Nghiên cứu xây dựng hệ thực nghiệm biến tần động cớ điện xoay chiều, phục vụ cho công tác đào tạo nghề điện công nghiệp của khoa điện, trường cao đẳng nghề Yên Bái

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

i

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP




HỌ VÀ TÊN TÁC GIẢ : CẤN THỊ VÂN




TÊN ĐỀ TÀI LUẬN VĂN

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG HỆ THỰC NGHIỆM BIẾN TẦN –
ĐỘNG CƠ ĐIỆN XOAY CHIỀU, PHỤC VỤ CHO CÔNG TÁC
ĐÀO TẠO NGHỀ ĐIỆN CÔNG NGHIỆP CỦA KHOA ĐIỆN,
TRƢỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ YÊN BÁI

Chuyên ngành: TỰ ĐỘNG HÓA
Mã số: 60.52.02.16

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

PHÕNG QUẢN LÝ ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC






TS. NGUYỄN VĂN VỲ
KHOA ĐIỆN
TRƢỞNG KHOA






Thái nguyên - 2014

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

ii
LỜI CAM ĐOAN

Tên tôi là: Cấn Thị Vân
Sinh ngày 10 - 11 - 1986
Học viên lớp cao học khoá 14 - Tự động hoá - Trƣờng Đại học Kỹ Thuật

Công Nghiệp Thái Nguyên – Đại học Thái Nguyên.
Hiện đang công tác tại khoa Điện trƣờng Cao đẳng nghề Yên Bái.
Tôi cam đoan toàn bộ nội dung trong luận văn do tôi làm theo định
hƣớng của giáo viên hƣớng dẫn, không sao chép của ngƣời khác.
Các phần trích lục các tài liệu tham khảo đã đƣợc chỉ ra trong luận văn.
Nếu có gì sai tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm.

Tác giả luận văn



Cấn Thị Vân

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

iii
MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ vi
MỞ ĐẦU 1
2. Mục tiêu của luận văn 2
3. Đối tƣợng nghiên cứu 2
4. Ý nghĩ khoa học và thực tiễn của đề tài 2
5. Kết cấu của luận văn của luận văn 2
CHƢƠNG 1:THỰC TRẠNG VÀ YÊU CẦU ĐÀO TẠO NGHỀ ĐIỆN CỦA
TRƢỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ YÊN BÁI 4
1.1. Giới thiệu chung về trƣờng Cao đằng nghề Yên bái 4
1.1.1. Quá trình phát triển trƣờng Cao đẳng nghề Yên Bái 4
1.2. Các ngành nghề đào tạo của Nhà trƣờng 7

1.3. Chƣơng trình đào tạo nghề điện công nghiệp. 8
1.3.1. Nhu cầu lao động của xã hội với nghề điện công nghiệp của tỉnh Yên
Bái và các tỉnh lân cận 8
1.3.2. Chƣơng trình đào tạo nghề điện 9
CHƢƠNG 2: NGHIÊN CỨU ĐIỀU KHIỂN HỆ TRUYỀN ĐỘNG BIẾN
TẦN ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA 18
2.1 Điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ ba pha 18
2.3 Điều khiển định hƣớng theo từ trƣờng (FOC) 27
2.3.2. Cấu trúc của hệ điều khiển tựa theo từ thông rotor 32
2.4 Kết luận chƣơng 2 37
CHƢƠNG 3: ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG HỆ THỐNG BẰNG MÔ PHỎNG
VÀ THỰC NGHIỆM 39
3.1. Đặt vấn đề 39
3.2 Sơ đồ công nghệ hệ thống truyền động BĐTS- ĐCKĐB 40

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

iv
3.3 Kiểm tra chất lƣợng bằng mô phỏng 41
3.3.1 Xây dựng mô hình mô phỏng 41
3.3.2. Kết quả mô phỏng 43
3.3.3. Nhận xét: 49
3.4. Đánh giá bằng kết quả thực nghiệm: 50
3.4.1. Cấu hình thực nghiệm về điều khiển tại trung tâm thí nghiệm 50
3.4.3 Nhận xét 57
3.5. Kết luận chƣơng 3. 57
CHƢƠNG 4: XÂY DỰNG BÀI THỰC NGHIỆM BIẾN TẦN – ĐỘNG CƠ
XOAY CHIỀU BA PHA 58
4.2 Thiết kế sơ đồ nguyên lý bài thí nghiệm 59
4.3 Chọn thiết bị và bố trí thiết bị của bài thí nghiệm 62

4.4. Nội dung các bài thí nghiệm 66
4.4.1. Bài số 1 : Điều khiển tốc độ động cơ bằng thay đổi tần số 66
4.4.2 Bài số 2 : Điều khiển hệ thống ở chế độ điều khiển vector 67
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 70
1. Kết luận: 70
2. Kiến nghị: 71
TÀI LIỆU THAM KHẢO 72

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

v
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

KÝ HIỆU
Ý NGHĨA
UBND
Ủy Ban Nhân Dân
BLĐTBXH
Bộ lao động thƣơng binh xã hội
CL
Chỉnh lƣu
NL
Nghịch lƣu
BĐTS
Bộ biến đổi tần số
ĐCKĐB
Động cơ không đồng bộ ba pha rotor lồng sóc
ĐCA
Bộ điều chỉnh biên độ điện áp ra nghịch lƣu
SI

Sensor đo dòng điện
TG
Sensor đo tốc độ
BĐD
Biến đổi dòng
TĐĐMC
Truyền động điện một chiều
ĐCVTKG
Điều chế vectơ không gian
ĐCXCBP
Động cơ xoay chiều 3 pha
ĐTĐK
Đối tƣợng điều khiển
KĐB
Không đồng bộ
XL
Khâu gia công tín hiệu dòng điện và tốc độ động cơ
THĐ
Tín hiệu đặt
ĐTS
Đặt tần số ra nghịch lƣu



Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

vi
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 2.1 Sơ đồ tổng quát hệ thống truyền động BĐTS – ĐCKĐB 18
Hình 2.2: Cấu trúc điều khiển vô hƣớng hệ BĐTS - ĐCKĐB 22

Hình 2.3 Cấu trúc hệ Điều khiển vectơ động cơ KĐB . 25
Hình 2.4 Mô tả vector dòng điện stator 28
Hình 2.5:Vetor dòng stator trên hệ tọa độ cố định αβ và hệ tọa độ quay dq 29
Hình 2.6: Thu thập giá trị thực của các thành phần dòng i
sd
, i
sq
31
Hình 2.7 Cấu trúc kinh điển của hệ TĐĐXCBP điều khiển kiểu T
4
R 32
Hình 2.8: Hệ TĐĐXCBP điều khiển kiêu T
4
R trên hệ tọa độ dq 34
Hình 2.10 Vectơ dòng stator khi động cơ đồng bộ làm việc. 37
Vùng làm việc có tốc độ lớn hơn tốc độ quay danh định bằng cách đặt i
sd
< 0
(giảm từ thông cực ). 37
Hình 3.1: Sơ đồ công nghệ hệ thống 40
Hình 3.2: Cấu trúc mô phỏng hệ thống BĐTS - ĐCKĐB 41
Hình 3.3: Khối động cơ xoay chiều ba pha 42
Hình 3.4: Cấu trúc khối điều khiển vectơ (vector control) 42
Hình 3.5: Cấu trúc khối điều khiển tốc độ (speed control) 43
Hình 3.6: Điện áp tức thời của biến tần ở tần số 50HZ 43
Hình 3.8 : Mô men điện từ ở tần số 50HZ 44
Hình 3.9: Điện áp ra của biến tần không tải ở tần số 15HZ 45
Hình 3.10: Tốc độ của động cơ ở tần số 15HZ 45
Hình 3.10: Tốc độ động cơ ở tần số 15HZ 45
Hình 3.11: Mômen điện từ của động cơ ở tần số 15HZ 46

Hình 3.12: Điện áp đặt vào động cơ ở tần số 50HZ có tải 46
Hình 3.13: Tốc độ của động cơ ở tần số 50HZ có tải 47
Hình 3.14: Mômen tải của động cơ ở tần số 50HZ 47
Hình 3.15: Điện áp đặt vào động cơ ở tần số 15HZ có tải 48
Hình 3.16: Tốc độ của động cơ ở tần số 15HZ có tải 48

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

vii
Hình 3.17: Mô men của động cơ ở tần số 15HZ 49
Hình 3.18: Mô hình thí nghiệm điều khiển mức, nhiệt độ và lƣu lƣợng 50
Hình 3.20: Giao diện trong thí nghiệm điều khiển 52
Hình 3.23: Kết quả thí nghiệm Kp = 2; K
I
= 3; K
D
= 0,1 57
Hình 4.1 Sơ đồ tổng quát hệ thống truyền động BĐTS – ĐCKĐB 59
Hình 4.2: Sơ đồ nguyên lý hệ BĐTS - ĐCKĐB 61
Hình 4.3 Sơ đồ bố trí thiết bị trên bàn thí nghiệm 63
Hình 4.5 Thông số của động cơ trong bài thực nghiệm 65
Hình 4.6: Mô hình điều khiển động cơ 68




1

MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết cua đề tài.
Là một giáo viên của khoa Điện - trƣờng Cao Đẳng Nghề Yên Bái, trực
tiếp tham gia đào tạo nghề “Điện công nghiệp“, nên tôi rất quan tâm đến hệ
truyền động điện xoay chiều nói trên với mục đích nâng cao kiến thức về lĩnh
vực này: làm chủ đƣợc các công việc thiết kế, lắp đặt hệ thống mới và góp
phần đào tạo ra đội ngũ cán bộ kỹ thuật điện làm chủ đƣợc các hệ thống
truyền động xoay chiều chất lƣợng cao trong thực tế, đáp ứng yêu cầu của nền
sản xuất hiện đại.
Hiện nay hệ truyền động sử dụng động cơ điện xoay chiều ngày càng
đƣợc sử dụng rộng rãi trong thực tế do có nhiều ƣu điểm. Đặc biệt ngày nay,
cùng với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ điện tử công suất, vi xử lý và
công nghệ máy tính thì việc điều chỉnh tốc độ động cơ xoay chiều đạt đƣợc
những chỉ tiêu chất lƣợng điều chỉnh cao trở nên dễ dàng. Trƣớc đây trong
các ngành sản xuất công nghiệp các hệ truyền động đòi hỏi chỉ tiêu chất lƣợng
cao (Điều chỉnh tốc độ vô cấp, phạm vi điều chỉnh rộng, độ ổn định cao )
thƣờng dùng hệ truyển động một chiều. Hiện nay do giải quyết tốt việc điều
chỉnh tốc độ động cơ xoay chiều, nên hệ thống truyền động điện một chiều đƣợc
thay thế bằng hệ thống truyền động điện xoay chiều và đang trở nên phổ biến. Vì
vậy các hệ thống truyền động sử dụng động cơ xoay chiều (Điển hình là hệ
truyền động biến tần - động cơ xoay chiều 3 pha rô to lồng sóc) không những
đƣợc nhiều nhà nghiên cứu quan tâm giải quyết, mà ngay trong các trƣờng đào
tạo đại học, cao đẳng nghề điện cũng đƣợc đƣa vào chƣơng trình đào tạo, nhằm
đào tạo đƣợc những cán bộ kỹ thuật đáp ứng đƣợc yêu cầu của sản xuất.
Xuất phát từ những lý do trên và cũng là yêu cầu của trƣờng cao đẳng
nhề Yên Bái, tôi chọn đề tài :


