PROYECTO DOCENTE Electrónica de Potencia CURSO 2020-21
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Datos básicos de la asignaturaTitulación: Grado en Ingeniería de Tecnologías IndustrialesAño plan de estudio: 2010
Curso implantación: 2019-20Centro responsable: E.T.S. de Ingeniería
Nombre asignatura: Electrónica de PotenciaCódigo asigantura: 2030046Tipología: OPTATIVACurso: 3Periodo impartición: Segundo cuatrimestre
Créditos ECTS: 4,5Horas totales: 112,5Área/s: Tecnología ElectrónicaDepartamento/s: Ingeniería Electrónica
Coordinador de la asignatura
VAZQUEZ PEREZ SERGIO
Profesorado
Profesorado del grupo principal:
GARCIA FRANQUELO LEOPOLDO
LEON GALVAN JOSE IGNACIO
VAZQUEZ PEREZ SERGIO
Objetivos y competencias
OBJETIVOS:
Al terminar con éxito esta asignatura, los estudiantes serán capaces de:
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- Identificar los diferentes sistemas y componentes electrónicos de potencia que forman parte del
acondicionamiento de la energía eléctrica en sistemas industriales.
- Enumerar los diferentes tipos y características principales de los circuitos y topologías de los
convertidores electrónicos de potencia que se aplican al aprovechamiento de fuentes de energía
renovable y la distribución eléctrica.
- Analizar el comportamiento detallado de un convertidor electrónico de potencia desde el punto de
vista eléctrico/electrónico.
- Diseñar un sistema electrónico de potencia con aplicación al acondicionamiento de la energía
eléctrica en sistemas industriales partiendo de unas especificaciones determinadas.
- Comprender y aplicar técnicas de control específicas a convertidores electrónicos de potencia.
COMPETENCIAS BÁSICAS
CB1 Demostrar poseer y comprender conocimientos en un área de estudio que parte de la base de
la educación secundaria general, y se suele encontrar a un nivel que, si bien se apoya en libros de
texto avanzados, incluye también algunos aspectos que implican conocimientos procedentes de la
vanguardia de su campo de estudio.
CB2 Saber aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean las
competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la
resolución de problemas dentro de su área de estudio.
CB3 Tener la capacidad de reunir e interpretar datos relevantes (normalmente dentro de su área de
estudio) para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole social,
científica o ética.
CB4 Poder transmitir información, ideas, problemas y soluciones a un público tanto especializado
como no especializado.
CB5 Haber desarrollado aquellas habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios
posteriores con un alto grado de autonomía.
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COMPETENCIAS GENÉRICAS
G1 Capacidad para la redacción, firma y desarrollo de proyectos en el ámbito de la ingeniería
industrial que tengan por objeto , la construcción, reforma, reparación, conservación, demolición,
fabricación, instalación, montaje o explotación de: estructuras, equipos mecánicos, instalaciones
energéticas, instalaciones eléctricas y electrónicas, instalaciones y plantas industriales y procesos
de fabricación y automatización.
G2 Capacidad para la dirección de las actividades objeto de los proyectos de ingeniería de
estructuras, equipos mecánicos, instalaciones energéticas, instalaciones eléctricas y electrónicas,
instalaciones y plantas industriales y procesos de fabricación y automatización.
G4 Capacidad de resolver problemas con iniciativa, toma de decisiones, creatividad, razonamiento
crítico y de comunicar y transmitir conocimientos, habilidades y destrezas en el campo de la
Ingeniería Industrial.
G5 Conocimientos para la realización de mediciones, cálculos, valoraciones, tasaciones,
peritaciones, estudios, informes, planes de labores y otros trabajos análogos.
G6 Capacidad para el manejo de especificaciones, reglamentos y normas de obligado
cumplimiento.
G7 Capacidad de analizar y valorar el impacto social y medioambiental de las soluciones técnicas.
G10 Capacidad de trabajar en un entorno multilingüe y multidisciplinar.
G13 Fomentar y garantizar el respeto a los Derechos Humanos y a los principios de accesibilidad
universal, igualdad, no discriminación y los valores democráticos y de la cultura de la paz.
