Đang tải... (xem toàn văn)
Đề cương môn học ĐH Bách khoa – ĐHQG Tp HCM Tp HCM, ngày 16/02/2009 Đề cương MH decuong mh 2008 dot PĐT, Mẫu 2008 ĐC Khoa Điện & Điện tử Bộ môn Điều khiển Tự động Đề cương Môn học Đại học ĐIỆN TỬ CÔNG[.]
ĐH Bách khoa – ĐHQG Tp.HCM Khoa : Điện & Điện tử Bộ môn : Điều khiển Tự động Tp.HCM, ngày 11/02/2011 Đề cương Môn học Đại học ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT VÀ ỨNG DỤNG (POWER ELECTRONICS AND APPLICATIONS) Mã số MH : - Số tín : - Số tiết - Tổng: - Đánh giá : Thang điểm 10/10 - Môn tiên : - Môn học trước : (2.1.4) TCHP: 45 LT: 30 BT: 15 TH: 56 ĐA: Kiểm tra: 40% Giữa kỳ 20% Bài tập 20% Thi cuối kỳ: 60% thi Viết - 90' Giải tích mạch Mạch điện tử - Mơn song hành : - CTĐT ngành : Tự động hóa Điều khiển - Trình độ : Năm thứ (khối kiến thức-KT) Thuộc khối KT: Ngành-Chuyên ngành - Ghi khác : BTL/TL: MS: MS: MS: MS: Mục tiêu môn học: Môn học cung cấp cho sinh viên chuyên ngành Tự động hoá Điều khiển khả thiết kế vận hành thiết bị điện tử công suất sử dụng hệ thống tự động hoá hay điều khiển công nghiệp lĩnh vực khác Aims: The course provides the students the basic knowledge for designing and operating applying the power electronic equipments in industrial automation and control systems and others Nội dung tóm tắt mơn học: Môn học bao gồm kiến thức linh kiện điện tử công suất, biến đổi lượng chiều, xoay chiều Sau phân tích ứng dụng chúng cơng nghiệp nguồn chiều, xoay chiều, truyền động động chiều, xoay chiều Course outline: The course presents the fundamentals of power electronic devices, converters (rectifiers, choppers, inverters…) and their applications in industry and other fields Tài liệu học tập: References [1] Huỳnh văn Kiểm Bài giảng môn học Điện tử Công suất Ứng dụng, GV cung cấp, chưa in [2] Mohan N First course on Power Electronics and Drives, MNPERE, Minneapolis, 2003 [3] Rashid M.H Power Electronics: Circuits, devices and applications, Pearson Education Inc., Pearson Prentice Hall 2004 [4] Ned Mohan Power Electronics: Converters, Applications, and Design, John Wiley, New York, rd edition 2003 PĐT, Mẫu 2008-ĐC Tr.1/6 Đề cương MH : bsp1681566554.doc PĐT, Mẫu 2008-ĐC [5] Nguyễn văn Nhờ Giáo trình Điện tủ công suất 1, NXB ĐHQG TP HCM, TP HCM, 2002 [6] Bùi Quốc Khánh số tác giả Tự động Điều khiển Truyền động điện, NXB KHKT, 2004 [7] Phan Quốc Dũng, Tô Hữu Phúc Truyền động điện, NXB ĐHQG TP HCM, TP HCM, 2003 Các hiểu biết, kỹ cần đạt sau học mơn học Sau hồn tất mơn học, sinh viên có kiến thức linh kiện thiết bị điện tử công suất với ứng dụng cơng nghiệp, có khả phân tích hoạt động nhiệm vụ thiết bị sơ đồ điều khiển nhà máy để khai thác, vận hành thiết kế