Planificación Anual Asignatura Electrónica de Potencia Año 2010

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1 DOCENTE RESPONSABLE Nombre y Apellido Marcelo Alberto Spina Planificación Anual Asignatura Electrónica de Potencia Año 2010 Categoría Docente Profesor Titular MARCO DE REFERENCIA Asignatura Electrónica de Potencia Código: E2.0 Plan de estudios Ingeniería Electromecánica Ord.C.S.Nº 2406/98 (1) Ingeniería Electromecánica Ord.C.S.Nº 2395/04 (2) Ubicación en el Plan 5º año - 1º cuatrimestre (1) 5º año, 1º cuatrimestre (2) Duración (1) Cuatrimestral Carácter Obligatoria Carga horaria 120 h Experimental 0 h Problemas ingeniería 0 h Proyecto - diseño 0 h Práctica sup. Asignaturas correlativas (1) Cursadas Aprobadas Sistemas de Control (E5.0) Otras cond. para cursar Inglés (X1.0) - Nº finales adeudados < 10 Duración (2) cuatrimestral Carácter obligatorio Carga horaria 90 h Experimental 15 h Problemas ingeniería 25 h Proyecto - diseño 10 h Práctica sup. Asignaturas correlativas (2) Cursadas Aprobadas Otras cond. para cursar Contenidos mínimos (E1.0) Electron Analóg y Digital; (E15.0) Máquinas Eléctricas II (1) El Nº de asig obligatorias cursadas y no aprobadas no debe ser superior a diez. (X5.2) Seminario Intr a la Ing. Electrom; (X2.2) Curso Comunic.Técnicas; (X1.1) Idioma (1) Conversión alterna/continua, fija y controlada. Conversión alterna/alterna. Conversión continua/alterna. Conversión continua/continua. Componentes de potencia. Regulación de velocidad de motores de C.C. y C.A. Cargadores de baterías. UPS. Fuentes conmutadas. (2) Conversión alterna/continua, fija y controlada. Conversión alterna/alterna. Conversión continua/alterna. Conversión continua/continua. Componentes de potencia. Aplicaciones: regulación de velocidad de motores de c.c. y c.a., cargadores de baterías, UPS. Depto. responsable Ingeniería Electromecánica Área Electrónica Nº estimado de alumno 0 OBJETIVOS Involucrar a la formación básica, que el estudiante posee de Análisis Matemático, Física, Teoría Circuital y Máquinas Eléctricas, en el planteamiento de problemas, resolución, ejecución de proyectos y su análisis económico; las aplicaciones y tendencias a partir de las nuevas tecnologías. Concretamente debe capacitarse al alumno durante el cursado de la asignatura para : - realizar diseños sencillos de sistemas electrónicos de conversión de energía y su mantenimiento - seleccionar adecuadamente convertidores de uso industrial, sistemas de energía ininterrumpidos, cargadores de baterías y variadores de velocidad de motores eléctricos - tener nociones acerca de las tendencias en la electrónica de potencia APORTE A LA FORMACIÓN BÁSICA Y/O PROFESIONAL El estudio de la electrónica de potencia le permite al ingeniero electromecácnio, entre otras alternativas, decidir sobre la selección e implementación de accionamientos eléctricos, diseñar convertidores estáticos para obtener energía eléctrica en sistemas contínuos o alternos de diferentes voltajes y frecuencias e idear sistemas de alimentación de equipos en sus distintas variables. DESARROLLO Actividades y estrategias didácticas La cantidad de estudiantes que la asignatura recibe permite planificar las actividades considerando que es posible efectuar un desarrollo personalizado, conformando un ámbito donde es viable el crecimiento conjunto del cuerpo docente y de los alumnos. La metodología contemplará clases teórico - prácticas y la evaluación continua, permitiendo al alumno afianzar o corregir conceptos. Sobre cada tema del programa, se realizará un enfoque de tipo general, una introducción teórica recordando y aplicando los conceptos fundamentales de las materias de las ciencias básicas, teorías circuitales y máquinas eléctricas, la conceptualización y la aplicación a un ejercicio representativo que colabore a la comprensión del mismo. Página 1 de 5 0 h 0 h