G14 Capacidad de trabajar en un entorno bilingüe inglés-castellano
G15 Capacidad para reconocer cuándo se necesita información, dónde localizarla, cómo evaluar su
idoneidad y darle el uso adecuado de acuerdo con el problema que se plantea.
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G16 Capacidad para comunicar y transmitir conocimientos, haciendo un uso adecuado de los
recursos de expresión oral y escrita.
COMPETENCIAS ESPECÍFICAS
T-EL7 Conocimiento aplicado de electrónica de potencia.
T-EA4 Conocimiento aplicado de electrónica de potencia.
T-EA6 Capacidad para diseñar sistemas electrónicos analógicos, digitales y de potencia.
Contenidos o bloques temáticos
INTRODUCCIÓN A LA ELECTRÓNICA DE POTENCIA
DISPOSITIVOS DE POTENCIA
CONVERTIDORES CA/CC
CONVERTIDORES CC/CC
CONVERTIDORES CC/CA
Relación detallada y ordenación temporal de los contenidos
Tema 1. INTRODUCCIÓN AL MODELADO Y ANÁLISIS DE CIRCUITOS DE POTENCIA (2 horas)
1.1 ELECTRONICA DE POTENCIA. GENERALIDADES
1.2 REGLAS PARA EL ANÁLISIS DE CIRCUITOS DE POTENCIA
1.3 DESARROLLO EN SERIE DE FOURIER
1.3.1 Cálculo de armónicos
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1.3.2 Potencia
1.3.3 Cálculo de figuras de méritos
Tema 2. RECTIFICADORES NO CONTROLADOS (3 h)
2.1INTRODUCCIÓN
2.2 DIODO DE POTENCIA
2.2.1 Constitución, funcionamiento y características
2.3RECTIFICADOR MONOFÁSICO
2.3.1Rectificador media onda
2.3.2Puente completo monofásico
2.3.2.1Conmutación instantánea
2.3.2.2Conmutación no instantánea
2.4RECTIFICADORES POLIFÁSICOS
2.4.1Conceptos básicos de las redes trifásicas
2.4.2Rectificador trifásico de mediaonda
2.4.2.1 Conmutación instantánea
2.4.2.2Conmutación no instantánea
2.4.3Puente completo trifásico
2.4.3.1Conmutación instantánea
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2.4.3.2Conmutación no instantánea
Tema 3. RECTIFICADORES CONTROLADOS (4 h)
3.1INTRODUCCIÓN
3.2 TIRISTOR
3.2.1 Constitución, funcionamiento y características
3.3RECTIFICADOR MONOFÁSICO
3.3.1Rectificador media onda
3.3.2Rectificador de media onda con diodo de libre circulación
3.3.3Puente completo monofásico
3.3.3.1Conmutación instantánea
3.3.3.2Conmutación no instantánea
3.4RECTIFICADORES POLIFÁSICOS
3.4.1Rectificador trifásico de mediaonda
3.4.1.1 Conmutación instantánea
3.4.1.2Conmutación no instantánea
3.4.2Puente completo trifásico
3.4.2.1Conmutación instantánea
3.4.2.2Conmutación no instantánea
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3.5RECTIFICADORES SEMICONTROLADOS
Tema 4. CONVERTIDORES DC/DC SIN AISLAMIENTO (6 h)
4.1 INTRODUCCIÓN
4.2 MOSFET DE POTENCIA
4.2.1 Constitución, funcionamiento y características
4.3 CONVERTIDOR REDUCTOR
4.3.1 Modo de Conducción Continua
4.3.2 Modo de Conducción Discontinua
4.3.3 Rizado de la tensión de salida
4.3.4 Pérdidas en el Condensador
4.4 CONVERTIDOR ELEVADOR
4.4.1 Modo de Conducción Continua
4.4.2 Modo de Conducción Discontinua
4.4.3 Rizado de la tensión de salida
4.4.4 Efecto de componentes no ideales
4.5 CONVERTIDOR REDUCTOR-ELEVADOR
4.5.1 Modo de Conducción Continua
4.5.2 Modo de Conducción Discontinua
