  • Bài 4: Bảo dưỡng bộ chỉnh lưu tia 1 pha với động cơ một chiều DC và bộ chỉnh lưu cầu 1 pha với động cơ 1 chiều DC (9 giờ: 2 LT, 7 TH): Phân tích nguyên lý biến đổi AC-DC điều khiển bằng linh kiện bán dẫn (Thyristor/Diode); quy trình kiểm tra, bảo dưỡng định kỳ các bộ chỉnh lưu tia 1 pha và chỉnh lưu cầu 1 pha kết nối với phần ứng động cơ DC.
  • Bài 5: Bảo dưỡng và kiểm tra hiệu chỉnh động cơ điện, máy phát điện (16 giờ: 3 LT, 12 TH, 1 KT thực hành): Khảo sát các phương pháp điều khiển tốc độ động cơ DC thông qua phương trình đặc tính cơ $W = (V_ư \cdot \Phi^{-1})$ bằng cách điều chỉnh điện trở phụ phần ứng $R^*$, điều chỉnh từ thông $\Phi$, hoặc biến đổi điện áp phần ứng $V_ư$; quy trình đo điện trở thuần, đo điện trở cách điện, thử tải và lấy đường đặc tính cơ của máy điện.
  • Bài 6: Thử bộ phận truyền động sau khi hiệu chỉnh (16 giờ: 3 LT, 12 TH, 1 KT thực hành): Thiết lập quy trình chạy thử không tải và có tải; kiểm tra sự đồng tâm trục, kiểm tra độ rung, tiếng ồn, nhiệt độ làm việc, thông số dòng điện, tốc độ định mức của toàn bộ hệ truyền động sau lắp ráp, hiệu chỉnh.

Kiến thức nền tảng được xây dựng

Giáo trình củng cố và hệ thống hóa các nguyên lý khoa học chuyên ngành:

  • Lý thuyết biến đổi năng lượng điện - cơ: Mối quan hệ tương tác điện từ trong phần ứng và cuộn kích từ máy điện một chiều; cơ chế sinh mô men quay và phản lực điện từ trong động cơ không đồng bộ ba pha và động cơ đồng bộ; các chế độ làm việc của động cơ (không tải, định mức, quá tải).
  • Nguyên lý điều khiển biến đổi điện tử công suất: Cơ sở hoạt động của bộ biến đổi máy điện, bộ biến đổi điện từ và các mạch bán dẫn công suất (chỉnh lưu Thyristor, biến tần, Chopper giảm áp/đảo dòng).
  • Nguyên tắc đo lường và an toàn điện hạ thế: Tiêu chuẩn đánh giá điện trở cách điện cuộn dây ($R_{cđ} \ge 0.5\text{ M}\Omega$ là đạt chuẩn vận hành hạ thế; $<0.3\text{ M}\Omega$ là bị ẩm/bẩn cần xử lý sấy; $=0\text{ }\Omega$ là chạm vỏ hoặc ngắn mạch); tiêu chuẩn dòng điện không tải động cơ 3 pha ($380\text{V}$).
  • Khung quản lý kỹ thuật bảo trì: Hệ thống biểu mẫu ghi chép thông số vận hành, biên bản kiểm tra, phân loại mức độ hư hỏng (nặng, trung bình, nhẹ) và nghiệm thu kỹ thuật theo quy định công nghiệp.

Kỹ năng phát triển

  • Kỹ năng kỹ thuật (Technical skills):
    • Vận hành thành thạo các thiết bị đo kiểm chuyên dụng: Đồng hồ vạn năng (VOM), Megohmmeter (thang 500V/1000V), Ampe kìm, thiết bị Rônha, thiết bị đo tốc độ (tốc độ kế), Panme đo đường kính dây.
    • Thực hiện thành thạo các thao tác bảo dưỡng cơ - điện: Tháo lắp ổ bi/bạc lót, rà nắn trục động cơ trên máy tiện, mài rà cổ góp bằng giấy nhám mịn, căn chỉnh chổi than và lò xo ép, căng chỉnh bộ truyền đai/xích.
    • Thực hiện đúng quy trình công nghệ quấn dây động cơ: Đo kích thước lõi thép, vẽ sơ đồ trải bộ dây, làm khuôn gỗ, cắt lót bìa cách điện nhô khỏi rãnh $3 - 4\text{mm}$, hạ cuộn dây, nêm rãnh, băng đai đầu bối dây bằng dây gai, tẩm sấy sơn cách điện trong tủ sấy công nghiệp ở dải nhiệt độ $\le 110^\circ\text{C} - 120^\circ\text{C}$.
  • Kỹ năng phân tích và chẩn đoán (Analytical skills):
    • Phân tích nguyên nhân hư hỏng dựa trên hiện tượng thực tế: Hiện tượng động cơ không khởi động, phát tiếng ù, rung lắc, phát nhiệt vượt mức cho phép, nhảy áptômát hoặc sụt áp.
    • Phân lập chính xác vị trí chạm mát, chạm pha, chập vòng trong rãnh stator hoặc đứt thanh dẫn rôto lồng sóc.
  • Năng lực thực hành nghề nghiệp (Practical competencies):
    • Độc lập lập kế hoạch, chuẩn bị vật tư, dụng cụ và phiếu công nghệ cho ca bảo dưỡng.
    • Đánh giá chất lượng vận hành máy điện thông qua phép thử chạy không tải và có tải trước khi ký biên bản bàn giao nghiệm thu đưa vào sản xuất.

