Đề cương chi tiết Điện tử công suất

Nội dung text: Đề cương chi tiết Điện tử công suất

1. TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ - KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP KHOA ĐIỆN BỘ MÔN: ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HOÁ ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT HỌC PHẦN: ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT 1. THÔNG TIN CHUNG Tên học phần (tiếng Việt): ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT Tên học phần (tiếng Anh): POWER ELECTRONICS Mã môn học: 24 Khoa/Bộ môn phụ trách: Bộ môn điều khiển và tự động hoá Giảng viên phụ trách chính: Ths. Nguyễn Đức Điển Email: nddien@uneti.edu.vn GV tham gia giảng dạy: Ths. Nguyễn Đức Điển, Ths Trần Ngọc Sơn Số tín chỉ: 3 (36, 18, 45, 90) Số tiết Lý thuyết: 36 Số tiết TH/TL: 18 Số tiết Tự học: 90 Tính chất của học phần: Bắt buộc Học phần tiên quyết: Không Học phần học trước: Không Các yêu cầu của học phần: Sinh viên có tài liệu học tập 2. MÔ TẢ HỌC PHẦN Trang bị cho sinh viên những kiến thức cơ bản về: Các mạch động lực, mạch điều khiển của các bộ biến đổi công suất lớn như các bộ chỉnh lưu công suất lớn, các bộ điều chỉnh điện áp, các bộ biến tần và ứng dụng của nó trong các hệ thống điện thông dụng của các máy sản xuất 3. MỤC TIÊU CỦA HỌC PHẦN ĐỐI VỚI NGƯỜI HỌC Kiến thức Các mạch động lực, mạch điều khiển của các bộ biến đổi công suất lớn như các bộ chỉnh lưu công suất lớn, các bộ điều chỉnh điện áp, các bộ biến tần và ứng dụng của nó trong các hệ thống điện thông dụng của các máy sản xuất. 1
2. Kỹ năng Hiểu được nguyên lý biến đổi năng lượng điện năng của các bộ biến đổi đồng thời tính toán chọn được các thiết bị hệ thống điện tử công suất Năng lực tự chủ và trách nhiệm Nghiêm túc, trách nhiệm, chủ động, tích cực, chăm chỉ, cẩn thận. 4. CHUẨN ĐẦU RA HỌC PHẦN Mã Mô tả CĐR học phần CĐR của CĐR Sau khi học xong môn học này, người học có thể: CTĐT G1 Về kiến thức Phân tích các phần tử bán dẫn công suất cơ bản, các mạch chỉnh G1.1.1 1.2.1 lưu điều khiển. Phân tích bộ biến đổi điện áp xoay chiều – xoay chiều, và một G1.1.2 1.2.1 chiều – một chiều G1.1.3 Phân tích bộ nghịch lưu và biến đổi tần số. 1.2.1 G2 Về kỹ năng Nắm được các phần tử bán dẫn công suất cơ bản và các mạch G2.1.1 [2.1.1] chỉnh lưu điều khiển. Phân tích được các bộ biến đổi điện áp xoay chiều – xoay chiều, G2.1.2 [2.1.1] một chiều – một chiều G2.2.1 Nắm được nguyên lý của các bộ nghịch lưu và bộ biến đổi tần số [2.1.1] G3 Năng lực tự chủ và trách nhiệm Chủ động trong quá trình tự học tự nghiên cứu, nâng cao trình độ G3.1.1 [3.2.1] chuyên môn trong các hệ thống điều khiển tự động G3.1.2 Có trách nhiệm với bản thân và xã hội [3.2.1] 2
