UBND TỈNH BÌNH ĐỊNH TRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ QUY NHƠN GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN: LẮP RÁP, SỬA CHỮA MẠCH ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT NGHỀ: ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP - CAO ĐẲNG Ban hành kèm theo Quyết định số: 99/QĐ-CĐKTCNQN ngày 14 tháng 3 năm 2018 của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Kỹ thuật Công nghệ Quy Nhơn Bình Định, năm 2018 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Giáo trình này được biên soạn bởi giáo viên khoa Điện tử trường Cao đẳng Kỹ thuật công nghệ Quy Nhơn, sử dụng cho việc tham khảo và giảng dạy nghề Điện tử công nghiệp tại trường Cao đẳng Kỹ thuật công nghệ Quy Nhơn. Mọi hình thức sao chép, in ấn và đưa lên mạng Internet không được sự cho phép của Hiệu trưởng trường Cao đẳng Kỹ thuật công nghệ Quy Nhơn là vi phạm pháp luật. 1 LỜI GIỚI THIỆU Để thực hiện biên soạn giáo trình đào tạo ngành Điện tử công nghiệp, Điện công nghiệp, Vận hành và sửa chữa thiết bị lạnh ở trình độ Cao Đẳng và Trung Cấp, giáo trình Lắp ráp, sửa chữa mạch điện tử công suất là một trong những giáo trình môn học đào tạo chuyên ngành được biên soạn theo nội dung ngắn gọn, dễ hiểu, tích hợp kiến thức và kỹ năng chặt chẽ với nhau, logic. Khi biên soạn, nhóm biên soạn đã cố gắng cập nhật những kiến thức mới có liên quan đến nội dung chương trình đào tạo và phù hợp với mục tiêu đào tạo, nội dung lý thuyết và thực hành được biên soạn gắn với nhu cầu thực tế trong sản xuất đồng thời có tính thực tiễn cao.
Trong quá trình sử dụng giáo trình, tuỳ theo yêu cầu cũng như khoa học và công nghệ phát triển có thể điều chỉnh thời gian và bổ sung những kiên thức mới cho phù hợp. Trong giáo trình, chúng tôi có đề ra nội dung thực tập của từng bài để người học cũng cố và áp dụng kiến thức phù hợp với kỹ năng. Tuy nhiên, tùy theo điều kiện cơ sơ vật chất và trang thiết bị, các trường có thề sử dụng cho phù hợp. Mặc dù đã cố gắng tổ chức biên soạn để đáp ứng được mục tiêu đào tạo nhưng không tránh được những thiếu sót.
Rất mong nhận được đóng góp ý kiến của quý thầy, cô giáo, bạn đọc để nhóm biên soạn sẽ hiệu chỉnh hoàn thiện hơn. Các ý kiến đóng góp xin gửi về Khoa Điện tử - Tin học Trường Cao Đẳng kỹ thuật công nghệ Quy Nhơn, 172 An Dương Vương, TP. Biên soạn Dư Vĩ Bằng 2 MỤC LỤC Trang LỜI GIỚI THIỆU 2 BÀI 1: TỔNG QUAN VỀ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT 6 1. Quá trình phát triển 6 1.
Lĩnh vực ứng dụng của điện tử công suất. Các phương pháp điều khiển. Phần tử chấp hành 8 BÀI 2: KHẢO SÁT VAN BÁN DẪN CÔNG SUẤT 9 2. Diode công suất.
Transistor công suất. Triac và Diac 13 2. Lắp ráp, sửa chữa mạch chỉnh lưu công suất một pha không điều khiển. Lắp ráp, sửa chữa mạch chỉnh lưu công suất ba pha hình tia không điều khiển.
Lắp ráp, sửa chữa mạch chỉnh lưu công suất ba pha hình cầu không điều khiển. 25 BÀI 4 : LẮP RÁP, SỬA CHỮA MẠCH CHỈNH LƯU CÔNG SUẤT CÓ ĐIỀU KHIỂN 27 4. Lắp ráp, sửa chữa mạch chỉnh lưu công suất một pha có điều khiển. Lắp ráp, sửa chữa mạch chỉnh lưu công suất ba pha có điều khiển.