2

tần – Động cơ điện xoay chiều, phục vụ cho công tác đào tạo nghề Điện

công nghiệp của khoa Điện, trường Cao đẳng nghề Yên Bái”
2. Mục tiêu của luận văn
Nghiên cứu hệ thống thí nghiệm biến tần động cơ xoay chiều tại trung
tâm thí nghiệm trƣờng đại học KTCN Thái Nguyên.
Trên cơ sở thiết bị hiện có của trƣờng và nội dung chƣơng trình đào tạo, ,
dựa vào kết quả nghiên cứu trên, tiến hành triển khai thành các modul thực
hành về điều khiển biến tần – động cơ xoay chiều ba pha. Đây là vấn đề còn
nhiều hạn chế ở các cơ sở đào tạo nghề, cụ thể là tại trƣờng Cao đẳng nghề
Yên Bái.
3. Đối tƣợng nghiên cứu
- Biến tần 3 pha
- Đông cơ xoay chiều 3 pha
- Điều khiển hệ Biến tần - động cơ xoay chiều
4. Ý nghĩ khoa học và thực tiễn của đề tài
Nâng cao đƣợc chất lƣợng đào tạo nghề của nhà trƣờng
Đáp ứng đƣợc yêu cầu của thực tế sản xuất do hiện nay trong thực tế
đang sử dụng rộng rãi hệ thông này trong các thiết bị đòi hỏi chất lƣợng điều
chỉnh cao.
5. Kết cấu của luận văn của luận văn
Với mục tiêu đặt ra, nội dung luận văn bao gồm các chƣơng sau:
Chương 1: Thực trạng và nội dung đào tạo nghề “Điện công nghiệp” của
trƣờng Cao đẳng nghề Yên Bái
Chương 2: Nghiên cứu hệ điều khiển biến tần động cơ xoay chiều ba pha
Chương 3: Đánh giá hẹ thống bằng mô phỏng và thực nghiệm.
Chương 4: Xây dựng hệ thực hành “biến tần - động cơ xoay chiều“
Kết luận và kiến nghị


3

Để hoàn thành đƣợc luận văn, ngoài sự cố gắng của bản thân, tác giả đã
nhận đƣợc sự hƣớng dẫn tận tình của cán bộ hƣớng dẫn khoa học và sự giúp
đỡ của trƣờng Cao đẳng nghề Yên Bái, trƣờng Đại học Kỹ thuật công nghiệp
- Đại học Thái Nguyên, tập thể thầy cô giáo của Khoa Điện và khoa Sau đại
học và bạn bè đồng nghiệp.
Tôi xin chân thành cám ơn thầy giáo Nguyễn văn Vỵ và tập thể thầy cô
giáo của Khoa Điện và khoa Sau đại học - trƣờng Đại học Kỹ thuật công đã
giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn và chƣơng trình học tập.

Thái Nguyên ngày 20 tháng 12 năm 2013
Tác giả luận văn



Cấn Thị Vân




4

CHƢƠNG 1
THỰC TRẠNG VÀ YÊU CẦU ĐÀO TẠO NGHỀ ĐIỆN
CỦA TRƢỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ YÊN BÁI

1.1. Giới thiệu chung về trƣờng Cao đằng nghề Yên bái
1.1.1. Quá trình phát triển trƣờng Cao đẳng nghề Yên Bái
Trƣờng Cao đẳng nghề Yên Bái đƣợc thành lập theo Quyết định số
670/QĐ-LĐTBXH ngày 27/5/2009 của Bộ Lao động - Thƣơng binh và Xã
hội trên cơ sở nâng cấp Trƣờng Trung cấp nghề tỉnh Yên Bái.

Trƣờng Cao đẳng nghề Yên Bái là trƣờng cao đẳng nghề công lập duy
nhất của tỉnh Yên Bái. Nhà trƣờng có nhiệm vụ tổ chức đào tạo, bồi dƣỡng
dạy nghề theo 3 cấp trình độ : Cao đẳng nghề, trung cấp nghề và sơ cấp nghề,
tổ chức hợp tác đào tạo, nghiên cứu ứng dụng khoa học kỹ thuật và tổ chức
các dịch vụ sản xuất nhằm đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế xã hội của tỉnh
Yên Bái và các tỉnh lân cận.
Tiền thân của nhà trƣờng là một cơ sở đào tạo công nhân kỹ thuật với sự
sát nhập của 3 nhà trƣờng trong tỉnh (Năm 1992, sáp nhập Trƣờng Công nhân
kỹ thuật Giao thông vận tải, Trƣờng Công nhân kỹ thuật Xây dựng và Trƣờng
công nhân kỹ thuật Công nghiệp). Qua nhiều năm thực hiện chức năng đào
tạo nguồn lao động trình độ công nhân kỹ thuật, nhà trƣờng luôn hoàn thành
nhiệm vụ đƣợc giao, đã góp phần quan trọng trong công cuộc xây dựng và
bảo vệ tổ quốc. Đến năm 2007, trƣờng đƣợc nâng cấp thành trƣờng Trung cấp
nghề tỉnh Yên Bái (Theo Quyết định số 811/QĐ-UBND ngày 12/6/2007 của
UBND tỉnh Yên Bái).
Với thời gian vừa tròn 2 năm, dƣới sự quan tâm của Đảng, Nhà nƣớc,
các cấp, các ngành và sự phấn đấu nỗ lực của tập thể cán bộ, giáo viên, công
nhân viên, nhà trƣờng đã có sự trƣởng thành vƣợt bậc, thực sự khẳng định
đƣợc vị trí của mình trong sự nghiệp đào tạo nghề, đào tạo nguồn nhân lực có
trình độ, có phẩm chất đạo đức tốt và tay nghề vững vàng đáp ứng yêu cầu