Thông qua nội dung môn học bao gồm từ linh kiện, thiết bị đến ứng dụng, sinh viên xây dựng cho nhìn tồn diện sáng tạo hệ thống công nghiệp để cố khả lý luận Learning outcomes: Knowledge: operations and applications of power devices and circuits Cognitive Skills: understanding the roles and new trends of power electronics in industry Subject Specific Skills: ability of analysis and application of power devices and converters in industrial systems Transferable Skills: creative and systematic thinking since the course deals with devices, systems and their applications Hướng dẫn cách học - chi tiết cách đánh giá môn học: Sinh viên lên lớp, đọc tài liệu tham khảo giáo viên yêu cầu làm tập nhà Sơ đồ đánh giá: Điểm kiểm tra 40%: bao gồm kiểm tra kỳ 20% (thi tập trung) tập nhà 20% (thực theo nhóm người) Thi cuối kỳ 60%: không giới hạn nội dung gồm nhiều câu hỏi nhỏ (có tính tốn) Learning Strategies & Assessment Scheme: Students must attend class for lectures, read given readings, referential documents and assignments in groups of students Assessment scheme: Midterm examination 20% Assignments 20% Final examination 60% Dự kiến danh sách Cán tham gia giảng dạy: ThS Huỳnh văn Kiểm ThS Huỳnh hữu Phương - Khoa Điện & Điện tử - Khoa Điện & Điện tử Nội dung chi tiết: Tuần Nội dung Chương 1: Mở đầu 1.1 Khái niệm chung: Bộ biến đổi ngắt điện điện tử 1.2 Nội dung phương pháp khảo sát mạch điện tử công suất a trị trung bình – hiệu dụng b cơng suất – hệ số công suất c Fourier hệ số méo dạng d PP khảo sát: Tài liệu [1], [4] u cầu Biết tính tốn mạch ĐTCS Tr.2/6 Đề cương MH : bsp1681566554.doc Tuần 3,4 PĐT, Mẫu 2008-ĐC Nội dung - Giải theo thời gian (dùng pt viphân hay Laplace) Ví dụ chỉnh lưu diod tải RL có diod phóng điện - Giải chu kỳ tựa xác lập - ngun lý xếp chồng tính tốn gần Ví dụ tính trị trung bình mạch điện với nguồn xung vng - mơ dùng máy tính - thực nghiệm 1.3 Tính chọn linh kiện cơng suất - Định mức áp - Phát nhiệt định mức dòng 1.4 Bảo vệ linh kiện công suất biến đổi a Bảo vệ dòng: dòng cực đại tải b Bảo vệ áp Lý thuyết tiết Đọc thêm tiết, tập tiết Chương 2: Linh kiện điện tử công suất 2.1 Diod công suất Các loại diod 2.2 Linh kiện họ transistor Các loại transistor 2.2.1 Đặc tính đóng ngắt BJT Thí nghiệm đóng ngắt BJT -> tổn hao đóng ngắt 2.2.2 mạch lái BJT Dòng cực tối ưu – nguyên lý lái BJT – ví dụ 2.2.3 MosFET, IGBT và mạch lái Ưu điểm linh kiện MOS – nguyên lý mạch lái – ví dụ 2.3 Linh kiện họ thyristor 2.3.1 Nguyên lý- cấu tạo SCR 2.3.2 Đặc tính SCR Đặc tính V – A; khái niệm đặc tính dóng ngắt; đặc tính cổng 2.3.3 Các linh kiện khác họ thyristor TRIAC; giới thiệu GTO – LASCR – linh kiện 2.3.4 Mạch lái