ALEJANDRO OLIVA 4 3 A S I G N A T U R A S C O R R E L A T I V A S P R E C E D E N T E S

Transcripción

1 UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SUR 1 /6 BAHÍA BLANCA ARGENTINA T E Ó R I C A S H O R A S D E C L A S E P R O F E S O R R E S P O N S A B L E P R Á C T I C A S Por semana Por Por semana Por ALEJANDRO OLIVA 4 3 A S I G N A T U R A S C O R R E L A T I V A S P R E C E D E N T E S DESCRIPCIÓN Carrera 101 Carrera 102 Análisis y diseño de circuitos analógicos II Actuadores y sistemas de medición Análisis y diseño de circuitos analógicos I La Electrónica de Potencia es el área de conocimiento que comprende desde el sensado de parámetros físicos al control de dispositivos electromecánicos, y desde el procesamiento de señales al control electrónico de conversión de la energía eléctrica. El campo de la electrónica de potencia ha ido evolucionando y ha sobrepasado un nivel de conocimientos que permita ser cubierto en un cuatrimestre. Es por eso que éste pretende ser un curso introductorio de Electrónica de Potencia que, apoyado por poderosas herramientas de simulación (PSpice), enseñe las topologías básicas y capacite al alumno a la comprensión y análisis de sistemas electrónicos usados en la industria. Un campo tan vasto como la Electrónica de Potencia no puede, de ninguna manera, ser cubierto en un solo curso. Además, los prerequisitos tampoco permiten ahondar en temas que requieran conocimientos de Control, sistemas digitales o nociones avanzadas de diseño analógico. Es así, que temas tales como el sensado de parámetros y control de actuadores son abordados por otras asignaturas como Actuadores y Sistemas de Medición. De este modo, queda determinado el rango de competencia de esta materia a un curso básico de Electrónica de Potencia. Los objetivos de este curso son: Desarrollar la habilidad de analizar y diseñar circuitos electrónicos de potencia, Introducir el concepto de realimentación en circuitos electrónicos de potencia, Familiarizar al estudiante con el uso de diversas herramientas de análisis, síntesis y simulación de circuitos electrónicos de potencia, Desarrollar habilidades de medida, detección de fallas y caracterización de circuitos electrónicos de potencia mediante trabajo experimental, Integrar conocimientos adquiridos a lo largo de la carrera mediante un proyecto final del curso, Desarrollar habilidades de expresión oral y escrita mediante la confección de reportes técnicos y presentaciones orales. Vigencia Años

2 UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SUR 2 /6 PROGRAMA SINTÉTICO # orden Denominación y/o descripción 1 Introducción. Conceptos básicos sobre llaves semiconductoras de potencia. Pérdidas. Cálculo de disipador. Revisión de conceptos básicos de electricidad y magnetismo. 2 Rectificación controlada y no controlada. Conversión ac-dc. 3 Convertidores conmutados. Conversión dc-dc. 4 Inversores de potencia. Conversión dc-ac. 5 Optimización de la interfase de la electrónica de potencia a la red eléctrica. 6 Aplicaciones: variadores de velocidad, UPS, etc. Vigencia Años Error! Reference source 2007Error! Reference source

3 UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SUR 3 /6 Programa de Trabajos Prácticos Laboratorios # orden Denominación y/o descripción 1 FUENTE REGULADA LINEAL. CÁLCULO DE DISIPADOR. Ensayo de un regulador integrado Cálculo y prueba de un disipador de aluminio. Uso del regulador como fuente de corriente. 2 DISPARO DE TRIAC MEDIANTE OPTOTRIAC. Diseño de un dimmer. Control del ángulo de disparo. 3 DISPARO DE TIRISTORES MEDIANTE OPTOTRIAC. Diseño de un cargador de baterías con filtro inductivo. 4 FUENTES CONMUTADAS Implementación de una fuente step-down utilizando un TL494. Cálculo del filtro de salida. Diseño de la inductancia. 5 CONTROL DE MOTORES Variador de velocidad de motor de cc mediante un puente H con modulación PWM. Comparación del comportamiento a lazo abierto y lazo cerrado. Demostración del funcionamiento de un variador trifásico aplicado a un motor de inducción. Vigencia Años Error! Reference source not 2007Error! Reference source