30 BÀI 5: LẮP RÁP, SỬA CHỮA MẠCH ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU 33 5. Lắp ráp, sửa chữa mạch điều chỉnh điện áp xoay chiều một pha. Lắp ráp, sửa chữa mạch điều chỉnh điện áp xoay chiều ba pha. 35 BÀI 6: LẮP RÁP, SỬA CHỮA MẠCH BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP MỘT CHIỀU DÙNG PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ ĐỘ RỘNG XUNG.
Lý thuyết liên quan. Trình tự thực hiện. 40 BÀI 7: LẮP RÁP, SỬA CHỮA MẠCH NGHỊCH LƯU VÀ BIẾN TẦN 41 7. Lắp ráp, sửa chữa bộ nghịch lưu áp một pha.
Điều khiển tốc độ động cơ không đồng bộ 3 pha Rôto lồng sốc dùng biến tần. 44 GIÁO TRÌNH MÔN ĐUN 3 Tên mô đun: Lắp ráp, sửa chữa mạch điện tử công suất Mã mô đun: MĐ 16 Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của mô đun: - Vị trí của mô đun: Mô đun được bố trí dạy sau khi học xong các môn học cơ bản chuyên môn như linh kiện điện tử, đo lường điện tử, lắp ráp, sửa chữa mạch điện tử, lắp ráp, sửa chữa mạch xung - số, chế tạo mạch điện tử. - Tính chất của mô đun: Là mô đun chuyên môn nghề. - Ý nghĩa và vai trò của mô đun: Giúp người học có một cách nhìn nhận mới về phương pháp điều khiển các thiết bị điện không tiếp điểm và sửa chữa được các thiết bị điện tử công nghiệp.
Phán đoán được khi có sự cố xảy ra trong mạch điều khiển. Khắc phục và sửa chữa các board điều khiển trong công nghiệp. Mục tiêu của mô đun: Sau khi học xong mô đun này học viên có năng lực: - Kiến thức: + Hiểu được cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các linh kiện điện tử công suất. + Biết được các thông số kỹ thuật của linh kiện.
+ Phân tích được nguyên lý làm việc của mạch điện tử công suất. + Kiểm tra được chất lượng các linh kiện điện tử công suất. - Về kỹ năng: + Lắp được các mạch điện tử công suất ứng dụng trong công nghiệp. + Thay thế các linh kiện, mạch điện tử công suất hư hỏng.
+ Rèn luyện tính tỷ mỉ, chính xác và an toàn vệ sinh công nghiệp. - Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: + Cẩn thận, bình tĩnh, thực hiện đúng thao tác khi tiếp xúc với điện thế cao. + Khéo léo, nhanh nhẹn khi thao tác trên linh kiện hiện đại, kích thước nhỏ. + Có ý thực tự giác, chủ động tự tìm hiểu nâng cao kiến thức, kỹ năng thực hành dưới sự hướng dẫn giáo viên.
Nội dung của mô đun: Số Thời gian (giờ) Tên các bài trong mô đun TT TS LT TH KT 1 Bài 1: Tổng quan về điện tử công suất 6 6 0 0 2 Bài 2: Khảo sát van bán dẫn công suất 20 6 14 0 Bài 3: Lắp ráp, sửa chữa mạch chỉnh lưu công 3 14 3 9 1 suất không điều khiển. Bài 4: Lắp ráp, sửa chữa mạch chỉnh lưu công 4 14 3 11 0 suất có điều khiển. Bài 5: Lắp ráp, sửa chữa mạch điều chỉnh điện 5 8 3 5 0 áp xoay chiều 4 Số Thời gian (giờ) Tên các bài trong mô đun TT TS LT TH KT Bài 6: Lắp ráp, sửa chữa mạch điều chỉnh điện 6 8 3 5 0 áp một chiều Bài 7: Lắp ráp, sửa chữa mạch nghịch lưu và 7 20 6 13 1 biến tần. Tổng cộng 90 30 58 2 5 BÀI 1: TỔNG QUAN VỀ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT Mã bài: MĐ16-01 Thời gian: 6 giờ (LT: 02, TH: 0, Tự học: 04) Giới thiệu: Bài học này giới thiệu về những khái niệm cơ bản cần thiết nhất trong lĩnh vực điện tử công suất và ứng dụng của công nghệ điện tử công suất trong sản xuất công nghiệp.