SCR Nguyên lý mạch lái SCR – ví dụ 2.3.5 Khái niệm mạch tắt SCR (bỏ) Lý thuyết tiết Đọc thêm tiết Chương 3: Bộ biến đổi (BBĐ) điều khiển pha 3.1 Chỉnh lưu diod KS Chỉnh lưu tồn sóng tải RL, RE 3.2 Nguyên lý điều khiển pha Nguyên lý ĐK on-off ĐK pha DK pha SCR: tải R, RL – tính góc dẫn 3.3 Điều khiển pha áp xoay chiều KS sơ đồ pha: Tải R: áp hiệu dụng Tải RL dạng dòng – pham vi điều chỉnh góc Ứng dụng sơ đồ pha 3.4 Chỉnh lưu điều khiển pha 3.3.1 Khảo sát sơ đồ pha tải R, RL, RE, tải dòng liên tục dạng áp, dịng – pham vi điều chỉnh góc áp, dịng trung bình nguyên lý nghịch lưu phụ thuộc ( > 90o) Tài liệu Yêu cầu Phân biệt sử dụng linh kiện ĐTCS [1],[3] [4],[5] [1],[2], Tính tốn [5] mạch động lực, thiết kế BBĐ Tr.3/6 Đề cương MH : bsp1681566554.doc Tuần 5,6,7 8,9, 10 PĐT, Mẫu 2008-ĐC Nội dung 3.3.2 Khảo sát sơ đồ hình tải m pha dòng liên tục dạng áp, dịng, Cơng thức tính áp, dịng trung bình cơng thức tính sóng hài điện áp 3.3.3 Khảo sát sơ đồ cầu pha tải R, tải dòng liên tục dạng áp, dịng, Cơng thức tính áp, dịng trung bình 3.3.4 Khảo sát sơ đờ điều khiển không hoàn toàn (đọc nhà) dạng áp, dịng Cơng thức tính áp, dịng trung bình 3.3.5 Cơng suất và HSCS của chỉnh lưu điều khiển pha Tính công suất, HSCS sơ đồ pha 3.5 Mạch phát xung điều khiển pha (đọc nhà) Nguyên lý phát xung, KS sơ đồ phát xung DK chỉnh lưu pha 3.6 Ứng dụng (đọc ỡ nhà) Chỉ liệt kê mà khơng vào chi tiết cịn học phần sau LT tiết Đọc thêm tiết, làm tập Chương 4: Bộ biến đổi (BBĐ) áp một chiều ĐN độ rộng xung tương đối 4.1 BBĐ áp một chiều dạng Forward tải RLE 4.1.1 Khảo sát sơ đồ làm việc phần tư mặt phẳng tải Phương trình dạng dịng xác gần Trị trung bình áp, dịng tải – nhấp nhơ dịng cực đại Chế độ dịng gián đoạn 4.1.2 Khảo sát sơ đờ làm việc và phần tư mặt phẳng tải dạng dòng (gần đúng) Hoạt động BBĐ với E tải thay đổi 4.1.4 Mạch lọc ngỏ Sóng hài áp ví dụ tính mạch lọc 4.2 Khảo sát BBĐ áp một chiều dạng Flyback (đọc nhà) Nguyên lý hoạt động 4.2.1 Các sơ đồ BBĐ đão cực tính, BBĐ có BA cách ly 4.3 Mạch ĐK BBĐ Nguyên lý PWM Mạch lái ½ cầu dùng IC họ IR21xx (đọc thêm tài liệu) Nguyên lý PWM loại dòng điện (đọc thêm tài liệu) 4.4 Mạch cải thiện HSCS chỉnh lưu diod Điều kiện để HSCS Nguyên lý cải thiện HSCS 4.5 Ứng dụng (đọc nhà) Sơ lược ưd Đọc thêm tiết, tập Chương 5: Nghịch lưu và biến tần nguồn áp Nguyên lý – phân loại 5.1 Khảo sát nghịch lưu nguồn áp: 5.1.1 Sơ đồ pha và phương pháp khảo sát gần đúng Các sơ đồ - ngun lý hoạt động – phương trình dịng tải RL Phương pháp tính gần 5.1.2 Sơ đờ pha và các quan hệ điện áp Dạng áp nấc, quan hệ điện áp hệ pha 5.1.3 Logic pha ĐN 5.2 Phương pháp điều khiển điện áp ngỏ 5.3 Sóng hài và nghich lưu hình sin Tài