FICHA DE ASIGNATURAS DE I. AUTOMÁTICA Y ELECTRÓNICA INDUSTRIAL, PARA GUÍA DOCENTE. EPERIENCIA PILOTO DE CRÉDITOS EUROPEOS. UNIVERSIDADES ANDALUZAS DATOS BÁSICOS DE LA ASIGNATURA NOMBRE: COMPLEMENTOS TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA CÓDIGO: 571005 AÑO DE PLAN DE ESTUDIO: 1999 TIPO (troncal/obligatoria/optativa) : Complementos de formación Créditos totales (LRU / Créditos LRU/ECTS Créditos LRU/ECTS ECTS): 4,5 / 3,5 teóricos: 3 / 2 prácticos: 1,5 / 1,5 CURSO: 1º CUATRIMESTRE: 1º CICLO: 2º DATOS BÁSICOS DE LOS PROFESORES NOMBRE: José García-Aznar Escudero CENTRO/DEPARTAMENTO: Escuela Politécnica Superior /Arquitectura de Computadores, Electrónica y Tecnología Electrónica ÁREA: Electrónica Nº DESPACHO: E-22 E-MAIL : el1gaesj@uco.es TF: 957 21 8374 DATOS ESPECÍFICOS DE LA ASIGNATURA 1. DESCRIPTOR Dispositivos de Potencia. Configuraciones básicas. Aplicaciones. Página 1 de 13
2. SITUACIÓN En este documento se recoge la información correspondiente a la asignatura COMPLEMENTOS TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA, de carácter complementos de formación y que pertenece a la titulación de 2º Ciclo de INGENIERO EN AUTOMÁTICA EN ELECRÓNICA INDUSTRIAL. 2.1. PRERREQUISITOS: No existe ningún tipo de requisito en los actuales Planes de Estudio para la docencia de esta asignatura. 2.2. CONTETO DENTRO DE LA TITULACIÓN: Esta asignatura constituye una materia de complementos de formación obligatoria para los alumnos que acceden a la Titulación de 2º Ciclo de Ingeniero A.E.I., procedentes de diversas especialidades de la Ingeniería Técnica Industrial: I.T en Electricidad, en Mecánica, en Informática de Sistemas etc. Si bien el título de la asignatura sugiere un contenido de la misma, basado en la tecnología y fabricación de componentes electrónicos, algo que no aparece posteriormente en las asignaturas troncales y obligatorias de este 2º Ciclo; y al no existir una materia de complementos de formación específica sobre la electrónica de potencia, se ha optado por impartir un temario que aporte a los alumnos procedentes de las especialidades antes citadas, unos conocimientos básicos en esta materia, de los cuales adolecen, de modo que se les proporcione una base mínima necesaria, para poder abordar las diversas asignaturas troncales y obligatorias de electrónica industrial, que se imparten en esta titulación. Así pues en esta asignatura se forma al alumno en los conocimientos básicos, dentro el ámbito de la Electrónica de Potencia, de los principales dispositivos, configuraciones de los convertidores y aplicaciones, en su concepción, funcionamiento y análisis. 2.3. RECOMENDACIONES: Para cursar y asimilar esta asignatura, dada la diversidad de las Especialidades de los alumnos que pueden matricularse, se recomienda que el alumnado tenga asimilados conocimientos relacionados con materias donde se aborden los Fundamentos Matemáticos de la Ingeniería, Fundamentos Físicos de la Ingeniería, así como tener aprobadas las asignaturas de Electricidad y/o Electrónica correspondientes a cada Especialidad. Página 2 de 13
3. COMPETENCIAS 3.1 GENÉRICAS O TRANSVERSALES - Capacidad de análisis y síntesis - Resolución de problemas - Toma de decisiones - Trabajo en equipo - Razonamiento crítico - Aprendizaje autónomo - Capacidad de aplicar los conocimientos en la práctica 3.2 ESPECÍFICAS: Cognitivas (Saber): Funcionamiento elemental de los dispositivos semiconductores de potencia Configuraciones típicas de los Convertidores de Potencia. Aplicaciones. Procedimentales/Instrumentales (Saber hacer): - Planteamiento y resolución de problemas - Valoración de aplicaciones electrónicas de potencia a través del análisis y diseño - Interpretación de documentación técnica - Empleo de técnicas de simulación electrónica - Realización de montajes, mediciones y cálculos relacionados con la Electrónica de Potencia Actitudinales (Ser): - Capacidad para la comunicación - Adoptar un planteamiento estructurado y ordenado para analizar y resolver problemas - Capacidad para la organización Página 3 de 13