Phương pháp giảng dạy và học tập

Giáo trình được thiết kế theo định hướng giáo dục nghề nghiệp tích hợp (tỷ lệ giờ thực hành và kiểm tra chiếm 81.3% tổng thời lượng mô đun, tương đương 61/75 giờ).

Thành phần thời lượng Số giờ Tỷ lệ (%)
Lý thuyết 14 18.7%
Thực hành / Bài tập / Thảo luận 58 77.3%
Kiểm tra 03 4.0%
Tổng cộng 75 100%

Phương pháp sư phạm của giảng viên

  • Giảng dạy lý thuyết kết hợp phương tiện trực quan (máy chiếu, tranh vẽ sơ đồ khối, phim tư liệu kỹ thuật).
  • Áp dụng phương pháp dạy học theo vấn đề (Problem-based learning): Đưa ra các tình huống sự cố thực tế trong nhà xưởng (động cơ kẹt trục, chập cuộn dây, nổ cầu chì, rò điện ra vỏ) để học viên thảo luận, tìm phương án xử lý.
  • Thiết kế hệ thống phiếu học tập, phiếu thực hành kỹ năng và giám sát thao tác trực tiếp tại phòng máy điện, xưởng thực hành cơ khí.

Hoạt động của người học

  • Đọc trước tài liệu giáo trình và tài liệu tham khảo theo từng bài học trước khi lên lớp.
  • Thực hiện bài tập tình huống, phân tích sơ đồ đấu dây theo nhóm hoặc cá nhân.
  • Trực tiếp thực hiện các bài tập rèn luyện kỹ năng tháo lắp, đo đạc, quấn dây và chạy thử trên thiết bị thật tại xưởng.
  • Tuân thủ quy định giờ giấc và an toàn vệ sinh lao động trong suốt quá trình thao tác với nguồn điện và máy móc.

Phương thức đánh giá kết quả học tập

  • Kiểm tra thường xuyên (02 bài): Do giảng viên thực hiện bất kỳ trong quá trình học dưới hình thức hỏi miệng (vấn đáp kỹ thuật), bài viết ngắn $\le 30$ phút, hoặc chấm điểm trực tiếp kỹ năng thực hành và phiếu bài tập.
  • Kiểm tra định kỳ (03 bài):
    1. Bài kiểm tra số 1: Kiểm tra lý thuyết (Nội dung Bài 2), thời gian làm bài $45 - 60$ phút.
    2. Bài kiểm tra số 2: Kiểm tra thực hành (Nội dung Bài 5), thời gian làm bài $60 - 90$ phút.
    3. Bài kiểm tra số 3: Kiểm tra thực hành (Nội dung Bài 6), thời gian làm bài $60 - 90$ phút.
  • Thi kết thúc môn học: Hình thức thi tích hợp cả lý thuyết và thực hành, thời gian làm bài $90 - 120$ phút.

Điểm nổi bật và cập nhật

  • Chuẩn hóa hệ thống văn bản quản lý kỹ thuật: Giáo trình đưa trực tiếp các biểu mẫu hành chính - kỹ thuật đang được áp dụng trong doanh nghiệp vào nội dung giảng dạy (Phiếu yêu cầu sửa chữa, Phiếu thực hiện bảo dưỡng thiết bị máy móc, Danh sách thiết bị giao quản lý, Phiếu báo sự cố). Điều này giúp người học tiếp cận quy trình vận hành và quản lý hồ sơ thiết bị theo tiêu chuẩn công nghiệp.
  • Tích hợp đồng bộ giữa cơ khí và điện tử công suất: Khác với các tài liệu thuần túy về máy điện, giáo trình liên kết chặt chẽ phần động cơ điện với các bộ truyền cơ khí (đai, xích, nhông, vít me) và các mạch biến đổi điện tử công suất hiện đại (bộ Chopper giảm áp/đảo dòng, bộ chỉnh lưu Thyristor 1 pha, bộ điều khiển động cơ servo và động cơ bước).
  • Quy trình thao tác rõ ràng theo dạng bảng biểu: Các nội dung kỹ thuật phức tạp như quy trình 6 bước phục hồi quấn dây stator, quy trình kiểm tra tụ điện, phương pháp xác định cực tính cuộn dây được trình bày cụ thể theo từng bước, có cột nội dung, yêu cầu kỹ thuật và ghi chú chi tiết.
  • Căn cứ dữ liệu thực nghiệm tiêu chuẩn: Giáo trình tích hợp các bảng định mức kỹ thuật như bảng đối chiếu dòng điện không tải định mức theo công suất động cơ, bảng kiểm tra điện trở cách điện bằng Megohmmeter thang 500V/1000V, cùng các chỉ dẫn định lượng cụ thể (như tra $5 - 10$ giọt dầu bôi trơn cho ổ bạc, chiều dài mép bìa cách điện nhô $3 - 4\text{mm}$, kiểm soát nhiệt độ sấy tẩm sơn cách điện $\le 110^\circ\text{C} - 120^\circ\text{C}$).