2 Posteriormente se realizarán los Trabajos Prácticos, las simulaciones correspondientes y la aplicación de ellos en laboratorio. Se utilizará una carga horaria semanal de 8 horas distribuidas en 3 días. No se exigirá asistencia a las clases teóricas-prácticas ni a los laboratorios. Recursos didácticos Para que el desarrollo sea dinámico, se utilizarán los medios siguientes : - Transparencias - Bibliografía - Simulaciones dinámicas utilizando PC s en gabinete de informática y/o data display Tanto a transparencias como los apuntes de cátedra se podrá acceder en forma anticipada y se considerarán como elementos de apoyo. Estos no deben suplantar la búsqueda bibliográfica tendiente a profundizar el conocimiento. Evaluación de los alumnos Estrategia de evaluación El sistema de cursada debe estar en consonancia con la reglamentación vigente y con una coherencia definida para las asignaturas que integran el área de conocimiento. El sistema de cursada propuesto sigue los lineamientos de la resolución CAFI Nº221/94 en su punto "Cursada por Parciales" consistentes en dos etapas de evaluación que comprenderán: Evaluación 1: - Capítulos I y II - Rectificadores - Capítulo III - Reguladores de corriente alterna Evalaución 2: - Capítulo IV - Convertidores CC/CC - Capítulo V - Inversores CC/CA - Capítulos VI y VII - Control de velocidad de motores eléctricos La evaluación será de caracter individual, sobre aspectos prácticos y conceptos teóricos utilizados en fecha programada dentro de los horarios de cursada habituales. Aquellos alumnos que aprueben todas las evaluaciones habrán CURSADO la asignatura. Aquellos alumnos que resulten desaprobados, tendrán fechas de recuperación de ambos parciales. Sistema de Promoción: Si bien este sistema y la cantidad de cursantes permite al cuerpo Docente forjarse una idea de los avances individuales de los estudiantes es necesario que aquellos alumnos que, habiendo cursado la asignatura, deseen promocionarla, deberán rendir un examen teórico - práctico integrador. Examen libre S Justificación Evaluación del desarrollo de la asignatura Cronograma Semana Tema / Actividades Introducción. Transitorios, ecuaciones diferenciales 1º y 2º orden Rectificadores. Conmutadores mas Laboratorio de P2 y P3. Trabajos Prácticos. Teoría de Rectificadores. Paralelo Dobles polifásicos. T Laboratorio de P2 y P3. Teoría de Rectificadores Serie. Conexión de Rectificadores. Teoría de Disipa Práctico de disipadores. Teoría de Tiristores y regulación/transitorios Teoría de rectificadores controlados P2 y P3 Práctica de Laboratorio. Simulación de P2, P3 sin y con diodo volante. Rectificadores PD y S totalme Trabajo Práctico de Puentes Controlados. Teoría de Disparo de Tiristores. Laboratorio de Rectificadores controlados y disparo. Teoría de Triacs y circuitos de regulación de C Trabajos Prácticos de Triacs. Laboratorio de reguladores de Corriente Alterna. Primera Evaluación Pa Teoría de Protecciones RC y fusibles para semiconductores. Realización de Trabajo Práctico. Teoría T Troceadores Teoría. Laboratorio de Troceador Serie con TL 494. Trabajos Prácticos de Troceadores. Onduladores Autónomos. Práctico de Onduladores. Teoría de UPS. Teoría de variación electrónica de velocidad de motores de c Variación motores C. Alterna. Variación motores C. Alterna y Laboratorio de variaciones comerciales. Coloquio de promoción. Página 2 de 5

3 Recursos Docentes de la asignatura Nombre y apellido Marcelo Spina Carlos Verucchi Roberto Leegstra Recursos materiales Software, sitios interesantes de Internet Función docente Responsable. Dictado de teoría. Dictado de Teoría y práctica. Dictado de Teoría y práctica Principales equipos o instrumentos Osciloscopios analógicos y digitales Multímetros digitales Fuentes de alimentación reguladas Variadores de velocidad de motores de Corriente Alterna y corriente continua 1 Variador de velocidad de motores de corriente continua Motores eléctricos Fuente de energía ininterrumpida Circuitos y componentes de potencia Computadores personales Espacio en el que se desarrollan las actividades Aula Otros X Laboratorio X Gabinete de computación Campo OTROS DATOS Cursada intensiva Cursada cuatrimestre contrapuesto N N Página 3 de 5