4. OBJETIVOS La Electrónica de Potencia se define como la aplicación de la electrónica a la conversión de energía eléctrica, es decir, a la modificación de la forma en la que se presenta dicha energía eléctrica, utilizando para ello dispositivos electrónicos de potencia. Los objetivos básicos de esta asignatura serán dotar a los alumnos de los conocimientos básicos en: Dispositivos semiconductores más empleados en Electrónica de Potencia. Resumen del funcionamiento elemental. Análisis de los principales tipos de topologías de convertidores de potencia, principios de funcionamiento y campos de aplicación. Página 4 de 13
5. METODOLOGÍA NÚMERO DE HORAS DE TRABAJO DEL ALUMNO: Nº de Horas: 92 Clases Teóricas*: 21 Clases Prácticas*: 11 Exposiciones y Seminarios*: 2 Tutorías Especializadas (presenciales o virtuales): A) Colectivas*: 2 B) Individuales: Realización de Actividades Académicas Dirigidas: A) Con presencia del profesor*: 9 B) Sin presencia del profesor: Otro Trabajo Personal Autónomo: A) Horas de estudio: 38 B) Preparación de Trabajo Personal:6 Realización de Exámenes: A) Examen escrito*: 3 B) Exámenes orales (control del Trabajo Personal): (*) Sesiones en Aula / Laboratorio Podrían producirse, cambios o alteraciones en función de incidencias en el calendario, así como en la dinámica del desarrollo de la didáctica. Página 5 de 13
6. TÉCNICAS DOCENTES Sesiones académicas teóricas Sesiones académicas prácticas Resolución de problemas Exposición y debate de trabajos Visitas y excursiones Seminarios Tutorías colectivas DESARROLLO Y JUSTIFICACIÓN: Sesiones académicas teóricas. En estas sesiones el profesor desarrolla y expone los contenidos teóricos fundamentales de cada tema, repartiéndolos del modo mas equilibrado posible a lo largo de las semanas del primer cuatrimestre Sesiones académicas prácticas. Se realizarán montajes de laboratorio y/o simulaciones de los diversos circuitos más representativos analizados en teoría, de modo que el alumno pueda comprobar experimentalmente el funcionamiento de los mismos. Para ello se proporcionará al alumno unos guiones de las diversas sesiones de prácticas a realizar, de modo que a partir de ellos pueda elaborar un trabajo en el que se registren los datos obtenidos experimentalmente en el laboratorio y/o simulación, para contrastarlos con los del análisis teórico, finalizando con la discusión, comentarios y conclusiones obtenidas de la práctica realizada. La sesiones prácticas de laboratorio constituyen un refuerzo muy importante y facilitan al alumno la asimilación de los contenidos teóricos anteriormente expuestos. Actividades académicas dirigidas. En éstas se desarrollan fundamentalmente problemas de análisis y diseño propuestos para ser resueltos por los alumnos. Estos ejercicios tienen como objetivo consolidar los conocimientos adquiridos, y el alumno a través de los mismos podrá conocer su grado de asimilación y dominio de la materia. Algunos de estos ejercicios son posteriormente resueltos en el aula, de forma que los alumnos puedan aportar sus soluciones y evaluar los resultados. De modo general estos ejercicios serán propuestos y resueltos al final de cada tema, para que como antes se ha comentado, ayuden al alumno a clarificar y afianzar los contenidos teóricos de los mismos. Entornos virtuales de aprendizaje (correo electrónico, página web, plataforma de teleformación web,...). Los alumnos podrían tener a su disposición la plataforma Moodle, etc. donde consultarían información y diverso material, sobre la asignatura en cuestión. Tutorías colectivas, dirigidas al grupo de alumnos mediante las cuales se puedan exponer diversas cuestiones de la materia y responder a aquellos aspectos que no hayan quedado suficientemente claros. Tutorías individuales: sesiones individuales en las que el profesor, a requerimiento de un alumno concreto, atenderá sus dificultades personales en cualquier aspecto relacionado con la asignatura y le orientará en la metodología de estudio. Seminarios: sesiones para el todo el grupo de alumnos en las que el profesor explicará sobre aspectos diversos relacionados con la materia. Página 6 de 13