4 UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SUR 4 /6 Programa de Trabajos Prácticos Simulaciones # orden Denominación y/o descripción 1 RECTIFICACION NO CONTROLADA. Ensayo de un rectificador a diodos en distintas condiciones de carga. Efecto de la inductancia de entrada: tiempo de conmutación. Rectificador trifásico. 2 RECTIFICACION CONTROLADA. Ensayo de un rectificador controlado en distintas condiciones de carga. Efecto de la inductancia de entrada: tiempo de conmutación. Rectificador trifásico. 3 FUENTES CONMUTADAS. Simulación de convertidores dc-dc: buck, boost y Cuk. 4 INVERSORES. Simulación de inversores con distintas condiciones de carga. Evaluación de diferentes técnicas de PWM. 5 OPTIMIZACIÓN DE LA INTERFACE ENTRE CARGAS DE ELECTRÓNICA DE POTENCIA Y LA LÍNEA DE DISTRIBUCIÓN. Se analiza el caso de un variador de velocidad controlado por tiristores conectado a una línea de distribución. Se determina el efecto sobre la distorsión de la tensión y corriente. Finalmente se calcula un inductor serie de modo de mantener el contenido armónico dentro de los límites establecidos por las normas. 6 CONTROL DE MOTORES Variador de velocidad de motor de cc mediante rectificación controlada. Comparación del comportamiento a lazo abierto y lazo cerrado. Simulación del funcionamiento de un variador trifásico aplicado a un motor de inducción. Vigencia Años Error! Reference source not Error! Reference source not

5 UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SUR 5 /6 Programa Analítico I. Introducción. Introducción. Alcance y aplicaciones. Conceptos básicos sobre llaves semiconductoras de potencia. Pérdidas de encendido y de conmutación. Cálculo de disipador. Revisión de conceptos básicos de electricidad y magnetismo. II. III. IV. Rectificación controlada y no controlada. Conversión ac-dc. Rectificación monofásica y polifásica. Carga inductiva. Carga inductiva con fuente de tensión. Efecto de la inductancia de la fuente: tiempo de conmutación. Distorsión de las formas de onda de tensión y corriente ac. Control del ángulo de disparo. Convertidores conmutados. Conversión dc-dc. Conceptos básicos. Convertidores buck, boost, buck-boost, Cuk, puente (full bridge). Control por PWM. Inversores de potencia. Conversión dc-ac. Conceptos básicos. PWM senoidal. Inversores monofásicos y trifásicos. Control en modo corriente. V. Optimización de la interfase de la electrónica de potencia a la red eléctrica. Introducción. Generación de corrientes armónicas. Corrientes armónicas y factor de potencia. Estándares internacionales sobre armónicas. Métodos para mejorar la interfase con la red eléctrica. VI. Aplicaciones: variadores de velocidad, UPS, etc. Control de velocidad de motores de cc. Control de velocidad de motores de ca. Vigencia Años Error! Reference 2007

6 UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SUR 6 /6 Ingeniería Eléctrica y computadoras Bibliografía 1] Mohan N., Undeland, Robbins. "Power Electronics", John Wiley & Sons, ] Mohan N., "Power Electronics: computer simulation, analysis and education using PSpice schematics". Minnesota Power Electronics Research & Education, ] Erikson R., "Fundamentals of Power Electronics", Chapman & Hall, ] Rashid M., "Electrónica de Potencia", Prentice Hall, ] Ang S., Oliva A., "Power Switching Converters", CRC Press, ] Arrillaga J., "Power System Harmonics", Chippenham, Wiley & Sons, ] Heydt G., "Electric Power Quality", Stars in a Circle Publications, ] IEEE Standard , IEEE Recommended Practices and Requirements for Harmonic Control in Electrical Power Systems. 9] ENRE, "Base Metodológica para el Control de la Emisión de Perturbaciones". AÑO PROFESOR RESPONSABLE (firma aclarada) VIGENCIA DE ESTE PROGRAMA AÑO PROFESOR RESPONSABLE (firma aclarada) 2004 Alejandro Oliva 2007 Alejandro Oliva 2005 Alejandro Oliva 2006 Alejandro Oliva V I S A D O COORDINADOR AREA SECRETARIO ACADÉMICO DIRECTOR DE Fecha: Fecha: Fecha: