Convertidores

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 GRADO EN INGENIERÍA EN TECNOLOGÍAS INDUSTRIALES (Plan 2010). (Unidad docente Obligatoria) 4,5 Idiomas docencia: Catalán, Castellano, Inglés Profesorado Responsable: Lamich Arocas, Manuel Otros: Arias Pujol, Antoni José Luis Romeral Martínez Capacidades previas Conocimientos de las bases de Teoría de Circuitos. Conocimientos de dispositivos electrónicos. (Diodos, Transistores, MOS-FET). Conocimientos de análisis de Fourier de la asignatura de Cálculo. Competencias de la titulación a las cuales contribuye la asignatura Específicas: 1. Conocimiento aplicado de electrónica de potencia. Metodologías docentes Actividades Presenciales: - Clases magistrales con exposición de contenidos teóricos y realización de ejercicios prácticos. - Sesiones de Laboratorio. Durante las sesiones de laboratorio se desarrollarán, a nivel de simulación, diferentes aplicaciones con convertidores. Objetivos de aprendizaje de la asignatura Mostrar a los estudiantes la estructura y las aplicaciones de los diferentes tipos de convertidores de potencia y capacitarlos para dimensionar los componentes que los integran. Estudio de los convertidores utilizados en accionamientos de máquinas eléctricas, en acoplamiento de fuentes renovables a la red eléctrica, en fuentes ininterrumpidas (SAI) y fuentes de alimentación en general. Dar las bases para llevar a cabo el control de dichos convertidores (ligando con las asignaturas de Automática). Estudio de las transferencias de potencia entre sistemas eléctricos y en sistemas electromecánicos mediante convertidores. Estudio del rendimiento de los sistemas anteriores. Estudio de las perturbaciones que generan los convertidores a nivel de red eléctrica y de campos electromagnéticos cercanos. 1 / 9

2 Horas totales de dedicación del estudiantado Dedicación total: 112h 30m Horas grupo grande: 31h 27.56% Horas grupo pequeño: 14h 12.44% Horas aprendizaje autónomo: 67h 30m 60.00% 2 / 9

3 Contenidos Dispositivos de potencia Dedicación: 15h Grupo grande/teoría: 2h Grupo pequeño/laboratorio: 3h Aprendizaje autónomo: 10h Diodos en conmutación Tiristores Transistores MOS-FET, IGBT y MCT Estudio de características de los diferentes conmutadores Cálculo de pérdidas de conducción y de conmutación Componentes pasivos de potencia Actividad 1. Conocer el comportamiento y características de los principales dispositivos de potencia. Herramientas de simulación Dedicación: 7h Grupo pequeño/laboratorio: 2h Aprendizaje autónomo: 5h Simulador de circuitos ORCAD PSPICE Simulador de circuitos y sistemas Matlab-Simulink Toolbox "Sim Power Systems" Actividad 2 Disponer de herramientas de simulación para evaluar el comportamiento de los dispositivos y sistemas de potencia. 3 / 9

4 Módulo 3: Rectificadores no controlados Dedicación: 20h Grupo grande/teoría: 6h Grupo pequeño/laboratorio: 2h Aprendizaje autónomo: 12h Transformadores para generar sistemas polifásicos Estructura y cálculos de tensiones y corrientes Cálculo de pérdidas y enfriamiento Efectos sobre la red: Factor de potencia y armónicos Actividad 1 y 2. Conocer la versión CA-CC Aprender a hacer cálculos y dimensionar restificadores no controlados. Módulo 4: Rectificadores controlados Dedicación: 20h Grupo grande/teoría: 6h Grupo pequeño/laboratorio: 2h Aprendizaje autónomo: 12h Estructura y cálculos de tensiones y corrientes Cálculo de pérdidas y enfriamiento Efectos sobre la red: Factor de potencia y armónicos Métodos de control Diagramas de potencia en 2 y 4 cuadrantes Actividad 1 y 2. Conocer la conversión CA-CC con regulación de salida CC Aprender a hacer cálculos y dimensionar rectificadores controlados. 4 / 9

