ELP - Electrónica de Potencia

Transcripción

1 Unidad responsable: Unidad que imparte: Curso: Titulación: Créditos ECTS: ESEIAAT - Escuela Superior de Ingenierías Industrial, Aeroespacial y Audiovisual de Terrassa EEL - Departamento de Ingeniería Electrónica 9 Idiomas docencia: Catalán Profesorado Responsable: Josep Pou, Carles Jaén Capacidades previas Para conseguir un mejor seguimiento y asimilación de los contenidos de la asignatura, se considera muy conveniente haber aprobado las asignaturas de Sistemas Eléctricos y Sistemas Electrónicos correspondiente a segundo curso Competencias de la titulación a las cuales contribuye la asignatura Específicas: 1. ELO: Conocimiento aplicado de electrónica de potencia. 2. ELO: Conocimiento aplicado de electrotecnia. 5. ELO: Capacidad para diseñar sistemas electrónicos analógicos, digitales y de potencia. Transversales: 3. APRENDIZAJE AUTÓNOMO - Nivel 2: Llevar a cabo las tareas encomendadas a partir de las orientaciones básicas dadas por el profesorado, decidiendo el tiempo que se necesita emplear para cada tarea, incluyendo aportaciones personales y ampliando las fuentes de información indicadas. 4. TRABAJO EN EQUIPO - Nivel 2: Contribuir a consolidar el equipo planificando objetivos, trabajando con eficacia y favoreciendo la comunicación, la distribución de tareas y la cohesión. 1 / 6

2 Metodologías docentes - Sesiones presenciales de exposición de los contenidos. - Sesiones presenciales de trabajo práctico. - Trabajo autónomo de estudio y realización de ejercicios. - Preparación y realización de actividades evaluables en grupo. - Sesiones de actividades dirigidas en formato de tutorías en grupo En las sesiones de exposición de los contenidos el profesor introducirá las bases teóricas de la materia, conceptos, métodos y resultados ilustrándolo con ejemplos convenientes para facilitar su comprensión. Las sesiones de trabajo práctico serán de dos tipos: a) Sesiones en el aula en las que el profesor guiará a los estudiantes en el desarrollo y resolución de problemas. b) Sesiones en el laboratorio en las que los alumnos deben hacer un trabajo en grupo (por parejas) relativo a una práctica especifica. Los estudiantes tienen un guión de la sesión donde se indica el montaje a realizar así como las cuestiones a resolver (en general medidas de formas de onda y pequeños cálculos relacionados). Los estudiantes deberán asimilar los conceptos y resolver los ejercicios propuestos ya sea manualmente o con la ayuda de calculadoras no programables. Al tratarse de una asssignatura de 9 ECTS se ha decidido impartirla durante dos cuatrimestres consecutivos (otoño y primavera del mismo curso académico). Esto implica 4,5 ECTS / cuatrimestre es decir una carga equivalente a 3h/semana presenciales. La estructura de contenidos y la distribución anual contempla por el alumno un ritmo aproximado de 2 horas de teoría para semana, 1 hora de problemas en semanas alternas y 2 horas de laboratorio por mes. Objetivos de aprendizaje de la asignatura Revisar los conocimientos básicos de electrotecnia necesarios para comprender la asignatura. Analizar los diferentes tipos de semiconductores utilizados en electrónica de potencia Conocer los tipos y las estructuras básicas de convertidores estáticos de potencia y ser capaces de interpretar y analizar el su funcionamiento. Adquirir los conocimientos para elegir y dimensionar los diferentes elementos activos y pasivos que forman un convertidor de potencia. Conocer los diferentes sistemas de accionamiento de motores de corriente continua y corriente alterna. Conocer los principales campos de aplicación de las topologías explicadas, especialmente en el campo industrial y de las energías renovables Horas totales de dedicación del estudiantado Dedicación total: 225h Horas grupo grande: 45h 20.00% Horas grupo mediano: 22h 30m 10.00% Horas grupo pequeño: 22h 30m 10.00% Horas actividades dirigidas: 9h 4.00% Horas aprendizaje autónomo: 126h 56.00% 2 / 6

3 Contenidos TEMA 1: CONCEPTOS DE ELECTROTECNIA Dedicación: 17h 30m Grupo grande/teoría: 0h Grupo mediano/prácticas: 3h 30m Aprendizaje autónomo: 14h 1.1. Componentes pasivos. 1.2 Acoplamiento de etapas. Punto de trabajo 1.3. Fuentes de tensión y corriente. Fuentes de Thevenin y de Norton Compatibilidad de conexión de fuentes Régimen permanente y transitorio Análisis temporal y frecuencial Definición y cálculo de potencias en circuitos eléctricos Análisis de sistemas monofásicos Análisis de sistemas trifásicos Transformadors monofásicos y trifásicos Problemes resueltos 1.12.Problemes propuestos Avaluació del Módulo 1. TEMA 2: INTRODUCCIÓN A LA ELECTRÓNICA DE POTENCIA Y A LAS MÁQUINAS ELECTRICAS. Dedicación: 14h 30m Grupo grande/teoría: 4h Aprendizaje autónomo: 10h 30m 2.1. Sistemas electrónicos lineales y conmutados Dispositivos semiconductores de potencia Aspectos funcionales de los componentes de conmutación Tipo de convertidores estáticos Máquina de corriente continua (DC) Máquinas de corriente alterna (AC). Máquinas síncronas y asíncronas Ejemplos de aplicación de sistemas electrónicos de potencia Laboratorio: Descripción del material de trabajo (Tutorial) problemas resueltos 2.10.Problemes propuestos 2.11.Avaluació del Módulo 2. 3 / 6