Mục tiêu: - Trình bày được bản chất, yêu cầu của quá trình điều khiển theo nội dung đã học; - Giải thích được các ứng dụng, các khâu cơ bản trong hệ thống của một bộ điện tử công suất. - Chủ động, sáng tạo, nghiêm túc, an toàn trong thực hành tại xưởng và giờ tự học. Nội dung chính: 1. Quá trình phát triển Điện tử công suất có thể được xếp vào phạm vi các môn thuộc về kỹ thuật năng lượng của ngành kỹ thuật điện nói chung.
Tuy nhiên việc nghiên cứu không chỉ dừng lại ở phần công suất mà còn được ứng dụng trong các lĩnh vực điều khiển khác. Kể từ khi hiệu ứng nắn điện của miền tiếp xúc PN được công bố bởi Shockley vào năm 1949 thì ứng dụng của chất bán dẫn càng ngày càng đi sâu vào các lĩnh vực chuyên môn của ngành kỹ thuật điện và từ đó phát triển thành ngành điện tử công suất chuyên nghiên cứu về khả năng ứng dụng của chất bán dẫn trong lĩnh vực năng lượng. Điện tử công suất nghiên cứu về các phương pháp biến đổi dòng điện và cả các yêu cầu đóng/ngắt và điều khiển, trong đó chủ yếu là kỹ thuật đóng/ngắt trong mạch điện một chiều và xoay chiều, điều khiển dòng một chiều, xoay chiều, các hệ thống chỉnh lưu, nghịch lưu nhằm biến đổi điện áp và tần số của nguồn năng lượng ban đầu sang các giá trị khác theo yêu cầu. Ưu điểm của các mạch biến đổi điện tử so với các phương pháp biến đổi khác được liệt kê ra như sau: ▪ Hiệu suất làm việc cao ▪ Kích thước nhỏ gọn.
▪ Có tính kinh tế cao. ▪ Vận hành và bảo trì dễ dàng. ▪ Không bị ảnh hưởng bởi khí hậu, độ ẩm nhờ các linh kiện đều được bọc trong vỏ kín 6 ▪ Làm việc ổn định với các biến động của điện áp nguồn cung cấp ▪ Dễ dự phòng, thay thế ▪ Tuổi thọ cao ▪ Không có phần tử chuyển động trong điều kiện tỏa nhiệt tự nhiên, có thể làm mát bằng quạt gió để kéo dài tuổi thọ ▪ Đáp ứng được các giá trị điện áp và dòng điện theo yêu cầu bằng cách ráp song song và nối tiếp các thyristor lại với nhau. ▪ Chịu được chấn động cao, thích hợp cho các thiết bị lưu động ▪ Phạm vi nhiệt độ làm việc rộng, thông số ít thay đổi theo nhiệt độ ▪ Đặc tính điều khiển có nhiều ưu điểm.
Lĩnh vực ứng dụng của điện tử công suất. Trong giai đoạn công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, ngày càng có nhiều thiết bị bán dẫn công suất hiện đại được sử dụng không chỉ trong lĩnh vực sản xuất mà cả trong việc phục vụ đời sống sinh hoạt của con người. Sự ra đời và phát triển của các linh kiện bán dẫn công suất như: Diode, Transistor, Tiristor, Triac… a.1: Sơ đồ khối của một bộ điện tử công suất. Trong lĩnh vực điện tử công suất, để biểu diển các khối chức năng người ta dùng các ký hiệu sơ đồ khối, điện năng truyền từ nguồn đến tải gồm: Hình 1.2: Sơ đồ khối hệ chỉnh lưu.
- Khối chỉnh lưu: Nhiệm vụ của khối chỉnh lưu nhằm biến đổi năng lượng nguồn xoay chiều một pha hoặc ba pha sang dạng năng lượng một chiều (hình 1.3) 7 - Khối nghịch lưu: Nhiệm vụ mạch nghịch lưu nhằm biến đổi năng lượng dòng một chiều thành năng lượng xoay chiều một pha hoặc ba pha (hình 1.3: Sơ đồ khối hệ nghịch lưu. Các hệ biến đổi. Các mạch biến đổi nhằm thay đổi: Dòng xoay chiều có điện áp, tần số và số pha xác định sang các giá trị khác.4: Sơ đồ khối hệ biến đổi.