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4.5.3 Rizado de la tensión de salida
4.5.4 Efecto de componentes no ideales
4.6 CONVERTIDOR DE CÚK
Tema 5. CONVERTIDORES DC/DC CON AISLAMIENTO(5 h)
5.1 INTRODUCCIÓN
5.2 CONVERTIDOR FLYBACK
5.3 CONVERTIDOR FORWARD
5.4 CONVERTIDOR PUENTE CON TRAFO DE ALTA FRECUENCIA
5.4.1 Conceptos básicos de funcionamiento
Tema 6. CONVERTIDORES DC/AC. CONCEPTOS BÁSICOS(5 h)
6.1 INTRODUCCIÓN
6.1.1 Armónicos
6.1.2 Conexión de un Convertidor DC/AC
6.1.3 Clasificación
6.2. TRANSISTOR BIPOLAR DE PUERTA AISLADA (IGBT)
6.3. TIRISTORES DE APAGADO POR PUERTA (GTO, IGCT)
6.4 INVERSOR MEDIO PUENTE. RAMA ELEMENTAL
6.5 INVERSOR PUSH-PULL
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6.6 INVERSOR MONOFÁSICO EN PUENTE COMPLETO
6.6.1 Conceptos básicos de funcionamiento
6.7 INVERSOR TRIFÁSICO
6.7.1 Tensión en el Neutro
6.7.2 Armónicos
6.7.3 Espacio de Estados
6.8 OTROS INVERSORES
Tema 7. CONVERTIDORES DC/AC. ESTRATEGIAS DE MODULACIÓN(5 h)
7.1 INTRODUCCIÓN
7.2 ESTUDIO DE UNA RAMA DE UN PUENTE INVERSOR
7.2.1 Modulación Senoidal PWM
7.2.2 Sobremodulación
7.2.3 Generación de Señales PWM con Microprocesadores
7.4 INVERSOR PUENTE COMPLETO.
7.4.1 Modulación Bipolar
7.4.2 Modulación Unipolar
7.4.3 Comparación entre Modulación Bipolar y Unipolar
7.5 PUENTE TRIFÁSICO
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7.5.1 Generación de Señales PWM Trifásicas
7.5.2 PWM Modificado
7.5.2.1 Extensión del Índice de Modulación
7.5.3 Modulación Space Vector
7.5.4 Cancelación de Armónicos
7.5.4 Control por histéresis
Relación de Prácticas
Práctica 1. Análisis mediante Simulación de Rectificadores controlados y no controlados (2horas)
Práctica 2. Análisis mediante Simulación de Convertidores DC/DC sin aislamiento (2horas)
Práctica 3: Análisis mediante Simulación de Convertidores DC/DC bidireccionales y sin aislamiento
(2horas)
Práctica 4. Análisis mediante Simulación de Convertidores DC/DC con aislamiento (2horas)
Práctica 5. Integración de Convertidores en un Sistema de Potencia 1 (3horas)
Práctica 6: Integración de Convertidores en un Sistema de Potencia 2 (2horas)
Práctica 7: Convertidores DC/AC Trifásicos (2horas)
Actividades formativas y horas lectivas
Actividad Créditos Horas
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B Clases Teórico/ Prácticas 3 30
G Prácticas de Informática 1,5 15
Metodología de enseñanza-aprendizaje
METODOLOGÍA DE APRENDIZAJE
Clases teóricas
- Clases magistrales de temas teóricos e introducción a temas prácticos. Fomentar la participación
de los alumnos.
- Búsqueda y adquisición autónoma de conocimientos e información en fuentes no estructuradas y
alternativas.
Prácticas
Sesiones académicas prácticas: los alumnos desarrollan una serie de prácticas basándose en
conocimientos teóricos previos y en información adicional entregada previa a la práctica.
Actividades académicas dirigidas con presencia del profesor
- Clases magistrales de problemas. Se fomenta la participación del alumno.
- Búsqueda y adquisición autónoma de conocimientos e información en fuentes no estructuradas y
alternativas.