5 Módulo 5: Convertidores CC-CC Dedicación: 20h Grupo grande/teoría: 6h Grupo pequeño/laboratorio: 2h Aprendizaje autónomo: 12h Tipos y cálculos de tensiones y corrientes Métodos de control. modelos promitjats Convertidores CC-CC de 2 y 4 cuadrantes Actividad 1 y 2. Conocer la conversión CC-CC Aprender a hacer cálculos y dimensionar convertidores CC-CC Módulo 6: Onduladores Dedicación: 26h Grupo grande/teoría: 9h Grupo pequeño/laboratorio: 3h Aprendizaje autónomo: 14h Tipos y cálculos de tensiones y corrientes Métodos de control: Control vectorial Convertidores ressonantes Actividad 1 y 2. Conocer la conversión CC-CA Aprender a hacer cálculos y dimensionar onduladores 5 / 9

6 Módulo 8: Interruptores estáticos y reguladores por control de fase Dedicación: 4h 30m Grupo grande/teoría: 2h Aprendizaje autónomo: 2h 30m Tipos. Cálculos de tensiones y corrientes Métodos de control Actividad 1. Conocer la estructura y las técnicas de control de convertidores CA-Ca por control de fase. Aprender a hacer cálculos y dimensionar convertidores CA-CA por control de fase. 6 / 9

7 Planificación de actividades ACTIVIDAD 1: CLASES TEÓRICAS Y EJERCICIOS Dedicación: 73h 30m Grupo grande/teoría: 28h Aprendizaje autónomo: 45h 30m Enseñanza de conceptos teóricos y realización de ejercicios numéricos sobre los diferentes temas. Propuesta de algún pequeño diseño o ejercicio numérico. Aula con medios audiovisuales (ordenador y proyector). Se propondrán ejercicios de diseño o cálculo numérico para tutelar que el estudiante está dedicando el tiempo necesario de aprendizaje autónomo. Transmitir los conocimientos teóricos necesarios y relacionarlos con ejercicios prácticos de cálculo o de diseño de convertidores. ACTIVIDAD 2: PRÁCTICAS DE LABORATORIO Dedicación: 20h Grupo pequeño/laboratorio: 10h Aprendizaje autónomo: 10h Realización de prácticas con maquetas o simuladas por computador. El número de prácticas previsto es de 2 Laboratorio equipado con 20 puestos de trabajo. Cada puesto de trabajo está equipado con un ordenador, osciloscopio, tester y algunas maquetas para experimentar. El ordenador tiene software para simulación basado en Matlab-Simulink y en PSpice o programas similares que permitan simulación de circuitos electrónicos. Cada estudiante deberá entregar un informe de cada una de las prácticas realizadas. Practicar los conceptos teóricos y poder simular y experimentar con el comportamiento de diferentes convertidores al cambiar condiciones de carga o modificar determinadas partes del diseño. ACTIVIDAD 3: PEQUEÑOS PROYECTOS DE DISEÑO Dedicación: 16h Grupo pequeño/laboratorio: 4h Aprendizaje autónomo: 12h Se presentaran diferentes propuestas de diseño de convertidores o variantes de convertidores estudiados en clase. Laboratorio con ordenador y programas de simulación. Se propondrán diferentes diseños para que los estudiantes los desarrollen en equipos de 2 ó 3 personas. 7 / 9

8 Que el estudiante se enfrente a un problema de diseño real, debiendo inventar o buscar datos y eligiendo entre diferentes. ACTIVIDAD 5: EXAMEN FINAL Dedicación: 1h Grupo grande/teoría: 1h Evaluación final de los contenidos teóricos. Enunicado de la prueba. Examen final. Evauación final de los contenidos teóricos. ACTIVIDAD 4: EXAMEN PARCIAL Dedicación: 2h Grupo grande/teoría: 2h Evaluación de contenidos teóricos. Enunciado de la prueba Examen Evauación de contenidos teóricos hasta el módulo 4 (aprox.) Sistema de calificación - Examen parcial 25% - Examen Final 40% - Prácticas de simulación de convertidores: 35% 8 / 9

9 Bibliografía Básica: Ballester, E.; Piqué, R. Electrónica de potencia: principios fundamentales y estructuras básicas. Barcelona: Marcombo, ISBN Complementaria: Rashid, M. H. Electrónica de potencia: circuitos, dispositivos y aplicaciones. 4ª ed.. México: Prentice Hall Hispanoamericana, ISBN Otros recursos: Material audiovisual Apunts Material informático Software Matlab-Simulink amb Toolbox "Sim Power Systems" Software ORCAD=PSpice 9 / 9