Visitas técnicas con objeto de mostrar al alumnado el tejido industrial donde va a desarrollar su actividad profesional, así como las aplicaciones prácticas reales en diversos campos de la industria. Se reservan algunas sesiones para exposición y debate de actividades tanto presenciales como no presenciales. Podrían producirse modificaciones en la relación de técnicas docentes expuestas, en función de un mejor desarrollo del programa así como a la adecuación de la dinámica del alumnado. 7. BLOQUES TEMÁTICOS (dividir el temario en grandes bloques temáticos; no hay número mínimo ni máximo, con indicación de las competencias a adquirir por unidades temáticas) Bloque 1: Introducción y Fundamentos Introducción a la electrónica de Potencia. Visión general. Aplicaciones. Bloque 2: Elementos y dispositivos Semiconductores de Potencia. Características. Resumen de los diversos dispositivos y funcionamiento elemental. Bloque 3: Convertidores electrónicos de Potencia. Aplicaciones. Convertidores ca/cc; ca/ca; cc/cc y cc/ca De forma general, cada bloque desarrolla las competencias genéricas o transversales y específicas en mayor o menor medida. Página 7 de 13
8. BIBLIOGRAFÍA 8.1. GENERAL HART, D. W., Electrónica de Potencia, Prentice Hall International, 2001. RASHID, M. H., Electrónica de Potencia: Circuitos, dispositivos y aplicaciones, 3ª edición, Prentice-Hall Hispanoamericana, 2003. MOHAN, N., UNDELAND, T. M. y ROBBINS, W. P., Power Electronics: Converters, Applications and Design, 3ª edición, John Wiley & Sons, 2003. GUALDA, J. A., MARTÍNEZ, S. y MARTÍNEZ, P. M., Electrónica industrial: técnicas de potencia, 2ª edición, Marcombo Boixareu Editores, 1992. BÜHLER H. Electrónica Industrial: electrónica de potencia. Editorial Gustavo Gili, 1990. 8.2 ESPECÍFICA Catálogos, hojas de características, información en Internet etc. 9. TÉCNICAS DE EVALUACIÓN En función del planteamiento de los créditos ECTS se divide la evaluación del alumno de la siguiente forma: Examen teórico/práctico: se realizarán exámenes de teoría/problemas (también podría hacerse de prácticas de laboratorio), en los que los alumnos tendrán que demostrar que han adquirido las competencias trabajadas durante el curso. Trabajos y exposiciones (AAD): se valorará la participación activa de los alumnos en este tipo de actividades planteadas. Se podrá valorar la asistencia a las sesiones presenciales. Criterios de evaluación y calificación (referidos a las competencias trabajadas durante el curso): La evaluación y calificación de las competencias trabajadas durante el curso se realizará a partir de las técnicas de evaluación según los siguientes coeficientes: Examen teoría/problemas y laboratorio: 70% / 20% Trabajos y/o exposiciones realizadas: (10%) La calificación mínima en los exámenes será del 50%, para poder aplicar los coeficientes. Los alumnos ERASMUS, seguirán el mismo régimen y serán evaluados con los mismos criterios que los restantes alumnos matriculados Los coeficientes que se aplican, podrían modificarse, previo consejo a los alumnos y siempre que no vaya en perjuicio de los mismos. Página 8 de 13
10. ORGANIZACIÓN DOCENTE SEMANAL. SEMANA Nº horas sesiones teóricas Nº horas sesiones prácticas Nº horas exposiciones y seminarios A.A.D. sin presencia del profesor Nº de Tutorias especializadas A.A.D. con presencia del profesor Exámenes Temas del temario a tratar Primer cuatrimestre 21 1 1 7 1ª semana 23-sep 1 Pres. T1 2ª 27-sep 2 T1, T2 3ª 04-oct 2 T2 4ª 11-oct 2 T3 5ª 18-oct 1 1 T3P 6ª 25-oct 1 1 T3P 7ª 01-nov 1 1 T3P,T4 8ª 08-nov 2 T4 9ª 15-nov 1 1 T5. T5P 10ª 22-nov 1 1 T5P 11ª 29-nov 2 T6 12ª 06-dic 1 1 T6P 13ª 13-dic 2 T7 14ª 20-dic 1 1 T7,T7P 15ª 10-ene 1 1 T7,T7P 16ª 17-ene 1 T8 Periodo De exámenes 3 Página 9 de 13