3. 4. NỘI DUNG MÔN HỌC, KẾ HOẠCH GIẢNG DẠY Số Số Tài liệu STT Nội dung tiết tiết học tập, LT TH tham khảo Chương 1. Các phần tử bán dẫn công suất cơ bản. 1.1. Phân loại linh kiện bán dẫn theo khả năng điều khiển 1.2. Điot công suất 1.3. Transitor công suất, BJT 1.4. Transitor trường, Mosfet 1.5. Transitor có cực điều khiển cách ly, IGBT 1 1.6. Thyristor 4 1,2,3,4 1.7. Triac 1.8. Thyristor điều khiển hoàn toàn, GTO 1.9. IGCT 1.10. MCT 1.11. MTO 1.12. ETO 1.13. So sánh khả năng hoạt động của các linh kiện 1.14. Câu hỏi và bài tập Chương 2. Chỉnh lưu điều khiển 2.1. Khái niệm chung 2.2. Sơ đồ nối dây và nguyên lý làm việc 2.3. Dòng và áp trên tải một chiều 2.4. Chế độ nghịch lưu của chỉnh lưu điều khiển 2 2.5. Chỉnh lưu điều khiển làm việc với điốt không 4 1,2,3,4 D0 2.6. Quá trình chuyển mạch trong sơ đồ chỉnh lưu 2.7. Ảnh hưởng của chỉnh lưu điều khển đến lưới điện 2.8. Các sơ đồ chỉnh lưu thông dụng 3 2.8. Các sơ đồ chỉnh lưu thông dụng (tiếp) 4 1,2,3,4 3
4. Số Số Tài liệu STT Nội dung tiết tiết học tập, LT TH tham khảo 4 2.8. Các sơ đồ chỉnh lưu thông dụng (tiếp) 4 1,2,3,4 2.9. Các bộ biến đổi có đảo dòng 5 4 1,2,3,4 2.10. Hệ thống điều khiển bộ chỉnh lưu (tiếp) 2.10. Hệ thống điều khiển bộ chỉnh lưu (tiếp) 2.11. Hàm số truyền bộ chỉnh lưu 6 4 1,2,3,4 2.12. Bảo vệ bộ chỉnh lưu 2.13. Câu hỏi và bài tập Chương 3. Bộ biến đổi điện áp xoay chiều-xoay chiều 7 3.1. Khái niệm chung 4 1,2,3,4 3.2. Bộ biến đổi xoay chiều - xoay chiều một pha 3.3. Bộ biến đổi xoay chiều - xoay chiều ba pha 3.4. Mạch điều khiển bộ biến đổi điện áp xoay 8 4 1,2,3,4 chiều - xoay chiều 9 3.6. Câu hỏi và bài tập 4 1,2,3,4 Chương 4. Bộ biến đổi điện áp một chiều - một chiều 4.1. Khái niệm chung 4.2. Dòng và áp trên phụ tải của BBĐ PWM 10 4 1,2,3,4 4.3. Một số sơ đồ bộ biến đổi một chiều - một chiều dùng thyritor 4.4. Mạch điều khiển bộ biến đổi điện áp một chiều - một chiều 4.4. Mạch điều khiển bộ biến đổi điện áp một chiều - một chiều (tiếp) 11 4 1,2,3,4 4.5. Một số ứng dụng của bộ biến đổi một chiều - một chiều. 4.5. Một số ứng dụng của bộ biến đổi một chiều - 12 một chiều (tiếp) 4 1,2,3,4 4.6. Câu hỏi và bài tập 4
5. Số Số Tài liệu STT Nội dung tiết tiết học tập, LT TH tham khảo Chương 5. Nghịch lưu và bộ biến đổi tần số 13 5.1. Khá niệm chung và phân loại 4 1,2,3,4 5.2. Các bộ nghịch lưu dùng thyristor 5.2. Các bộ nghịch lưu dùng thyristor (tiếp) 14 4 1,2,3,4 5.3. Câu hỏi và bài tập Thảo luận chương 1,2,3,4,5. 15 8 1,2,3,4 Bài tập chương 1,2,3,4,5. Kiểm tra 5. MA TRẬN MỨC ĐỘ ĐÓNG GÓP CỦA NỘI DUNG GIẢNG DẠY ĐỂ ĐẠT ĐƯỢC CHUẨN ĐẦU RA CỦA HỌC PHẦN Mức 1: Thấp Mức 2: Trung bình Mức 3: Cao 5