Đối tượng sử dụng giáo trình

  • Sinh viên/Học sinh đào tạo nghề: Người học theo học nghề Bảo trì thiết bị cơ điện ở trình độ Trung cấp và Cao đẳng; học viên các chương trình đào tạo kỹ thuật viên bảo dưỡng cơ điện nhà máy.
  • Điều kiện tiên quyết (Prerequisites): Người học cần hoàn thành khối kiến thức cơ sở và kỹ năng nghề nền tảng bao gồm:
    • Vẽ kỹ thuật 1 (MECM51200)
    • Khí cụ điện (ELEI53117)
    • Đo lường điện (ELEI53115)
    • An toàn điện (ELET5201)
    • Gia công nguội cơ bản (MECM51310)
    • Thực tập điện cơ bản 1 (ELEI53150)
    • Trang bị điện 1 (ELET55157)
    • Bảo trì hệ thống truyền động cơ khí (MECM53124)
  • Giảng viên và cán bộ đào tạo: Dùng làm tài liệu chuẩn để soạn giáo án lý thuyết, giáo án thực hành tích hợp, thiết kế biểu mẫu phiếu học tập, xây dựng ngân hàng đề kiểm tra định kỳ và đề thi kết thúc mô đun.
  • Kỹ thuật viên tại xí nghiệp: Dùng làm tài liệu tham khảo tra cứu quy trình chẩn đoán sự cố máy điện, phương pháp đo kiểm thông số động cơ DC/AC và quy trình lập hồ sơ bảo dưỡng máy móc định kỳ.

Câu hỏi thường gặp

1. Giáo trình này phù hợp với chương trình đào tạo nào?

Giáo trình được biên soạn phục vụ trực tiếp cho mô đun ELEM5313 trong chương trình đào tạo nghề Bảo trì thiết bị cơ điện trình độ Trung cấp và Cao đẳng theo quyết định ban hành của Trường Cao đẳng Dầu khí.

2. Người học cần có kiến thức nền tảng nào trước khi tiếp cận giáo trình?

Người học cần nắm vững lý thuyết kỹ thuật điện, nguyên lý an toàn điện, kỹ năng đo lường điện, nhận diện khí cụ điện, kỹ năng gia công cơ khí nguội cơ bản và quy trình bảo trì các cơ cấu truyền động cơ khí.

3. Giáo trình có cấu trúc phân bổ thời lượng như thế nào?

Mô đun có tổng thời lượng 75 giờ (03 tín chỉ), bao gồm 14 giờ lý thuyết, 58 giờ thực hành/thảo luận/thí nghiệm và 03 giờ kiểm tra định kỳ. Thời lượng thực hành chiếm hơn 77% toàn bộ chương trình.

4. Quy trình đánh giá kết quả học tập của mô đun gồm những bước nào?

Đánh giá gồm 02 bài kiểm tra thường xuyên (vấn đáp/viết $\le 30$ phút), 03 bài kiểm tra định kỳ (01 bài lý thuyết $45 - 60$ phút cho Bài 2; 02 bài thực hành $60 - 90$ phút cho Bài 5 và Bài 6), cùng một kỳ thi kết thúc mô đun tích hợp lý thuyết và thực hành kéo dài $90 - 120$ phút.

5. Giáo trình được xây dựng dựa trên những tài liệu tham khảo chính nào?

Giáo trình trích dẫn và đối chiếu nội dung từ 2 tài liệu tham khảo chuyên ngành tiêu chuẩn:

  1. Truyền động điện – Tác giả: Bùi Quốc Khánh, Nguyễn Thị Hiền, Nguyễn Văn Liễn; Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật, 2008.
  2. Cơ sở truyền động điện – Tác giả: Bùi Quốc Khánh, Nguyễn Văn Liễn, TS. Phạm Văn Khảo, Nguyễn Minh Đức; Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật, 2006.

Kết luận

Giáo trình Mô đun: Bảo trì hệ thống truyền động điện (Mã: ELEM5313) của Trường Cao đẳng Dầu khí là tài liệu học thuật hoàn chỉnh về quy trình công nghệ bảo dưỡng, kiểm tra, sửa chữa và hiệu chỉnh các hệ thống truyền động điện công nghiệp. Nội dung giáo trình tạo lập lộ trình học tập mạch lạc từ công tác chuẩn bị hồ sơ kỹ thuật, khảo sát đo kiểm thông số máy điện, bảo dưỡng bộ biến đổi công suất Chopper/chỉnh lưu cho đến quy trình chạy thử tải và nghiệm thu bàn giao hệ thống. Tài liệu đáp ứng đầy đủ yêu cầu đào tạo kỹ năng thực hành cho nghề Bảo trì thiết bị cơ điện theo khung chương trình giáo dục nghề nghiệp hiện hành.