ASIGNATURA: ELECTRÓNICA DE POTENCIA Código: 126212005 Titulación: ING. TÉCNICO INDUSTRIAL ELECTRÓNICA INDUSTRIAL Curso: 2º Profesor(es) responsable(s): - JOAQUÍN ROCA DORDA - JACINTO JIMÉNEZ MARTÍNEZ Departamento: TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA Tipo (T/Ob/Op): T Créditos (T+P): 3+3 Descriptores de la asignatura según el Plan de Estudios: Componentes Electrónicos de Potencia, Configuraciones Básicas y Aplicaciones Objetivos de la asignatura: Establecer un primer contacto con las Técnicas de Potencia. Propiciar el cambio de mentalidad, desde los supuestos de la de Señal a la de Potencia. Desarrollar el conocimiento de los Componentes de Potencia y su utilización. Inicio del estudio de los convertidores de potencia y su utilización. Convertidores CA / CC; Rectificación. Materias relacionadas con esta asignatura: - Tecnología (1º ITI, EI) - Analógica (2º ITI EI) - C.I Analógicos Lineales. (2º ITI EI) - Diseño y Simulación Electrónicos (2º ITI EI) Programa de la asignatura A. Programa de Teoría: Tema 1: Introducción a la electrónica de potencia. 2. Clasificación dentro de la electrónica analógica. 3. Polos activos. 4. Necesidad de conversión de la potencia eléctrica. 5. Desarrollo histórico. 5.1. Diodo rectificador de cátodo incandescente. 5.2. Rectificador de mercurio. 5.3. Ignitrón. 5.4. Tiratrón. 5.5. Grupos motor-generador para control de motores. 6. Concepto de convertidor. 7. Técnicas básicas de la electrónica de potencia.. 8. Convertidor.
8.1. Convertidores rotativos. 8.2. Convertidores estáticos. 8.3. Rectificadores. 8.4. Inversores. 8.5. Variadores de frecuencia. 8.6. Transformadores. 8.7. Troceadores. 8.8. Reguladores de alterna. 8.9. Reguladores de continua. 8.10. Interruptores estáticos. Tema 2: Métodos y análisis de la electrónica de potencia. 1. Objetivos del tema: 2. Caracterización en el dominio del tiempo 3. Caracterización en el dominio de la frecuencia: 4. Equivalencia de fuentes por series de Fourier 5. Espectro de líneas. 6. Expresión de Fourier de los valores eficaces. 7. Medida de la distorsión. 8. Expresión por Fourier de las potencias. 9. Ejemplos de desarrollo por Fourier en electrónica de potencia. Tema 3: Problemática asociada a la conversión de potencia. 2. Función temporal de excitación. 3. Selección de la función temporal adecuada. 4. Técnicas de eliminación de armónicos. 4.1. Eliminación mediante el control de la secuencia de conmutación. 4.2. Eliminación por cancelación. 4.3. Eliminación por filtrado. 5. Tipos de ondas utilizadas en electrónica de potencia. Tema 4: Asociación de componentes. 2.1. Asociación de diodos en serie. Ecualización estática y dinámica 2.2. Asociación de diodos en paralelo. 2.3. Asociación de tiristores. 2.4. Asociación de transistores. Tema 5: El diodo de potencia 2.1. estructura interna de un diodo de potencia. 2.2. Características estáticas. 2.3. Características dinámicas. 2.4. Pérdidas en conducción. 2.5. El diodo Schottky. Tema 6: El tiristor.
2.1. Estructura interna de un tiristor. 2.2. Característica i-v. 2.3. Ejemplos de comportamiento del tiristor. 2.4. El tiristor en estado de bloqueo ("off"). 2.5. El tiristor en estado de conducción ("on"). 2.6. El tiristor en conmutación. 2.7. Características de puerta y circuitos de disparo. 2.8. Circuitos de Bloqueo FII y FIT. 2.9. El triac. Tema 7: El transistor bipolar de potencia. 2.1. Estructura interna de los transistores bipolares (BJT). 2.2. Característica I-V. 2.3. Ganancia de corriente (dc current gain). 2.4. Tensión vce en saturación. 2.5. Áreas de operación segura "SOA" (safe operation area). 2.6. El BJT en conmutación. 2.7. Area de operación segura Tema 8: El Mosfet de potencia. 2.1. Estructura básica. 2.2. Funcionamiento. 2.3. Característica tensión-corriente. 2.4. El Mosfet en conmutación. 2.5. Área de operación segura. 2.6. Pérdidas por disipación. Tema 9: El IGBT; transistor de base aislada.. 2.1. Estructura interna. 2.2. Funcionamiento y modelo equivalente. 2.3. Características en conmutación. Tema 10: Rectificadores no controlados con secundario en estrella. 2.1. El transformador de entrada. 2.2. Clasificación de los rectificadores. 2.3. Generalidades sobre los montajes de media onda. 2.4. Rectificador de media onda monofásico. 2.5. Rectificador de media onda n-fásico. 2.5.1. Tensión media a la salida. 2.5.2. Rizado.