5

trong thời kỳ công nghiệp hoá - hiện đại hoá. Sau khi phấn đấu bảo đảm đủ
điều kiện, nhà trƣờng đã đƣợc Bộ Lao động - Thƣơng binh và Xã hội nâng
cấp thành trƣờng Cao đẳng nghề Yên Bái.
Trong những năm qua, nhà trƣờng đã tập trung đầu tƣ mua sắm trang
thiết bị, chủ động tổ chức nghiên cứu biên soạn giáo trình, tài liệu để phục vụ
cho công tác đào tạo, đổi mới phƣơng thức quản lý, áp dụng phƣơng pháp

giảng dạy theo hƣớng phát huy tính tích cực của ngƣời học, nên đã thu hút
đƣợc đông đảo học sinh sinh viên và học viên về trƣờng học tập; chất lƣợng
đào tạo đã từng bƣớc đƣợc nâng lên và uy tín của nhà trƣờng ngày càng đƣợc
khẳng định.
Trong chiến lƣợc phát triển về đào tạo nguồn nhân lực của tỉnh Yên Bái
đến năm 2020, Trƣờng Cao đẳng nghề Yên Bái phấn đấu là một trƣờng đào
tạo nguồn nhân lực trình độ Cao đẳng phục vụ cho phát triển kinh tế - xã hội
của tỉnh Yên Bái và vùng Tây Bắc (Vùng núi phía Bắc giữ một vị trí đặc biệt
quan trọng về an ninh, quốc phòng, chính trị xã hội và kinh tế). Nhà trƣờng đã
đƣợc Bộ Lao động - Thƣơng binh và Xã hội, UBND tỉnh Yên Bái phê duyệt
dự án xây dựng cơ sở mới và đƣợc cấp diện tích đất 20,5 hecta với quy hoạch
tổng thể đáp ứng quy mô đào tạo từ 3.000 đến 5.000 học sinh, sinh viên với
đầy đủ trang thiết bị theo quy định.
Theo Quyết định số 826/QĐ-BLĐTBXH ngày 07/7/2011 của Bộ Lao
động - Thƣơng binh và Xã hội, Trƣờng Cao đẳng nghề Yên Bái đƣợc phê
duyệt đầu tƣ trọng điểm đào tạo 05 nghề :
- Công nghệ ô tô với cấp độ Quốc tế;
- Điện công nghiệp;
- Gia công và thiết kế sản phẩm mộc;
- Chế tạo thiết bị cơ khí;
- Vận hành máy thi công nền với cấp độ Asean.


6

1.1.2 Cơ cấu tổ chức bộ máy của nhà trƣờng
Để đáp ứng yêu cầu đào tạo nguồn nhân lực góp phần thực hiện sự
nghiệp công nghiệp hóa - hiện đại hóa đất nƣớc, nhà trƣờng đã tiến hành xây
dựng Điều lệ trƣờng và bổ sung về cơ cấu tổ chức (Đƣợc Ủy ban nhân dân
tỉnh phê duyệt tại Quyết định số 1167/QĐ-UBND ngày 17/8/2009 và Quyết

định số 1520/QĐ-UBND ngày 12/10/2011) phù hợp với quy mô phát triển
của nhà trƣờng.
Hiện nay, cơ cấu tổ chức bộ máy của nhà trƣờng gồm:
- Ban Giám hiệu;
- Các đơn vị trực thuộc :
1. Phòng Đào tạo và Nghiên cứu khoa học;
2. Phòng Tổ chức hành chính;
3. Phòng Tài chính kế toán;
4 Phòng Quản trị và quản lý thiết bị;
5. Phòng Công tác học sinh sinh viên;
6. Khoa Kinh tế;
7. Khoa Cơ khí;
8. Khoa Điện;
9.Khoa Điện tử công nghệ thông tin;
10. Khoa Khoa học cơ bản;
11. Khoa Sƣ phạm Dạy nghề;
12. Khoa Xây dựng;
13. Khoa Giao thông;
14. Khoa Công nghệ Ô tô;
15. Trung tâm Đào tạo lái xe;
16. Trung tâm Thực hành sản xuất và hợp tác đào tạo.
Chức năng, nhiệm vụ của các đơn vị phòng, khoa, trung tâm đƣợc xác
định trên cơ sở chức năng, nhiệm vụ chung của nhà trƣờng.


7

1.2. Các ngành nghề đào tạo của Nhà trƣờng
- Nhà trƣờng tổ chức đào tạo nghề theo 3 cấp trình độ : Cao đẳng nghề,
Trung cấp nghề và Sơ cấp nghề với các nghề sau :

+ Điện công nghiệp.
+ Điện dân dụng.
+ Điện tử công nghệ thông tin.
+ Cơ khí.
+ Công nghệ ô tô.
+ Sƣ phạm kỹ thuật.
+ Xây dựng.
+ Giao thông.
+ Kế toán doanh nghiệp.
- Bồi dƣỡng nâng cao trình độ kỹ năng nghề cho ngƣời lao động theo
yêu cầu của cơ sở sản xuất, kinh doanh, dịch vụ và ngƣời lao động.
- Nghiên cứu, ứng dụng kỹ thuật - công nghệ nâng cao chất lƣợng, hiệu
quả đào tạo; tổ chức sản xuất, kinh doanh, dịch vụ theo quy định của pháp
luật.
- Thực hiện các nhiệm vụ khác theo quy định của pháp luật.
Năm 2011, Bộ Lao động - Thƣơng binh và Xã hội bổ sung thêm một số
nhiệm vụ: Nghiên cứu khoa học dạy nghề cho các cơ sở dạy nghề khu vực
Tây Bắc.
Năm 2012, Bộ Lao động - Thƣơng binh và Xã hội bổ sung thêm một số
nhiệm vụ: Dạy nghề công tác xã hội, sửa chữa thiết bị điện lạnh và Gia công
thiết kế sản phẩm mộc; UBND tỉnh giao thêm thành lập khoa Dạy nghề dân
tộc nội trú.
Để công tác đào tạo đạt kết quả cao nhà trƣờng đã triển khai công tác
nghiên cứu khoa học, với những biện pháp tích cực kịp thời nhằm khuyến
khích cán bộ, giáo viên ở các phòng, khoa, trung tâm tham gia nghiên cứu


