Universidad Pública de Navarra - Nafarroako Univertsitate Publikoa

Módulo/Materia

Módulo de Tecnología Específica Eléctrica/ Materia: Aplicaciones Industriales

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Descripción/Contenidos

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Competencias genéricas

• CG3: Conocimiento en materias básicas y tecnológicas, que les capacite para el aprendizaje de nuevos métodos y teorías, y les dote de versatilidad para adaptarse a nuevas situaciones.
• CG4: 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 en las  tres tecnologías específicas, Mecánica, Eléctrica y Electrónica Industrial.
• CG10: Capacidad de trabajar en un entorno multilingüe y multidisciplinar.

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Competencias específicas

• CE2: Conocimientos sobre el control de máquinas y accionamientos eléctricos y sus aplicaciones.
• CE7: Conocimiento aplicado de electrónica de potencia.
• CE8: Conocimiento de los principios de la regulación automática y su aplicación a la automatización industrial.

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Resultados aprendizaje

R1. Entender el principio de funcionamiento de los convertidores estáticos
R2. Entender el principio de funcionamiento de los semiconductores de potencia.
R3. Conocer las reglas que rigen el diseño de los convertidores estáticos.
R4. Conocer el principio de funcionamiento de las principales topologías de conversión utilizadas actualmente.
R5. Entender las técnicas de control utilizadas en los convertidores estáticos.
R6. Conocer las principales aplicaciones industriales de los convertidores estáticos

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Metodología

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Evaluación

 

Resultados de aprendizaje	Actividad de evaluación	Peso (%)	Carácter recuperable	Nota mínima requerida
R1, R2, R3, R4, R5, R6	Examen: Preguntas de teoría y ejercicios. La nota mínima en el examen para hacer la media ponderada con las prácticas será de 5 sobre 10. En el caso de no llegar a esa calificación, se suspenderá la asignatura con la calificación obtenida en el examen.	75%	Sí
R1, R4, R5, R6	Prácticas: Participación y Guiones. Para aprobar la asignatura es imprescindible la asistencia y participación en las prácticas. En el caso de no asistir de forma injustificada a alguna de las prácticas, no se podrá realizar el examen y la calificación será "No Presentado".	25%	No

A lo largo de todo el curso se propondrá la realización de diversas actividades. Dichas actividades podrán ser la resolución de ejercicios, la discusión de ejemplos o la realización de trabajos en los que se apliquen los conocimientos teóricos de la materia. Se fomentará el debate, y la participación de los alumnos será necesaria, tanto en las clases de carácter teórico como en las clases prácticas. En este sentido, se realizaran sesiones prácticas que incluirán la realización de ejercicios, preguntas de respuesta corta y trabajos por medio de los cuales se evaluarán los principales conceptos teóricos y prácticos de cada tema. La participación activa en los mismos valorará de forma positiva. 

 

Al finalizar el semestre se realizará un examen escrito en el que se evaluará el contenido global del curso. Para superar la asignatura será necesario obtener un mínimo de 5 sobre 10 en dicho examen y haber asistido y realizado todas las sesiones prácticas. Una vez cumplidos estos requisitos, la nota final se calculará a partir de la nota de las sesiones prácticas y del examen con unos pesos del 25 y 75%, respectivamente.

Para poder realizar el examen de recuperación será necesario haber asistido y realizado todas las sesiones prácticas. Para superar la asignatura en el examen de recuperación será necesario obtener un mínimo de 5 sobre 10 en el examen.

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Temario

Tema 1. Visión general de la electrónica de potencia.       

1.1 El sistema electrónico de potencia.

1.2 Clasificación de los convertidores según el tipo de conversión.

Tema 2. Conceptos básicos en electrónica de potencia.      

2.1 Series de Fourier.

2.2 Factor de potencia en presencia de armónicos.

2.3 La célula elemental de conmutación.

Tema 3. Semiconductores de potencia.      

3.1 El diodo de potencia.

3.2 El transistor bipolar de potencia (BJT).

3.3 MOSFET de potencia.

3.4 El IGBT.

3.5 El TIRISTOR.

3.6 El GTO.

3.7 El IGCT.

3.8 Utilización de los semiconductores

3.9 El Driver

3.10 Pérdidas y refrigeración de los semiconductores de potencia.

Tema 4. La conversión DC-DC.     