2.5.3. Tensión inversa que deben soportar los diodos. 2.5.4. Intensidades. 2.5.5. Factor de potencia. 2.5.5. Perdidas por conmutación. 2.6. Montajes de onda completa con secundario en "estrella". 2.6.1. Tensión media a la salida. 2.6.2. Rizado. 2.6.3. Tensión soportada por los diodos. 2.6.4. Intensidades. 2.6.5. Factor de potencia. 2.6.6. Caídas de tensión. 2.6.7. Perdidas por conmutación Tema 11: Rectificadores no controlados con secundario en polígono. 2.1. Rectificador no controlado con secundario en polígono y número de fases par. 2.2. Rectificador no controlado con secundario estrella número de fases impar Tema 12: Rectificadores controlados. 2.1. Rectificadores controlados de media onda (rcmo). 2.2. Rectificadores controlados de onda completa. 2.3. Rectificador semicontrolado. 2.4. Rectificador controlado de onda completa con secundario en polígono. B. Programa de Prácticas (resumido): Denominación de la práctica Duración (h) Tipo de práctica (Aula, laboratorio, informática) Ubicación física (sede Dpto., aula informática,...) 1: Análisis armónico y filtrado. 2 horas Lab - Informática Lab - Informática 2: Respuesta temporal de diferentes 2 horas Lab informática Lab informática tipos de diodos. 3: Estudio comparativo entre el BJT y 4 horas Lab Lab Informática el MOSFET. Informática 4: Disparo de tiristores. 4 horas Lab informática Lab informática 5: Extinción de tiristores FII. 4 horas Lab Informática Lab Informática 6: Selección de componentes. 2 horas Laboratorio Dpto. Tecnología 7: Implementación en Lab. de Practicas 1 y 3 2 horas Laboratorio Dpto. Tecnología 8: Implementación en Lab. de Practicas 4 y 5 4 horas Laboratorio Dpto. Tecnología 9: Rectificación Trifásica 4 horas Laboratorio Dpto. Tecnología 10: Rect. Trifásica Controlada 2 horas Laboratorio Dpto. Tecnología
C. Bibliografía básica: J. A. Gualda y otros, Industrial: Técnicas de Potencia, Ed. Marcombo. J. Herranz Acero, Industrial I y II, E.T.S.I.T, Madrid. J.A Villarejo, J.Roca Jr y J.Roca, de Potencia (I) Aspectos Generales y Conversión CA/CC. Ed Horacio Escarabajal, Cartagena 1999. N. Mohan, T.M. Udeland, W. P. Robbins, Power Electronics, John Wiley & Sons, New York, 1995 F.F. Mazda, de Potencia: Componentes, circuitos y aplicaciones, Ed Paraninfo, Madrid, 1995 D. Evaluación del alumno: Para presentarse a examen será imprescindible la completa asistencia y realización de las prácticas; así como la calificación como APTA (5 puntos sobre 10), de la Memoria de las mismas. Las Memorias calificadas con más de 8,5 puntos (sobre 10) podrán ayudar a aprobar, a quienes alcancen en el examen calificaciones finales mayores de 4,5. Se realizará un único examen escrito, puntuable sobre 10 que pesará un 80% en la nota final (20% restante según la nota de prácticas) En cada convocatoria es obligatoria la realización de las prácticas que difieran de las ya realizadas E. Observaciones: - No se permite el uso, en examen, de calculadoras programables - Incompatibilidades del Plan de Estudios: (en su caso las que se incluyan en la Guía de la ETSII) - Joaquin.roca@ upct.es