8

khoa học. Kết quả: Xây dựng mới 26 bộ giáo trình dạy nghề. Đã có nhiều

sáng kiến kinh nghiệm cải tiến phƣơng pháp dạy học, quản lý đào tạo, giáo
dục học sinh nhằm nâng cao chất lƣợng đào tạo.
Thông qua việc xây dựng kế hoạch kinh phí hàng năm và đƣợc cụ thể
hoá trong quy chế chi tiêu nội bộ của trƣờng. Nhà trƣờng đã cử nhiều cán bộ,
giáo viên đi tham quan, học tập nghiên cứu công nghệ mới, cử giáo viên đi
tập huấn, bồi dƣỡng công nghệ phần mềm và công nghệ mới trong nƣớc để
nghiên cứu ứng dụng cho đào tạo nghề tại trƣờng. Chính vì thế việc thực hiện
nghiên cứu khoa học tại trƣờng đã từng bƣớc đƣợc cán bộ quản lý, giáo viên
tích cực tham gia, hƣởng ứng, góp phần nâng cao vị thế và chất lƣợng đào tạo
của nhà trƣờng.
Công tác nghiên cứu khoa học trong nhà trƣờng còn mới mẻ nhƣng đã
đƣợc lãnh đạo nhà trƣờng quan tâm, tạo điều kiện, đội ngũ cán bộ, giáo viên
nhà trƣờng đã nỗ lực tham gia để ứng dụng vào thực tế, trong công tác quản
lý và giảng dạy. Các đề tài nghiên cứu khoa học bƣớc đầu đƣợc đánh giá tốt
đảm bảo thiết thực, hiệu quả, tiết kiệm đƣợc chi phí.
1.3. Chƣơng trình đào tạo nghề điện công nghiệp.
1.3.1. Nhu cầu lao động của xã hội với nghề điện công nghiệp của
tỉnh Yên Bái và các tỉnh lân cận
Ngày nay với sự phát triển ngày càng rộng rãi của ngành công nghiệp
nói chung, của tỉnh Yên Bái và các tỉnh lân cận Yên Bái nhƣ Phú Thọ, Tuyên
Quang, Hòa Bình, Lào Cai nói riêng. Nhu cầu nhân công lao động qua đào tạo
tƣơng đối lớn. Phần lớn các lao động trong các nhà máy là công nhân lao
động chân tay chƣa qua đào tạo nghề vì vậy một số nhà máy sau khi tuyển
dụng nhân công xong phải tổ chức đào tạo tay nghề theo yêu cầu công nghệ.
Tại Yên Bái hiện nay có 5 khu công nhiệp với nhiều nhà máy đã đi vào hoạt
động, một số nhà máy đang trong quá trình xây dựng. Các nhà máy đƣợc đầu
tƣ nhiều máy móc hiện đại, sử dụng công nghệ mới vào sản xuất. Nắm đƣợc


9

tình hình này trƣờng cao đẳng nghề Yên Bái tập chung đào tạo một số nghề
trọng điểm trong đó nghề điện công nghiệp đƣợc đầu tƣ để đào tạo chuẩn theo
cấp độ Asean.
1.3.2. Chƣơng trình đào tạo nghề điện
Chƣơng trình đào tạo đƣợc kết hợp giữa lý thuyết và thực hành
CHƢƠNG TRÌNH KHUNG TRÌNH ĐỘ CAO ĐẲNG NGHỀ
(Ban hành kèm theo quyết định số 541/QĐ-TCĐT ngày 03 thang10 năm
2011 của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng nghề Yên Bái)


Tên nghề : Điện công nghiệp
Mã nghề :
Trình độ đào tạo : Cao đẳng nghề
Đối tƣợng tuyển sinh : Tốt nghiệp Trung học phổ thông hoặc tƣơng
đƣơng;
Số lƣợng môn học, mô đun đào tạo : 37
Bằng cấp sau khi tốt nghiệp: Cao đẳng nghề.
MỤC TIÊU ĐÀO TẠO:
- Kiến thức, kỹ năng nghề nghiệp:
+ Trình bày đƣợc nguyên lý, cấu tạo và các tính năng, tác dụng của các
loại thiết bị điện, khái niệm cơ bản, quy ƣớc sử dụng trong nghề Điện công
nghiệp;
+ Hiểu đƣợc cách đọc các bản vẽ thiết kế của nghề điện và phân tích
đƣợc nguyên lý các bản vẽ thiết kế điện nhƣ bản vẽ cấp điện, bản vẽ nguyên
lý mạch điều khiển;
+ Vận dụng đƣợc các nguyên tắc trong thiết kế cấp điện và đặt phụ tải
cho các hộ dùng điện xác định (một phân xƣởng, một hộ dùng điện);
+ Vận dụng đƣợc các nguyên tắc trong lắp ráp, sửa chữa các thiết bị
điện;

