PROYECTO DOCENTE Electrónica de Potencia CURSO 2020-21

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:

PROYECTO DOCENTE

Electrónica de Potencia

Grupo 3

CURSO 2020-21

Última modificación 07/09/2020 Página 1 de 15

- 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


2.4.3Puente completo trifásico


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Tema 3. RECTIFICADORES CONTROLADOS (4 h)

3.1INTRODUCCIÓN

3.2 TIRISTOR


3.3RECTIFICADOR MONOFÁSICO

3.3.1Rectificador media onda

3.3.2Rectificador de media onda con diodo de libre circulación

3.3.3Puente completo monofásico



3.4RECTIFICADORES POLIFÁSICOS

3.4.1Rectificador trifásico de mediaonda

3.4.1.1 Conmutación instantánea


3.4.2Puente completo trifásico



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3.5RECTIFICADORES SEMICONTROLADOS

Tema 4. CONVERTIDORES DC/DC SIN AISLAMIENTO (6 h)

4.1 INTRODUCCIÓN

4.2 MOSFET DE POTENCIA


4.3 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




4.4.4 Efecto de componentes no ideales

4.5 CONVERTIDOR REDUCTOR-ELEVADOR



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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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Edición: BLOOMSBURY PUBLISHING

Publicación: 2014

ISBN: 848476219X

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