liệu Yêu cầu tính toán, thiết kế mạch 8,22 [1],[2], [3] [1],[2], tính toán [3] gần đúng, hiểu nguyên lý điều khiển Tr.4/6 Đề cương MH : bsp1681566554.doc Tuần PĐT, Mẫu 2008-ĐC Nội dung Tài liệu Yêu cầu 5.2.1 Phân tích Fourier dạng áp nghịch lưu 5.2.2 Tác dụng sóng hài bậc cao 5.2.3 Các PP hạn chế sóng hài: (đọc nhà) - Nghịch lưu điều rộng xung hình sin - Phương pháp điều chế theo mẫu - Phương pháp điều chế vector không gian 5.4 Biến tần nguồn áp Sơ đồ - nguyên lý V/F 5.5 Ứng dụng (đọc nhà) Sơ lược ưd Đọc thêm tiết, tập 11,12 Chương 6: Bộ nguồn một chiều Hiểu, 6.1 Bộ nguồn chỉnh lưu tính toán Hai sơ đồ: chỉnh lưu SCR BBĐ áp AC + chỉnh lưu diod thiết kế 6.1.1 Thiết kế sơ bợ ng̀n chỉnh lưu Tính góc đk pha, thơng số SCR, BA Tính mạch lọc 6.1.2 Điều khiển bợ ng̀n chỉnh lưu Bài tốn ĐK nguồn chỉnh lưu, sơ đồ khối 6.2 Sơ đồ điều khiển vịng kín BBĐ: [1],[2], Ngun lý điều khiển tọa độ (điều khiển nhiều vịng) [4],[6] 6.3 Bợ ng̀n xung Các sơ đồ khối 7.2.1 Sơ đồ bộ nguồn xung dùng nghịch lưu Nguyên lý điều khiển Ví dụ tính tốn 7.2.2 Sơ đờ bợ ng̀n xung flyback Ví dụ mạch điện nguồn xung Đọc thêm tiết, tập 13,14 Chương 7: Điều khiển động mợt chiều và xoay chiều dùng bán [1],[3], Tính tốn dẫn [4],[6], truyền 7.1 Các quan hệ bản của truyền động điện [7] động 7.1.1 Đặc tính và các chế độ làm việc của động mộnt Mặt phẳng đặc tính – đặc tính – đnghĩa chế độ hãm chiều, sử 7.1.2 Các bài toán của điều khiển động dụng ĐK momen, tốc độ, vị trí truyền Bài tốn khởi động động 7.2 Sơ đờ điều khiển động một chiều xoay 7.2.1 Phương trình đặc tính động một chiều chiều 7.2.2 Hệ thống điều khiển tốc độ dộng một chiều Sơ đồ khối – phản hồi: dòng, áp, tốc độ, vị trí 7.2.3 Đợng chấp hành chiều và bài toán điều khiển vị trí 7.2.4 ĐK động bước (đọc nhà) 7.3 Điều khiển động xoay chiều dùng biến tần 7.3.1 Nguyên lý điều khiển tần số động xoay chiều Nguyên lý 7.2.2 Biến tần điều khiển đợng xoay chiều Sơ đồ đk vịng hở V/F Nguyên lý đk vecto tựa từ thông (đọc nhà) 7.4 Điều khiển động một chiều không cổ góp 7.4.1 Nguyên lý hoạt động Tr.5/6 Đề cương MH : bsp1681566554.doc Tuần ** ** ** PĐT, Mẫu 2008-ĐC Nội dung 7.4.2 Sơ đồ điều khiển động một chiều không cổ góp Đọc thêm tiết, tập Nội dung tập/ báo cáo (số lượng 02) Báo cáo theo nhóm người, tập cá nhân(2 giờ/bài.người) Nội dung giới hạn cho kiểm tra kỳ (tập trung) Chương 1-4 (3 giờ) Nội dung thi cuối kỳ (tập trung) Chương 1-7 (6 giờ) Tài liệu Yêu cầu Thông tin liên hệ: + Khoa: Điện & Điện tử + Bộ môn: Điều khiển Tự động + GV: Huỳnh văn Kiểm hvkiem@hcmut.edu.vn; kiemhv@yahoo.com + Trang WEB môn học: Tp.Hồ Chí Minh, ngày 17 tháng năm 2009 TRƯỞNG KHOA CB PHỤ TRÁCH LẬP ĐỀ CƯƠNG HUỲNH VĂN KIỂM Tr.6/6