10

+ Phân tích đƣợc phƣơng pháp xác định các dạng hƣ hỏng thƣờng gặp
của các thiết bị điện;
+ Nắm vững các kiến thức về quản lý kỹ thuật, quản lý sản xuất, điều
khiển các trạm điện, lƣới điện;
+ Vận dụng đƣợc những kiến thức cơ sở và chuyên môn đã học để giải
thích các tình huống trong lĩnh vực điện công nghiệp;
+ Đạt trình độ A Tiếng Anh, trình độ B Tin học hoặc tƣơng đƣơng.
+ Lắp đặt đƣợc hệ thống cấp điện của một xí nghiệp, một phân xƣởng
vừa và nhỏ đúng yêu cầu kỹ thuật;
+ Sửa chữa, bảo trì và chỉnh định đƣợc các thiết bị điện trên các dây
chuyền sản xuất, đảm bảo đúng trình tự và yêu cầu kỹ thuật;
+ Phán đoán đúng và sửa chữa đƣợc các hƣ hỏng thƣờng gặp trong các
hệ thống điều khiển tự động cơ bản;
+ Vận hành đƣợc những hệ thống điều tốc tự động;
+ Đọc, hiểu, lắp đặt và vận hành đƣợc các thiết bị điện có công nghệ
hiện đại theo tài liệu hƣớng dẫn.
+ Lắp đặt và vận hành đƣợc các thiết bị điện đảm bảo an toàn;
+ Hƣớng dẫn, giám sát kỹ thuật đƣợc các tổ, nhóm lắp đặt mạng điện hạ
áp và mạch điện điều khiển trong hệ thống điện;
+ Tự học tập, nghiên cứu khoa học theo đúng chuyên ngành đào tạo;
+ Có kỹ năng giao tiếp, tổ chức và làm việc nhóm.
- Chính trị, đạo đức; Thể chất và quốc phòng:
+ Có hiểu biết một số kiến thức phổ thông về Chủ nghĩa Mác - Lê nin và
Hiến pháp, Pháp luật nƣớc Cộng hòa Xã hội Chủ nghĩa Việt Nam;
+ Có hiểu biết về đƣờng lối phát triển kinh tế của Đảng, thành tựu và
định hƣớng phát triển công nghiệp của địa phƣơng, khu vực, vùng, miền;

+ , có thái độ hợp tác với đồng nghiệp, tôn
trọng pháp luật và các quy định tại nơi làm việc, trung thực và có tính kỷ luật


11

cao, tỷ mỷ chính xác, sẵn sàng đảm nhiệm các công việc đƣợc giao ở các nhà
máy, xí nghiệp sản xuất hoặc công ty kinh doanh về lĩnh vực điện;
+ Trung thành với sự nghiệp xây dựng và bảo vệ Tổ quốc Việt Nam Xã
hội Chủ nghĩa;
+ Thực hiện đầy đủ trách nhiệm, nghĩa vụ của ngƣời công dân; sống và
làm việc theo Hiến pháp - Pháp luật;
+ Yêu nghề, có ý thức cộng đồng và tác phong làm việc của một công
dân sống trong xã hội công nghiệp;
+ Có thói quen lao động nghề nghiệp, sống lành mạnh phù hợp với
phong tục, tập quán và truyền thống văn hóa dân tộc;
+ Luôn có ý thức học tập, rèn luyện để nâng cao trình độ đáp ứng nhu
cầu của công việc.
+ Đủ sức khỏe để làm việc lâu dài trong điều kiện năng động của các xí
nghiệp công nghiệp;
+ Sức khỏe đạt loại I hoặc loại II theo phân loại của Bộ Y tế;
+ Có hiểu biết về các phƣơng pháp rèn luyện thể chất, ý thức xây dựng
và bảo vệ Tổ quốc;
+ Hiểu biết những kiến thức, kỹ năng cơ bản cần thiết trong chƣơng trình
Giáo dục quốc phòng – An ninh;
+ Có ý thức tổ chức kỹ luật và tinh thần cảnh giác cách mạng, sẵn sàng
thực hiện nghĩa vụ bảo vệ Tổ quốc.
Sau khi tốt nghiệp, sinh viên trở thành Kỹ thuật viên chuyên ngành Điện
công nghiệp sẽ :
- Làm việc đƣợc ở các Công ty Điện lực: Tổ vận hành và quản lý đƣờng

dây, tổ bảo trì và sửa chữa đƣờng dây;
- Làm việc trong các trạm truyền tải và phân phối điện năng: Nhân viên
vận hành;
- Làm việc trong các công ty xây lắp công trình điện;


12

- Làm việc trong các công ty, xí nghiệp sản xuất công nghiệp trong các
thành phần kinh tế xã hội.
* THỜI GIAN CỦA KHÓA HỌC VÀ THỜI GIAN THỰC HỌC TỐI THIỂU:
- Thời gian của khóa học và thời gian thực học tối thiểu:
+ Thời gian đào tạo: 3 năm
+ Thời gian học tập: 131 tuần
+ Thời gian thực học tối thiểu: 3750 giờ
+ Thời gian ôn, kiểm tra hết môn học, mô đun và thi tốt nghiệp: 300 giờ
(Trong đó thi tốt nghiệp: 100 giờ)
- Phân bổ thời gian thực học tối thiểu:
+ Thời gian học các môn học chung bắt buộc: 450 giờ
+ Thời gian học các môn học, mô đun đào tạo nghề: 3300 giờ
+ Thời gian học bắt buộc: 2520 giờ; Thời gian học tự chọn: 780 giờ
+ Thời gian học lý thuyết: 708 giờ; Thời gian học thực hành: 1812 giờ
* DANH MỤC MÔN HỌC, MÔ ĐUN ĐÀO TẠO BẮT BUỘC, THỜI GIAN VÀ
PHÂN BỔ THỜI GIAN:

Mã
MH,
MĐ
Tên môn học, mô đun
Thời gian đào tạo (giờ)

Tổng
số
Trong đó
Lý
thuyết
Thực
hành
Kiểm
tra
I
Các môn học chung
450
220
200
30
MH 01
Chính trị
90
60
24
6
MH 02
Pháp luật
30
21
7
2
MH 03
Giáo dục thể chất
60

4
52
4
MH 04
Giáo dục quốc phòng - An ninh
75
58
13
4
MH 05
Tin học
75
17
54
4
MH 06
Ngoại ngữ (Anh văn)
120
60
50
10
II
Các môn học, mô đun đào tạo
nghề bắt buộc
2520
708
1656
156
II.1
Các môn học, mô đun kỹ thuật

cơ sở
445
178
242
25


13

MH 07
An toàn điện
30
18
11
1
MH 08
Mạch điện
90
45
39
6
MH 09
Vẽ kỹ thuật
30
15
13
2
MĐ 10
Vẽ điện
30

