CEA - Conversión de Energía y Accionamientos Electrónicos

Transcripción

1 Unidad responsable: Unidad que imparte: Curso: Titulación: Créditos ECTS: EEL - Departamento de Ingeniería Electrónica EE - Departamento de Ingeniería Eléctrica DOCTORADO EN INGENIERÍA ELECTRÓNICA (Plan 2007). (Unidad docente Optativa) INGENIERÍA ELECTRÓNICA (Plan 1992). (Unidad docente Optativa) MÁSTER UNIVERSITARIO EN SISTEMAS ENERGÉTICOS SOSTENIBLES (Plan 2010). (Unidad docente Optativa) MÁSTER UNIVERSITARIO ERASMUS MUNDUS EN SISTEMAS ENERGÉTICOS SOSTENIBLES (Plan 2012). (Unidad docente Optativa) MÁSTER UNIVERSITARIO EN SISTEMAS ENERGÉTICOS SOSTENIBLES (Plan 2010). (Unidad docente Optativa) MÁSTER UNIVERSITARIO EN INGENIERÍA ELECTRÓNICA (Plan 2009). (Unidad docente Optativa) ETSETB - Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Telecomunicación de Barcelona Capacidades previas Teoría de circuitos: circuitos monofásicos y trifásicos. Teoría de campos electromagnéticos. Electrotecnia. Electrónica de potencia. Teoría de control. Requisitos Metodologías docentes Objetivos de aprendizaje de la asignatura El propósito del curso es presentar la tecnología relacionada con dos de las principales aplicaciones de la electrónica de potencia: la Conversión de energías renovables y los Accionamientos electrónicos.inicialmente se presentan las topologías básicas presentes en ambas aplicaciones proporcionando al estudiante una buena base teórica.a continuación se presentan los fundamentos tecnológicos relacionados con el control de motores y la generación eléctrica, incluyendo convertidores electrónicos de potencia, máquinas eléctricas y técnicas de control y diagnosis. El curso permite al estudiante no solamente introducirlo en el mundo del control de máquinas eléctricas en general, sino también comenzar un trabajo de investigación orientado a la realización de una tesis doctoral en el campo de los accionamientos industriales o en el de generadores para fuentes de energía renovable. 1 / 7

2 Contenidos 1. Introducción a los diagramas de bloques y a los principios generales de operación de máquinas y accionamientos utilizados en sistemas de energía renovable y control de accionamientos Sistemas de conversión de energías renovables. Estructuras Sistemas con conexión en malla Sistemas aislados Sistemas híbridos Diagramas de bloques para Accionamientos Electrónicos Modelos matemáticos de generadores y motores industriales Motores de inucción Máquinas Síncronas de Imanes Permanentes (PMSM). 2 / 7

3 Máquinas de Reluctancia Variable con Imanes Permanentes (PMSRM) Estructura general de controles PWM para convertidores de potencia utilizados en accionamientos electrónicos y sistemas de conversión de energías renovables Medidas de corriente y tensión. Estimadores y Observadores. 2. Topologías de convertidores para conversión de energías renovables y accionamientos electrónicos: descripción de la estructura y control de los convertidores de potencia més usuales en conversión de energías renovables y accionamientos electrónicos Convertidores DC/DC para seguimiento del punto de máxima potencia Convertidores DC/AC para adaptación de generdores en malla y accionamientos electrónicos Convertidores AC/DC para sistemas back-to-back Convertidores AC/AC. 3 / 7

4 3. Control de accionamientos: introducción al control de accionamientos, revisando los fundamentos de los controles de velocidad y posición y los de par y flujo. También se presenta la operación en cuatro cuadrantes. Se presentan las bases de cada estructura y los diferentes esquemas de control son comparados entre ellos Operación de un motor de inducción manteniendo constantes los Voltios por Hertz Control Vectorial de máquinas AC. Control orientado a campo en el marco de referencia dq Control Directo de Par (DTC) de motores de inducción y PMSM Modelado y simulación de sistemas de control para máquinas AC, incluyendo convertidores de potencia y modulación. 4. Optimización y diagnosis de accionamientos: presentación de las tendencias actuales en control sensor-less, optimización energética, y técnicas de detección de fallos para motores y accionamientos electrónicos. Se presentan como tecnologías emergentes aunque en un estado incipiente en desarrollo Control de velocidad Sensor-Less y Adaptativo Optimización Energética. 4 / 7

5 4.3. Técnicas de detección de fallos Drives inteligentes y tecnologías de implementación de controladores (DSPs, FPGAs...). 5. Optimización y diagnosis de accionamientos: análisis del impacto de la electrónica de control tanto en la máquina en si como en la aplicación completa. Se analizan los harmónicos inyectados a la red eléctrica, así como los problemas EMI en la banda de la máquina Se presentan casos reales de compañias del sector Bombas, Ventiladores y controles cuadráticos de par. Tecnotrans Sabre (Grup Bonfiglioli) Ajuste de ejes eléctricos. Control Techniques Iberia Control avanzado de PMSM. ABB Industries Modelado y detección de fallos en motores AC. AEG Fábrica de Motores, S.A. 5 / 7

6 Generación Eólica. ECOTECNIA. Sistema de calificación El estudiante será evaluado mediante dos tests parciales más un trabajo a desarrollar relacionado con las materias del curso. El trabajo se preparará de forma individual y se entregará un informe de la actividad del estudiante en el laboratorio. Los proyectos desarrollados por los estudiantes se presentarán en una sesión pública por los autores y se discutirán con el resto de participantes. Normas de realización de las actividades 6 / 7

7 Bibliografía Básica: Krause, P.C.; Wasynczuk, O.; Sudhoff, S.D. Analysis of electric machinery and drive systems. 2nd ed. New York: IEEE; Wiley- Interscience, ISBN X. Bose, B.K. (ed.). Power electronics and variable frequency drives: technology and applications. Piscataway: IEEE Press, ISBN Subrahmanyam, V. Electric drives: concepts and applications. New York [etc.]: IEEE Press, ISBN Mohan, N.; Undeland, T.M.; Robbins, W.P. Power electronics: converters, applications and design. 3rd ed. New York [etc.]: John Wiley & Sons, ISBN Salon, S.J. Power electronics and motor drives. New York: IEEE, ISBN Otros recursos: Advanced CPUs HLL programmable (DSPACE DS-1103 board, DSP 2812). Inversores de potencia. Motores de Inducción y PMSM desde 1HP hasta 4 HP. Bancadas de test de motores. MATLAB y SIMULINK para modelado y simulación. Osciloscopios digitales, Generadores de función arbitraria, Analizadores de Espectro... 7 / 7