6. Chương Nội dung giảng dạy G1.1.1 G1.1.2 G1.1.3 G.1.2.1 G2.1.1 G2.1.2 G2.2.1 G3.1.1 G3.1.2 Chương 1: Khái niệm chung về điều khiển tự động 1.1. Khái niệm điều khiển 2 2 2 2 1.2. Các nguyên tắc điều khiển 2 2 2 2 1 1.3. Phân loại điều khiển 2 2 2 2 1.4. Một số ví dụ về các hệ 2 2 2 2 thống điều khiển Chương 2: Mô hình toán học hệ thống điều khiển liên tục 2.1. Khái niệm về mô hình toán 2 2 2 2 học 2.2. Hàm truyền 2 2 2 2 2 2.3. Hàm truyền của hệ thống 2 2 2 2 tự động 2.4. Phương trình trạng thái 2 2 2 2 (PTTT) Chương 3: Khảo sát tính ổn định của hệ thống ĐKTĐ 3.1. Khái niệm ổn định 2 2 2 2 3 3.2. Tiêu chuẩn ổn định đại số 2 2 2 2 3.3. Phương pháp quỹ đạo 2 2 2 2 nghiệm số (QĐNS) 3.4. Tiêu chuẩn ổn định tần số 2 2 2 2 6
7. Chương 4: Đánh giá chất lượng hệ thống điều khiển 4.1. Các tiêu chuẩn chất lượng 2 2 2 2 4.2. Sai số xác lập 2 2 2 2 4.3. Đáp ứng quá độ 2 2 2 2 4 4.4. Các tiêu chuẩn tối ưu hóa 2 2 2 2 đáp ứng quá độ 4.5. Quan hệ giữa chất lượng trong miền tần số và chất lượng 2 2 2 2 trong miền thời gian Chương 5: Thiết kế hệ thống điều khiển tuyến tính liên tục 5.1. Khái niệm 2 2 2 2 5.2. Ảnh hướng của các khâu hiệu chỉnh đến chất lượng của 2 2 2 2 hệ thống 5.3. Thiết kế hệ thống dùng 5 2 2 2 2 phương pháp QĐNS 5.4. Thiết kế hệ thống dùng 2 2 2 2 phương pháp biểu đồ Bode 5.5. Thiết kế hệ thống dùng 2 2 2 2 phương pháp phân bố cực 5.6. Thiết kế bộ điều khiển PID 2 2 2 2 7
8. 6. PHƯƠNG THỨC ĐÁNH GIÁ HỌC PHẦN Điểm Quy định TT thành (Theo QĐ Số: 686/QĐ- G1.1.1 G1.1.2 G1.1.3 G.1.2.1 G2.1.1 G2.1.2 G2.2.1 G3.1.1 G3.1.2 phần ĐHKTKTCN) 1. Kiểm tra thường xuyên + Hình thức: Tham gia thảo luận, kiểm tra 15 phút, hỏi đáp x x x x x x x x x + Số lần: Tối thiểu 1 lần/sinh viên + Hệ số: 1 2. Kiểm tra định kỳ lần 1 Điểm quá + Hình thức: Tự luận 1 trình + Thời điểm: Sau khi học hết x x x x (40%) chương 2 + Hệ số: 2 3. Kiểm tra định kỳ lần 2 + Hình thức: Tự luận + Thời điểm: sau khi học hết x x x x x chương 6 + Hệ số: 2 8
9. Điểm Quy định TT thành (Theo QĐ Số: 686/QĐ- G1.1.1 G1.1.2 G1.1.3 G.1.2.1 G2.1.1 G2.1.2 G2.2.1 G3.1.1 G3.1.2 phần ĐHKTKTCN) 4. Kiểm tra định kỳ lần 3 + Hình thức: Tự luận + Thời điểm: sau khi học hết x x x x x x x x x chương 8 + Hệ số: 2 5. Kiểm tra chuyên cần + Hình thức: Điểm danh theo x x x x x x x x x thời gian tham gia học trên lớp + Hệ số: 3 Điểm thi + Hình thức: Tự luận kết thúc + Thời điểm: Theo lịch thi học 2 x x x x x x x x học phần kỳ x (60%) + Tính chất: Bắt buộc 9
10. 7. PHƯƠNG PHÁP DẠY VÀ HỌC  Giảng viên giới thiệu học phần, tài liệu học tập, tài liệu tham khảo, các địa chỉ website để tìm tư liệu liên quan đến môn học. Nêu nội dung cốt lõi của chương và tổng kết chương, sử dụng bài giảng điện tử và các mô hình giáo cụ trực quan (mô hình 3D của một số chi tiết cơ khí điển hình) trong giảng dạy. Tập trung hướng dẫn học, tư vấn học, phản hồi kết quả thảo luận, bài tập lớn, kết quả kiểm tra và các nội dung l thuyết chính m i chương.  Giảng viên sẽ mô tả các hoạt động thực tế trong quá trình sản xuất của một doanh nghiệp liên quan đến việc xây dựng, đọc và giải thích được các bản vẽ chi tiết, bản vẽ lắp.  Các phương pháp giảng dạy có thể áp dụng: Phương pháp thuyết trình; Phương pháp thảo luận nhóm; Phương pháp mô phỏng; Phương pháp minh họa; Phương pháp miêu tả, làm mẫu.  Sinh viên chuẩn bị bài từng chương, làm bài tập đầy đủ, trau dồi kỹ năng làm việc nhóm để chuẩn bị bài thảo luận.  Trong quá trình học tập, sinh viên được khuyến khích đặt câu hỏi phản biện, trình bày quan điểm, các tưởng sáng tạo mới dưới nhiều hình thức khác nhau. 8. QUY ĐỊNH CỦA HỌC PHẦN 9.1. Quy định về tham dự lớp học  Sinh viên/học viên có trách nhiệm tham dự đầy đủ các buổi học. Trong trường hợp nghỉ học do lý do bất khả kháng thì phải có giấy tờ chứng minh đầy đủ và hợp lý.  Sinh viên vắng quá 50% buổi học dù có l do hay không có l do đều bị coi như không hoàn thành khóa học và phải đăng k học lại vào học kỳ sau.  Tham dự các tiết học lý thuyết  Thực hiện đầy đủ các bài tập được giao trong cuốn sách bài tập hình họa vẽ kỹ thuật  Tham dự kiểm tra giữa học kỳ  Tham dự thi kết thúc học phần  Chủ động tổ chức thực hiện giờ tự học 9.2. Quy định về hành vi lớp học  Học phần được thực hiện trên nguyên tắc tôn trọng người học và người dạy. Mọi hành vi làm ảnh hưởng đến quá trình dạy và học đều bị nghiêm cấm.  Sinh viên phải đi học đúng giờ quy định. Sinh viên đi trễ quá 15 phút sau khi giờ học bắt đầu sẽ không được tham dự buổi học. 10
11.  Tuyệt đối không làm ồn, gây ảnh hưởng đến người khác trong quá trình học.  Tuyệt đối không được ăn uống, nhai kẹo cao su, sử dụng các thiết bị như điện thoại, máy nghe nhạc trong giờ học. 9. TÀI LIỆU HỌC TẬP, THAM KHẢO 10.1. Tài liệu học tập: [1]. Nguyễn Bính, Điện tử công suất, NXB Khoa học và Kỹ Thuật, 2008 [2]. Tài liệu học tập thực hành Điện tử công suất và ứng dụng, Khoa Điện - Trường Đại học Kinh tế - Kỹ Thuật CN, 2018 10.2. Tài liệu tham khảo: [3]. Phạm Quốc Hải, Dương Văn Nghi, Phân Tích và giải mạch điện tử công suất, NXB Khoa học và kỹ thuật, 2007 [4]. Võ Minh Chính, Phạm Quốc Hải, Trần Trọng Minh, Điện tử công suất, NXB khoa học kỹ thuật, 2005 11.HƯỚNG DẪN THỰC HIỆN  Các Khoa, Bộ môn phổ biến đề cương chi tiết cho toàn thể giáo viên thực hiện.  Giảng viên phổ biến đề cương chi tiết cho sinh viên vào buổi học đầu tiên của học phần.  Giảng viên thực hiện theo đúng đề cương chi tiết đã được duyệt. Hà Nội, ngày tháng năm 2018 Trưởng khoa Trưởng bộ môn Người biên soạn (Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên) Bùi Huy Hải Nguyễn Mai Anh 11