4 TEMA 3: EL TIRISTOR COMO ELEMENTO DE CIRCUITO Dedicación: 40h Grupo grande/teoría: 6h Grupo mediano/prácticas: 4h Grupo pequeño/laboratorio: 8h Aprendizaje autónomo: 22h 3.1. Condiciones de conmutación del tiristor El tiristor con carga resistiva e inductiva Conexión antiparalela de tiristores Control de fase y control proporcional Problemas resueltos Problemas propuestos Laboratorio: Placa de disparo TCA785. Cebado de un tiristor Laboratorio: Conexión antiparalela de tiristores Evaluación del Módulo 3. TEMA 4: RECTIFICACIÓN MONOFÁSICOS Y TRIFÁSICOS Dedicación: 37h Grupo grande/teoría: 8h Grupo mediano/prácticas: 5h Grupo pequeño/laboratorio: 4h Aprendizaje autónomo: 20h 4.1. El sistema rectificador Rectificadores monofásicos no controlados y controlados Rectificador trifásico de media onda Puentes trifásicos no controlados y controlados Condiciones de funcionamiento como ondulador Convertidores bidireccionales. Funcionamiento en dos y cuatro cuadrantes Problemas propuestos Laboratorio: Puente monofásico semicontrolado Evaluación del Módulo 4. 4 / 6

5 TEMA 5: CONVERTIDORES DC-DC Dedicación: 37h Grupo grande/teoría: 8h Grupo mediano/prácticas: 5h Grupo pequeño/laboratorio: 4h Aprendizaje autónomo: 20h 5.1. Los convertidores DC-DC Convertidor DC-DC serie (Buck) Convertidor DC-DC paralelo (Boost) Convertidor DC-DC con acumulación inductiva (Buck-Boost) Convertidor DC-DC con acumulación capacitiva (Cuk) Fuentes de alimentación con aislamiento eléctrico (flyback, forward,...) Convertidores DC-DC de dos y cuatro cuadrantes Accionamiento de máquinas DC Problemas resueltos Problemas propuestos Laboratorio: Convertidor DC / DC Evaluación del Módulo 5. TEMA 6: INVERSORES MONOFÁSICOS Y TRIFÁSICOS Dedicación: 37h Grupo grande/teoría: 8h Grupo mediano/prácticas: 5h Grupo pequeño/laboratorio: 4h Aprendizaje autónomo: 20h 6.1. Inversores en semipont y puente monofásico Técnicas de modulación Inversores trifásicos Modulación vectorial Convertidores de frecuencia Accionamiento de máquinas AC Problemas resueltos Problemas propuestos Laboratorio: Inversor monofásico Evaluación del Módulo 6. 5 / 6

6 TEMA 7: APLICACIONES INDUSTRIALES Y A LA GENERACIÓN CON ENERGÍAS RENOVABLES Dedicación: 19h Grupo grande/teoría: 5h Grupo pequeño/laboratorio: 2h 30m Aprendizaje autónomo: 11h 30m 7.1. Sistemas de tracción eléctrica Sistemas auxiliares para ferrocarriles Sistemas de mejora de calidad de potencia en la red Sistemas de iluminación Sistemas basados en energía fotovoltaica Sistemas basados en energía eólica Sistemas basados en pilas de hidrógeno Otros sistemas Evaluación del Módulo 7. Sistema de calificación Evaluación continuada Cada módulo se evalúa por separado y de acuerdo con una ponderación que se establece al inicio del curso. Las herramientas de evaluación que se utilizarán son: test de teoría, problemas y sesiones de laboratorio. De cada sesión de laboratorio hay un documento que deberá entregarse al inicio de la siguiente sesión. Igualmente y dado que los módulos tienen un contenido y una extensión diferente utilizarán las herramientas y la ponderación adecuada según el módulo. En el caso de no haber aprobado con la evaluación continua existe un examen final de recuperación con el prerrequisito de haber hecho la evaluación previa de 5 módulos como mínimo. Bibliografía Básica: Hart, Daniel W. Electrónica de potencia. Madrid: Prentice Hall, ISBN Mohan, Ned. Power electronics: converters, applications, and design. 3rd ed. New York: John Wiley and Sons, ISBN Rashid, M. H. Electrónica de potencia: circuitos, dispositivos y aplicaciones. 3ª. México: Prentice Hall Hispanoamericana, ISBN Otros recursos: 6 / 6