4 Departamento responsable Ingeniería Electromecánica Plan de estudios Programa Analítico Asignatura Electrónica de Potencia (E2.0) Ingeniería Electromecánica 1999 Ingeniería Electromecánica 2004 Área Electrónica Programa Analítico de la Asignatura - Año 2010 Capitulo 1: Rectificadores Introducción: Regímenes transitorios. Ecuaciones Diferenciales de 1 y 2 Orden. Rectificadores industriales polifásicos: Montaje paralelo simple, paralelo doble y serie. Valor medio, valor eficaz y factor de ondulación de la tensión rectificada. Factor de potencia primario y secundario. Caídas de Tensión. Funcionamiento en Cortocircuito. Influencia del tipo de carga. Conexión serie y paralelo de rectificadores. Diseño: dimensionamiento de los diodos, consideraciones térmicas, cálculo y elección de disipadores. Protecciones. Capitulo 2: Rectificadores controlados Rectificadores controlados. El SCR o tiristor. Angulo de disparo y de conducción. Influencia del tipo de carga, conducción continua y discontinua. Valor medio, valor eficaz de la tensión rectificada. Factor de ondulación y factor de potencia. Circuitos semicontrolados y totalmente controlados. Armónicos de tensión y corriente. Funcionamiento como ondulador no autónomo. Diseño: dimensionamiento de tiristores y diodos, consideraciones térmicas, cálculo y elección de disipadores. Protecciones. Circuitos de disparo con RC y mediante circuitos integrados. Elementos de disparo UJT, SUS, DIAC, GCS, SBS, GCO. Capítulo 3: Reguladores Triac. Funcionamiento como interruptor bipolar y tripolar. Funcionamiento como regulador para diferentes estados de carga. Nivel de armónicos. Diseño: Cálculo y selección, consideraciones térmicas. Circuitos de disparo para Triac s. Protecciones. Capítulo 4: Convertidores Conversión CC - CC. Circuitos de bloqueo de tiristores. Tiristores bloqueables (GTO). Troceador Reductor de Tensión (BUCK). Troceador Paralelo o elevador de tensión (BOOST). Troceadores reversibles. Troceadores de enlace indirecto inductivo (BUCK-BOOST) y capacitivo (CUK). Troceadores con aislamiento galvánico. Troceadores con transistores y MOSFET. Circuitos integrados de PWM. Capitulo 5: Inversores Conversión CC - CA. Onduladores con transistores y tiristores. Conmutación forzada. Control de frecuencia y de la tensión. Circuitos mono y polifásicos. Cicloconvertidores, circuitos con lazo intermedio de corriente continua. Técnicas para la disminución de contenido armónico. Introducción a la selección de acumuladores. Fuentes de energía Ininterrumpibles (UPS). Capitulo 6: Variación de velocidad de motores de corriente continua Características de máquinas arrastradas. Control electrónico de velocidad de motores de corriente continua. Relaciones cupla-potencia-velocidad. Sistema de control en cascada velocidad-intensidad. Realimentación por generador taquimétrico y por tensión de armadura. Variadores reversibles e irreversibles alimentados por corriente continua y alterna. Capitulo 7: Variación de velocidad de motores de corriente alterna Control electrónico de motores de C.A. Ecuaciones fundamentales. Variación de velocidad por tensión en motores Jaula de Ardilla. Variación de la resistencia rotórica en motores de rotor bobinado. Cascada subsincrónica. Variadores de frecuencia: Cicloconvertidores y con lazo intermedio de tensión y de corriente continua. Reglaje básico de variadores: Rampa de aceleración y frenado, ley tensión frecuencia, frecuencias ocultas. Bibliografía Básica BUHLER Electrónica Industrial. Electrónica de Potencia - Ed. Gustavo Gili. BUHLER Electrónica Industrial. Electrónica de regulación y control. Ed. Gustavo Gili. CHAUPRADE Control Electrónico de motores de corriente continua. Ed. Gustavo Gili. CHAUPRADE/ MILSANT, F Control electrónico de motores de corriente alterna. Ed. Gustavo Gili. GUALDA, J.A., MARTINEZ, S., MARTINEZ, P.M Electrónica Industrial : Técnicas de Potencia. Ed. Marcombo. GUY SEGUIER Electrónica de potencia ; los convertidores estáticos de energía conversión de energía alterna-continua, Ed. Gustavo Gili. GUY SEGUIER Electrónica de Potencia; las funciones básicas y sus principales aplicaciones. Ed. Gustavo Gili. GUY SEGUIER Electrónica de Potencia; los convertidores estáticos de energía. Funciones base. Ed. Gustavo Gili. LILEN, H Tiristores y Triacs, Ed. Marcombo. RASHID, M.H Electrónica de Potencia. Ed. Prentice Hall. SPINA, Marcelo Electrónica de Potencia - Convertidores y dispositivos. Ed. U.N.C.P.B.A. Bibliografía de Consulta RAMSHAW, R Electrónica de Potencia, potencia controlada por tiristor para motores eléctricos. Ed. Marcombo. Circuitos de Potencia de Estado sólido, manual SP-52 de RCA. Ed. Arbó Página 4 de 5

5 LOBOSCO, O., DIAS J.L.P.C Selección y aplicación de motores eléctricos. Ed. Marcombo. MALONEY, T Electrónica Industrial, Dispositivos y Sistemas. Ed. Prentice-Hall. MAZDA, F.F Electrónica de Potencia. Ed. Paraninfo. HANS - HEMPEL, P Power Semiconductor Handbook. Semikron. DEWAN, S.B, SLEMEN, G.R., STROUGHEN, A Power Semiconductor Drives. Ed. John Wiley & Sons Docente Responsable Nombre y Apellido Marcelo Alberto Spina Dirección de Departamento Secretaría Académica Página 5 de 5