10
18
2
MH 11
Vật liệu điện
30
15
13
2
MĐ 12
Khí cụ điện
45
30
12
3
MĐ 13
Điện tử cơ bản
150
45
98
7
MĐ 14
Kỹ thuật nguội
40
10
28
2
II.2
Các môn học, mô đun chuyên
môn nghề

2075
545
1403
126
MĐ 15
Điều khiển điện khi nén
120
45
70
5
MĐ 16
Đo lƣờng điện
90
45
40
05
MĐ 17
Máy điện 1
240
75
154
11
MH 18
Máy điện 2
60
15
42
3
MĐ 19
Cung cấp điện

90
60
26
4
MH 20
Trang bị điện 1
270
45
210
15
MH 21
Trang bị điện 2
60
15
40
5
MĐ 22
Kỹ thuật xung- số
90
45
42
3
MĐ 23
Tổ chức sản xuất
30
20
8
2
MĐ 24
Kỹ thuật cảm biến

60
45
12
3
MĐ 25
PLC cơ bản
150
45
95
10
MĐ 26
Truyền động điện
150
60
82
8
MĐ 27
Điện tử công suất
105
45
56
4
MĐ28
PLC nâng cao
120
30
83
7
MĐ 29
Thực tập tốt nghiệp

440
0
397
43

Tổng cộng
2970
943
1845
182

* CHƢƠNG TRÌNH MÔN HỌC, MÔ ĐUN ĐÀO TẠO BẮT BUỘC:
(Nội dung chi tiết có Phụ lục kèm theo)
* HƢỚNG DẪN SỬ DỤNG CHƢƠNG TRÌNH KHUNG TRÌNH ĐỘ
CAO ĐẲNG NGHỀ ĐỂ XÁC ĐỊNH CHƢƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO NGHỀ:
- Hƣớng dẫn xác định danh mục các môn học, mô đun đào tạo nghề tự
chọn; thời gian, phân bố thời gian và chƣơng trình cho môn học, mô đun đào
tạo nghề tự chọn:


14

Mã
MH,
MĐ
Tên môn học, mô đun tự
chọn

Thời gian đào tạo (giờ)
Tổng

số
Trong đó
Lý
thuyết
Thực
hành
Kiểm
tra
MĐ 30
Kỹ thuật lắp đặt điện
150
30
112
8
MĐ 31
Điều khiển lập trình cỡ nhỏ
90
30
55
5
MĐ 32
Điện tử ứng dụng
90
30
55
5
MĐ 33
Kỹ thuật lạnh
120
45

69
6
MĐ 34
Thiết bị điện gia dụng
120
30
81
9
MĐ 35
Quấn dây máy điện nâng cao
90
10
77
3
MĐ 36
Bảo vệ rơle
120
30
84
6

CHƢƠNG TRÌNH MÔ ĐUN ĐÀO TẠO: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN
Mã số mô đun: MĐ26
Thời gian mô đun: 150giờ; (Lý thuyết: 60 giờ; Thực hành: 90 giờ)
* VỊ TRÍ, TÍNH CHẤT CỦA MÔ ĐUN:
- Vị trí: Trƣớc khi học mô đun này cần hoàn thành các mô đun và môn
học cơ sở, đặc biệt các mô đun và môn học: Mạch điện; Trang bị điện; Máy
điện.
- Tính chất: Là mô đun kĩ thuật chuyên môn, thuộc mô đun đào tạo nghề
bắt buộc

* MỤC TIÊU MÔ ĐUN:
- Trình bày đƣợc nguyên tắc và phƣơng pháp điều khiển tốc độ của hệ
truyền động điện.
- Đánh giá đƣợc đặc tính động của hệ điều khiển truyền động điện.
- Tính chọn đƣợc động cơ điện cho hệ truyền động không điều chỉnh.
- Phân tích đƣợc cấu tạo, nguyên lý của một số thiết bị điển hình nhƣ:
soft start, inverter, các bộ biến đổi.


15

- Lựa chọn đƣợc các bộ biến đổi phù hợp với yêu cầu hệ truyền động
- Rèn luyện tính tỉ mỉ, cẩn thận, tác phong công nghiệp cho học sinh
* NỘI DUNG MÔ ĐUN:
- Nội dung tổng quát và phân phối thời gian :
TT
Tên các bài trong mô đun
Thời gian
Tổng
số
Lý
thuyết
Thực
hành
Kiểm
tra*
1
Bài mở đầu
Cấu trúc chung của hệ truyền
động điện

2
2


2
Cơ học truyền động điện.
8
6
2

3
Các đặc tính và trạng thái làm việc
của động cơ điện.
20
10
9
1
4
Điều khiển tốc độ truyền động
điện.
20
10
9
1
5
Ổn định tốc độ của hệ thống
truyền động điện.
10
7
2

1
6
Đặc tính động của hệ truyền động
10
5
5

7
Chọn công suất động cơ cho hệ
truyền động điện.
10
4
5
1
8
Bộ khởi động mềm.
10
2
7
1
9
Bộ biến tần.
20
3
16
1
10
Bộ điều khiển máy điện servo.
20
5

14
1
11
Bộ điều khiển tốc độ động cơ DC.
20
5
14
1

Cộng:
150
60
82
8

Bài 8 : Bộ biến tần (Thời gian: 20 giờ)
Mục tiêu :
- Giải thích đƣợc nguyên lý điều chỉnh tốc độ động cơ bằng phƣơng
pháp thay đổi tần số.
- Nhận biết đƣợc cổng vào, cổng ra ở bộ biến tần.
- Kết nối mạch động lực cho bộ biến tần.
- Khởi động và thực hiện dừng mềm, đảo chiều quay cho động cơ.


16

Nội dung:
1. Giới thiệu các loại biến tần.
2. Các phím chức năng.
3. Các cổng vào/ra và cách kết nối.

