Bài giảng Điện tử công suất: Chương 1 - TS. Nguyễn Hoàng Việt

Trong bối cảnh công nghiệp hiện đại hóa và nhu cầu về sử dụng năng lượng hiệu quả ngày càng tăng, lĩnh vực điện tử công suất đóng vai trò then chốt trong việc biến đổi và điều khiển năng lượng điện. Môn học này cung cấp cái nhìn tổng quan về các nguyên lý cơ bản và ứng dụng của điện tử công suất, một ngành kỹ thuật đa diện tích hợp nhiều kiến thức từ vật lý chất rắn, lý thuyết mạch, hệ thống điều khiển và máy điện. Mục tiêu của tài liệu này là giới thiệu các khái niệm nền tảng về bộ biến đổi năng lượng, cấu trúc và những yêu cầu thiết yếu đối với chúng, từ đó đặt nền móng vững chắc cho việc nghiên cứu sâu hơn về các hệ thống điện tử công suất phức tạp.

Sinh viên ngành Điện – Điện tử, đặc biệt là chuyên ngành Kỹ thuật điều khiển và Tự động hóa, và các kỹ sư, nhà nghiên cứu muốn tìm hiểu nền tảng về điện tử công suất.

Tài liệu này trình bày các khái niệm cơ bản về điện tử công suất, nhấn mạnh vai trò trung tâm của bộ biến đổi (converter) trong việc xử lý và chuyển đổi năng lượng điện một cách hiệu quả. Mở đầu bằng định nghĩa chung, tài liệu giải thích rằng điện tử công suất sử dụng các van bán dẫn công suất ở chế độ đóng cắt để điều khiển dòng năng lượng, biến đổi các thông số điện từ nguồn để phù hợp với yêu cầu của tải. Các loại bộ biến đổi cơ bản như chỉnh lưu (AC/DC), nghịch lưu (DC/AC), AC/AC và DC/DC được giới thiệu, cùng với cấu trúc tổng quát của chúng bao gồm mạch đo lường, mạch điều khiển, mạch khuếch đại và mạch động lực. Tài liệu cũng đề cập đến các yêu cầu quan trọng đối với bộ biến đổi như hiệu suất cao và kích thước nhỏ gọn. Hơn nữa, nó làm nổi bật tính chất đa ngành của điện tử công suất, liên kết với lý thuyết mạch, điều khiển tự động, xử lý tín hiệu, điện tử, hệ thống điện, máy điện, điện từ trường và vật lý chất rắn. Cuối cùng, một số ứng dụng tiêu biểu trong các hệ thống truyền động, đặc biệt là điều khiển động cơ một chiều và xoay chiều, được trình bày, minh họa tầm quan trọng thực tiễn của môn học trong kỹ thuật điện – điện tử hiện đại. Đây là nền tảng cốt lõi cho việc thiết kế và vận hành các hệ thống quản lý năng lượng tiên tiến.