Actividades académicas dirigidas sin presencia del profesor
- Realización de un trabajo/proyecto sobre materias de la asignatura
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Sistemas y criterios de evaluación y calificación
Evaluación de la teoría mediante el desarrollo de una prueba escrita
Evaluación de la capacidad para resolver problemas mediante el desarrollo de ejercicios numéricos
Evaluación de la capacidad del alumno mediante el desarrollo de prácticas de laboratorios y/o
informáticas
Evaluación de la capacidad del alumno mediante el desarrollo de un trabajo sobre los contenidos de
la asignatura
Criterios de calificación del grupo
El contenido teórico y el contenido práctico se evalúan por separado.
El contenido teórico y la resolución de problemas, realizados durante las sesiones teóricas y
prácticas, se evalúan mediante un examen final de la asignatura al final del cuatrimestre en
calendario predefinido.
El exámen final de la asignatura constará de dos partes, una parte teórica y otra de resolución de
problemas. Cada una de ellas se evaluará sobre 10 puntos y tendrán un reparto del 50% cada una
de ellas sobre la nota del examen. Para superar el examen la nota media de ambas partes deberá
ser al menos de 5 puntos sobre 10. Además, será obligatorio obtener un mínimo de 2 puntos sobre
10 en cada una de las dos partes del examen.
La calificación de las prácticas se evaluará mediante el trabajo realizado por el alumno en cada
práctica. La nota final de prácticas será la nota media de todas ellas. La calificación de prácticas se
conserva para todas las convocatorias del curso actual.
La calificación final del alumno se obtiene como un 60% de la calificación del contenido
teórico/problemas y un 40% de la calificación de prácticas.
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Para aprobar la asignatura será necesario superar un 4 en cada una de las partes, tanto en el
examen teórico como la evaluación final de las prácticas.
Se ofrece al alumno un procedimiento alternativo para aprobar la asignatura, consistente en aprobar
un examen realizado en clase durante el cuatrimestre, avisado al menos con una semana de
antelación.
Este exámen alternativo de la asignatura constará de dos partes, una parte teórica y otra de
resolución de problemas. Cada una de ellas se evaluará sobre 10 puntos y tendrán un reparto del
50% cada una de ellas sobre la nota del examen. Para superar el examen la nota media de ambas
partes deberá ser al menos de 5 puntos sobre 10. Además, será obligatorio obtener un mínimo de 2
puntos sobre 10 en cada una de las dos partes del examen.
Esta calificación se combinaría en la misma proporción 60%/40% con la obtenida en prácticas.
En caso de no aprobar siguiendo esta vía alternativa, el alumno deberá acudir al examen final
(examen de la convocatoria oficial) de la asignatura con toda la materia.
PLAN DE CONTINGENCIA PARA EL CURSO 2020/21:
Escenario A (escenario de menor actividad académica presencial como consecuencia de medidas
sanitarias de distanciamiento interpersonal que limiten el aforo permitido en las aulas):
La docencia teórica y práctica así como las distintas evaluaciones se realizarán preferentemente de
forma presencial, siempre y cuando se cumplan las medidas sanitarias establecidas. Si en alguna
de estas actividades no se pudiera cumplir con dichas medidas, éstas se realizarán de forma
telemática.
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Escenario B (suspensión de la actividad presencial):
Toda la docencia y evaluaciones se realizarán por medios telemáticos.
Horarios del grupo del proyecto docente
http://www.etsi.us.es/academica
Calendario de exámenes
http://www.etsi.us.es/academica
Tribunales específicos de evaluación y apelación
Presidente: ALEJANDRO CARBALLAR RINCON
Vocal: JUAN DE LA CRUZ GARCIA ORTEGA
Secretario: JUAN ANTONIO SANCHEZ SEGURA
Suplente 1: ANTONIO JESUS TORRALBA SILGADO
Suplente 2: JORGE JESUS CHAVEZ ORZAEZ
Suplente 3: MANUEL ANGEL PERALES ESTEVE
Bibliografía recomendada
BIBLIOGRAFÍA GENERAL:
Power electronics, converter applications and design
Autores: Mohan, Undeland, Robbins
Edición: 3ª edicion
Publicación: Wiley
ISBN: 978-0-471-22693-2
Transparencias del curso
Autores: NIND, M.
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