1.- ANALISIS DE LA ASIGNATURA.-

Transcripción

1 1.- ANALISIS DE LA ASIGNATURA.- Accionamientos y Controles Eléctricos es una asignatura regular anual del quinto nivel de la carrera de Ingeniería Eléctrica, que se incluye en la oferta de asignaturas de la carrera con el objeto de formar al egresado en aptitudes necesarias para su desenvolvimiento en el ámbito de la industria local, regional, nacional así como en el exterior. Su temario, se presenta en los siguientes ejes temáticos: Descripción de los sistemas electromecánicos interconectados como un sistema de control integral.- Modelos Matemáticos para sistemas electromecánicos: formalismo Lagrangiano.- Revisión de los modelos de las máquinas eléctricas desde un punto de vista de control no-lineal en variables de estado.- Repaso de métodos de control como el clásico PID.- Introducción al uso del PLC como una posible forma de implementar controles industriales.- Diseño de controladores avanzados: feedback linearization y control vectorial.- Arranques y frenados suaves. Análisis de algunos arranques suaves comerciales.- Introducción al uso de Matlab/Simulink mediante sus nuevas herramientas como SimpowerSystems.- Análisis de los modelos matemáticos de las técnicas modernas de variación de velocidad de motores AC. PWM senoidal y su compración con los variadores comerciales.- Introducción a los convertidores CC-CC y CC-CA. Estudio de hojas de datos de drivers comerciales y breve introducción al uso de DSP.- Análisis del motor CC sincrónico. Modelo matemático no-lineal y sus control. Arranque de motores sincrónicos.- Introducción al control de motores paso a paso. Drivers comerciales.- Construcciones y/o aplicaciones de máquinas eléctricas. Estudio de las nuevas tendencias en el control de máquinas. Se tratarán brevemente las expectativas de logro de mayor importancia a criterio de la cátedra.

2 2.- Contenidos Conceptuales.- La asignatura cubre un amplio espectro de temas dentro del campo del control de máquinas eléctricas y diseño de cadenas cinemáticas de accionamiento. Se trata de una rama de la ingeniería aplicada pero que requiere una carga conceptual relevante, es por ello que se pretende lograr que el alumno adquiera una sólida formación básica en el análisis y diseño que pueda ser aplicada en diferentes ambientes de trabajo en ingeniería. Está enfocada desde la visión del ingeniero eléctrico, concebido como integrador de sistemas de automatización industrial a la vez que consultor en temas de alto nivel técnico, para lo cual deberá poseer conocimientos adecuados tanto para su comprensión como su mantenimiento. El desarrollo comienza con un repaso de las leyes de física clásica, y modelos de motores eléctricos, ya tratados en asignaturas anteriores, de manera de partir de una base común uniforme, que facilite el tratamiento posterior de temas específicos de la asignatura, integrando verticalmente los conocimientos adquiridos aunque introduciendo un concepto nuevo para los alumnos de gran utilidad en el modelado de sistemas de accionamientos eléctricos: el formulismo Lagrangiano. Posteriormente se conduce al alumno en lo que se denomina modelo en variables de estado, si bien visto en la cátedra Control Automático se pretende guiar al alumno al reconocimiento de los modelos en variables de estado son más adecuados para adquirir un conocimientos y herramientas más profundas. Una vez conseguidos los modelos con los cuales trabajar, se presentan herramientas para sistemas no-lineales como lo es, por ejemplo, el denominado feedback linearization. Se completa la asignatura con la utilización de los modelos de Matlab/Simulinkm en particular en toolbox SimpowerSystems que permite un rápido ensamblado de un modelo de simulación muy realista pero a la vez en un escenario donde las máquinas eléctricas ya se encuentran disponibles en sus diversas formas comerciales.- El dictado de cada tema se realiza exponiendo la teoría de manera interactiva con los alumnos utilizando experimentos probados que corroboran los cálculos teóricos, a fin de incentivar la participación y la creatividad. Se desarrollarán prácticos de laboratorio donde el alumno debe aplicar los conceptos teóricos presentados.-

3 2.1.- Expectativas de logro.- Tener un dominio conceptual completo de los denominados sistemas en variables de estado aplicados al control de máquinas eléctricas. El alumno debe utilizar los diferentes modelos y herramientas a los fines de conducir un análisis y diseño o mantenimiento de sistemas de control ay automatización donde los accionamiento eléctricos sean preponderantes. Ser capaz de modelar de manera concisa, simple y precisa un determinado sistema que pudiera requerir un estudio en profundidad y un posible diseño de compensador o controlador. Poseer conocimientos que le permitan discernir sobre la utilización de los diferentes métodos de control, estudio y diseño de controladores o arranques suaves adecuados a cada proyecto o aplicación de posible inclusión en ambientes industriales o de investigación.- Ser capaz de producir ajustes de controladores industriales basado en el conocimiento afianzado y en modelos mentales de rápida implementación en ambientes industriales. Analizar los posibles errores y fallas en el funcionamiento de cada diseño así como las posibles fallas por perturbaciones externas. Ser capaz de proyectar un diseño completo de un sistemas de accionamiento desde la elección del motor hasta la decisión de utilización de variadores o arranques suaves comerciales o industriales Contenidos Procedimentales Expectativas de logro.- Describir y determinar los bloques básicos que constituyen un sistema de accionamiento que utiliza máquinas eléctricas.- Producir modelos matemáticos y de simulación en Matlab/Simulink (SimPowerSystems).- Diseñar controladores para cada caso específico.-

4 Reconocer limitaciones de sus diseños considerando especificaciones prácticas provenientes de casos de aplicación en ingeniería. Saber utilizar las diferentes técnicas aprendidas para evaluar sus diseños (relevamiento en planta de datos experimentales, simulación y diseño con herramientas de software). Redactar informes técnicos con datos experimentales y contrastes teóricos o simulaciones de Matlab (o programas afines) Contenidos Actitudinales Expectativas de logro.- Confianza en sus posibilidades de plantear y resolver problemas. Seguridad en la toma de decisiones y ajustes en planta.- Participar en grupos de trabajo en forma activa de modo de aportar soluciones expeditivas y concretas. Disciplina, esfuerzo y perseverancia en la búsqueda de soluciones tecnológicas o resolución de problemas.- Revisión crítica, responsable y constructiva de los proyectos tecnológicos en que participa.- Tolerancia y serenidad frente a los resultados positivos o negativos de los proyectos o experiencias que lo involucren.- Respeto por las distintas formas de pensamiento.-

5 5.- Actividades docentes del Profesor a cargo de la asignatura.- Organización y planificación de la asignatura.- Preparación de casos de estudio prácticos para ilustrar las clases.- Confección de ayudas didácticas para proyección multimedial.- Exposición oral interactiva de cada tema.- Análisis y actualización del material bibliográfico teórico.- Actualización del material bibliográfico informativo.- Diseño y coordinación de los trabajos prácticos.- Confección y actualización de las guías de trabajos prácticos Actividades de los Ayudantes de Trabajos Prácticos. Organización de las actividades prácticas.- Desarrollo de los trabajos prácticos.- Participación en el guiado y desarrollo de los prácticos de laboratorio Metodología de trabajo.- Exposición oral de la teoría con ayudas didácticas visuales y experimentos prácticos, para la presentación de conceptos.- Exposición oral de los trabajos prácticos detallando los procedimientos a desarrollar para la aplicación de él / los conceptos a cargo de los ATP.- Desarrollo individual, cuando es posible, del Trabajo Práctico.- Análisis de los resultados como una forma de afianzar los conceptos.-