4.1 Introducción.

4.2 Fuente lineal

4.3 Célula elemental de conmutación

4.4 Convertidor reductor (Buck).

         4.4.1 Deducción de la estructura de conversión.

         4.4.2 Análisis del funcionamiento en MCC.

         4.4.3 Funcionamiento en MCD.

         4.4.4 Modulador PWM.

         4.4.5 Convertidor reductor con aislamiento galvánico: Convertidor Forward

         4.4.5 Control del convertidor Reductor

4.5 Convertidor elevador (Boost).

         4.5.1 Deducción de la estructura de conversión.

         4.5.2 Análisis del funcionamiento en MCC.

4.6 Convertidor Reductor-elevador (Buck-Boost).

         4.6.1 Deducción de la estructura de conversión.

         4.6.2 Análisis del funcionamiento en MCC.

4.6.3 Convertidor elevador-reductor con aislamiento galvánico: Convertidor Flyback.

4.7 Reversibilidad en los convertidores DC/DC.

         4.4.1 Reversibilidad  en corriente.

         4.4.2 Reversibilidad en tensión y corriente.

4.8 Aplicaciones de los convertidores DC/DC.

 Tema 5. La conversión DC-AC. Inversores.         

5.1 Introducción.

5.2. Célula elemental de conmutación de un inversor.

5.3 Inversor de puente en H.

5.4 Inversor de medio puente.

5.5 Efecto del tiempo muerto en los inversores.

5.6 Inversor trifásico.

5.7 Aplicaciones de los inversores.

Tema 6. La conversión AC-DC.     

6.1. Introducción.

6.2. Rectificadores no controlados ideales.

         6.2.1 Rectificador en puente monofásico.

         6.2.2 Rectificador en puente trifásico.   

6.3 Rectificadores Controlados ideales.

         6.2.1 Rectificador en puente monofásico.

         6.2.2 Rectificador en puente trifásico. 

6.4 Problemas de los rectificadores reales.

6.5 Rectificadores reversibles en corriente.

6.6 Aplicaciones de los rectificadores.

Tema 7. La conversión AC-AC.     

7.1. Introducción.

7.2. Variación del valor eficaz. Troceador de alterna.

7.3. Convertidores de frecuencia de conmutación natural.

7.4 Aplicaciones de los convertidores AC-AC.

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Programa de prácticas experimentales

La formación teórica se complementará con sesiones prácticas en las que se diseñará y validará, tanto por simulación como de forma experimental, un convertidor Forward de 5V-5A. Para ello, a lo largo de las sesiones prácticas se irá construyendo las diferentes partes del convertidor DC-DC Forward, incluido el transformador de alta frecuencia y los lazos de control de tensión y corriente.

Prácticas de simulación (PSIM): SIMULACIÓN DE UN CONVERTIDOR FORWARD

P1_S Análisis del funcionamiento del convertidor en lazo abierto y circuitos de sensado y acondicionado.

P2_S Análisis de los lazos de control de corriente y de tensión

Prácticas de montaje: CONVERTIDOR DC/DC FORWARD REGULADO EN CORRIENTE Y EN TENSIÓN

P1_M Controlador Integrado UC2844.

P2_M Dimensionado y construcción de los elementos pasivos: transformador y filtro de salida.

P3_ M Funcionamiento el lazo abierto: Funcionamiento en vacío y en carga.

P4_M Lazos de control de corriente y tensión.

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Bibliografía

Acceda a la bibliografía que el profesorado de la asignatura ha solicitado a la Biblioteca.

• L. Marroyo "Apuntes sobre Electrónica de Potencia"; UPNA.
• E. Ballester, R. Piqué; "Electrónica de Potencia: Principios fundamentales y estructuras básicas"; Ed. Marcombo, 2011; ISBN 978-84-267-1669-9
• N. Mohan, T. M. Undeland and W. P. Robbins, "Electrónica de Potencia: Convertidores, Aplicaciones y Diseño", Ed. McGraw-Hill, 2009, ISBN 9789701072486.
• B. K. Bose, "Power Electronics And Motor Drives: Advances And Trends", 2006, Academic Press, ISBN 10: 0120884054
• G. J. Wakileh, "Power Systems Harmonics. Fundamentals, Analysis and Filter Design", Ed. Springer-Verlag, Berlin, Germany, 2001, ISBN 3-540-42238-2.
• Guy Seguier, "Les convertisseurs de l'électronique de puissance", Volúmenes 1, 2, 3 y 4. Lavoisier TEC¬DOC, 1992, ISBN: 2-85206-841-9
• Rashid, Muhammad H, "Electrónica de potencia : circuitos, dispositivos y aplicaciones"; Prentice Hall Hispanoamericana, 2004.

 

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Idiomas

Castellano

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Lugar de impartición

Campus Arrosadía

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