4. Khảo sát hoạt động của biến tần.
5. Ứng dụng thông dụng trong công nghiệp.
Để thực hiện đƣợc các modul đào tạo nhà trƣờng đã đầu tƣ cơ sở vật
chất, các bộ thực hành phục vụ cho công tác giảng dạy.
Ngoài ra nhà trƣờng còn chú trọng công tác đào tạo bồi dƣỡng, nâng cao
chất lƣợng đội ngũ giáo viên và cán bộ quản lý.
- Đến thời điểm tháng 8/2013 nhà trƣờng có tổng số : 160 cán bộ, giáo
viên, công nhân viên, đang sinh hoạt tại 14 phòng, khoa, trung tâm. Trong đó:
Trình độ hiện có: Thạc sỹ 14 ngƣời; Đại học 119 ngƣời;
Năm học 2012 - 2013, có 60 lƣợt cán bộ, giáo viên đƣợc tham gia các
khoá đào tạo, bồi dƣỡng. Trong đó:
- Đào tạo thạc sỹ : 25 ngƣời
- Đào tạo đại học: 8 ngƣời
- Bồi dƣỡng kiến thức mới, NVSP: 30 ngƣời
- Bồi dƣỡng kỹ năng nghề: 65 ngƣời;
- Bồi dƣỡng khác: 10 ngƣời.
Trong năm học vừa qua công tác đào tạo, bồi dƣỡng luôn đƣợc lãnh đạo
nhà trƣờng đề cao và hết sức quan tâm. Nhằm xây dựng đội ngũ cán bộ, giáo
viên, nhân viên nhà trƣờng thành thạo về chuyên môn, nghiệp vụ, có trình độ
quản lý tốt, đáp ứng yêu cầu của việc kiện toàn và nâng cao hiệu quả của bộ
máy nhà trƣờng, đồng thời, đạt các tiêu chuẩn chức danh theo quy định đối
với từng ngạch công chức. Nội dung đào tạo bồi dƣỡng: Kiến thức chuyên
môn, lý luận chính trị, quản lý hành chính nhà nƣớc, quản lý kinh tế, bồi
dƣỡng ngoại ngữ, tin học, kỹ năng nghề.


17

1.4 Sự cần thiết phải xây dựng hệ thực nghiệm BBT - ĐCXC
Với mục tiêu là đào tạo cán bộ kỹ thuật có trình độ Cao đẳng nghề làm

việc chủ yếu ở các cơ sở sản xuất công nghiệp. Tại các cơ sở này, hiện nay
chủ yếu sử dụng các hệ truyền động điện xoay chiều. Vì vây ngay trong nhà
trƣờng đòi hỏi sinh viên phải có kiến thức, đặc biệt là phải có tay nghề cao
trong việc khai thác, sử dụng, sửa chữa các hệ truyền động Biến tần - Động cơ
xoay chiều. Muốn đạt đƣợc mục tiêu trên, ngoài dạy kiến thức về mặt lý
thuyết sinh viên, cần phải cho sinh viên thực hành nhiều về hệ thống này.
Trong thực tế đào tạo trong mấy năm qua, phần thực hành về tự động
khống chế, về sửa chữa máy điện và PLC, đã đƣợc quan tâm đúng mức, tuy
nhiên phần thực hành về điều khiển động cơ điện, còn thiếu bài thực hành về
điều hệ biến tần - động cơ xoay chiều.
Chính vì vậy, việc xây dựng bài thực hành về điều khiển hệ truyền động
BBT – ĐCXC là cần thiết để đào tạo tay nghề cho sinh viên và trang bị thêm
kiến thức cho đội ngũ giáo viên thực hành của trƣờng.
1.5. Kết luận chƣơng 1
Khi tiến hành bài thí nghiệm về điều khiển biến tần động cơ KĐBXC 3
pha thông qua thiết bị điều khiển lƣu lƣợng bằng tần số tại Trung tâm thí
nghiệm của trƣờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp, tác giả đã nắm đƣợc cấu
trúc của bài thí nghiệm, tổ chức tiến hành thí nghiệm, lấy kết quả thí nghiệm
và đánh giá so sánh với lý thuyết và mô phỏng.
Nội dung luận văn này nhằm bổ sung thêm một bài thực hành cho sinh
viên trong quá trình đào tạo nghề ở trƣờng Cao đẳng nghề Yên Bái, để sinh
viên ra trƣờng đáp ứng ngay đƣợc yêu cầu của thực tế sản xuất khi học tập,
giúp cho sinh viên có kỹ năng tay nghề thành tạo khi tốt nghiệp ra trƣờng, đáp
ứng đƣợc yêu cầu thực tiễn. Đồng thời, hệ thực nghiệm cũng giúp trang bị
thêm kiến thức cho đội ngũ giáo viên thực hành của trƣờng.


18

CHƢƠNG 2

NGHIÊN CỨU ĐIỀU KHIỂN HỆ TRUYỀN ĐỘNG BIẾN TẦN
ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA

2.1 Điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ ba pha
Điều chỉnh tốc độ động cơ xoay chiều không đồng bộ ba pha (ASM) có
thể thực hiện bằng nhiều phƣơng pháp khác nhau :
- Điều chỉnh điện áp đặt vào dây cuốn stato;
- Điều chỉnh số đôi cực từ;
- Điều chỉnh điện trở phụ mạch rotor đối với loại động cơ rotor dây cuốn;
- Điều chỉnh tần số f của nguồn cung cấp cho động cơ.
Trong thực tế việc điều chỉnh tần số nguồn cung cấp đƣợc thực hiện bởi
bộ biến đổi tần số. Sơ đồ cấu trúc tổng quát của hệ truyền động Biến tần -
động cơ không đồng bộ 3 pha (BĐTS – ĐCKĐB) trên hình H 2.1

Hình 2.1 Sơ đồ tổng quát hệ thống truyền động BĐTS – ĐCKĐB