SEMANA Nº horas sesiones teóricas Nº horas sesiones prácticas Nº horas exposiciones y seminarios A.A.D. sin presencia del profesor Nº de Tutorias especializadas A.A.D. con presencia del profesor Exámenes Temas del temario a tratar Primer cuatrimestre 11 1 1ª semana 23-sep 2ª 27-sep 3ª 04-oct 1 Int. P 4ª 11-oct 1 P1 5ª 18-oct 1 P1 6ª 25-oct 2 P2 7ª 01-nov 2 P2 8ª 08-nov 1 1 P3 9ª 15-nov 2 P. Sim. 10ª 22-nov 2 P4,P5 11ª 29-nov 1 P5 12ª 06-dic 1 P6 13ª 13-dic 14ª 20-dic 15ª 10-ene 16ª 17-ene Periodo De exámenes Esta distribución temporal es aproximada y podrían producirse, cambios o alteraciones de la misma, en función de incidencias en el calendario, así como de la dinámica del alumnado en el desarrollo de la docencia. Página 10 de 13
11. TEMARIO DESARROLLADO TEORIA Bloque 1: Introducción y fundamentos. Tema 1. Introducción la Electrónica de Potencia. Introducción. Definiciones. Ambito y aplicaciones de la Electrónica de Potencia. Bloque 2. Elementos y dispositivos semiconductores de potencia Tema 2. Dispositivos semiconductores de potencia. Elementos y dispositivos. Características. Clasificación. Resumen funcionamiento de los principales dispositivos semiconductores. Bloque 3. Convertidores electrónicos de potencia. Aplicaciones. Tema 3. El convertidor electrónico de potencia. Estructura de un convertidor electrónico de potencia. Clasificación de los convertidores. Estudio de los circuitos básicos de la Electrónica de potencia: - - Alimentación continua. - - Alimentación alterna. Tema 4. Convertidores ca/cc. Definiciones. Diferentes tipos de montajes. Montajes simples y en puente monofásicos y trifásicos. Tema 5. Estudio de las magnitudes y comportamiento real de un convertidor ca/cc. Tensiones, corrientes, potencias. Funcionamiento real: característica de carga. Tema 6. Convertidores cc/cc. Introducción y aplicaciones. Convertidor reductor. Convertidor elevador. Clasificación de los convertidores cc/cc. Tema 7. Convertidores cc/ca. montajes fundamentales. Introducción, aplicaciones. Inversores semipuente y en puente. M.A.I. diversas técnicas. Aplicaciones. Inversores trifásicos. Tema 8. Convertidores ca/ca. Reguladores ca/ca. Regulador monofásico. Página 11 de 13
PRACTICAS DE LABORATORIO Practica 1.- Dispositivos de potencia.. Obtención de la característica estática de algunos dispositivos. Circuitos de mando de semiconductores. Practica 2.- Rectificadores de media onda no controlados y controlados. Montajes sin y con diodo de libre circulación. Funcionamiento con diversos tipos de carga. Practica 3.- Montajes rectificadores simples y en puente. Montajes sin y con diodo de libre circulación. Funcionamiento con diversos tipos de carga. Practica 4.- Variador de alterna monofásico. Análisis de su funcionamiento con distintos tipos de de carga. Practica 5.- Convertidores cc/cc. Convertidor reductor. Técnicas de control. Características. Convertidor elevador. Practica 6.- Convertidores cc/ca. Inversores diversos tipos. Técnicas de control M. A. I. En las prácticas de laboratorio y simulación, se trabajan las técnicas de análisis y diseño de los diversos circuitos y montajes con los que se experimenta. 12. MECANISMOS DE CONTROL Y SEGUIMIENTO: Realización de un esquema temporal de la asignatura. Control del grado de cumplimiento de las actividades programadas. Toma de decisiones en función de los resultados obtenidos. Página 12 de 13
ANEO CRÉDITO ECTS COMPONENTE LRU (nº cred. LRUx10) RESTO (hasta completar el total de horas de trabajo del estudiante) 70% 30% Clases Teóricas Clases Prácticas, incluyendo prácticas de campo prácticas de laboratorio prácticas asistenciales Todas ellas en la proporción establecida en el Plan de Estudios Seminarios Exposiciones de trabajos por los estudiantes Excursiones y visitas Tutorías colectivas Elaboración de trabajos prácticos con presencia del profesor Realización de Actividades Académicas Dirigidas sin presencia del profesor Otro Trabajo Personal Autónomo (entendido, en general, como horas de estudio, Trabajo Personal...) Tutorías individuales Realización de exámenes Página 13 de 13