PROGRAMA DE LA ASIGNATURA:
INSTALACIÓN DE
EQUIPOS ELECTRÓNICOS
CENTRO: ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS INDUSTRIALES
TITULACIÓN: INGENIERO INDUSTRIAL
ORIENTACIÓN: INSTALACIONES Y CONSTRUCCIÓN
CURSO: 4º
TIPO DE ASIGNATURA: OPTATIVA ( 2º Cuatrimestre )
CRÉDITOS: 4,5 TEORÍA + 1,5 PRÁCTICAS
PROFESORADO:
D. Andrés Augusto Nogueiras Meléndez (1208) Docencia: Teoría y Prácticas de Laboratorio Coordinador de la asignatura
Tutorías: Lunes, Miércoles y Viernes de 9 a 1h. (1er Cuat.) Lunes y Jueves de 11 a 14 h. (2do Cuat.)
despacho 227
OBJETIVOS
Esta asignatura pretende formar a los alumnos de la titulación de Ingeniería Industrial, orientación Instalaciones y Construcción, en los aspectos más relevantes de los sistemas electrónicos industriales, en su correcta instalación y empleo, así como de las posibles dificultades técnicas que presentan.
Dado el carácter complementario de esta disciplina en la titulación, lo que va asociado al limitado número de horas disponibles, se ha optado por un programa que abarca los aspectos más importantes y de algunas de sus aplicaciones.
El programa de teoría consta de cuatro partes. En la primera parte se introduce la problemática de la instalación de equipos electrónicos y en la segunda se desglosan los circuitos de electrónica de potencia empleados para la conversión y control de la energía eléctrica. A continuación se presentan y analizan las instalaciones de sistemas y circuitos electrónicos, en su aspecto general, tanto desde su parte funcional como desde su posibilidad de generar y recibir perturbaciones electromagnéticas.
La tercera parte comprende el estudio de la compatibilidad electromagnética, como se evalúa técnicamente y que legislación y normas la regulan, se estudian los distintos tipos de perturbaciones presentes en los sistemas, la influencia que pueden tener y cómo mitigar los efectos no deseados. La última parte está orientada a la protección eléctrica y el estudio de la confiabilidad de las instalaciones de equipos electrónicos.
Las prácticas se llevarán a cabo en 5 sesiones de 3 horas. Con ellas se pretende que el alumno consolide los conceptos expuestos en las clases de teoría. Han sido programadas de tal forma que permitan al alumno familiarizarse de forma gradual con el entorno de trabajo.
PROGRAMA DE TEORÍA
Primera Parte: Instalaciones de Sistemas y Equipos Electrónicos Tema 1.1 – Introducción (1h)
Introducción al empleo de los sistemas electrónicos. Descripción histórica del origen y uso de la energía eléctrica. Importancia del consumo óptimo de energía eléctrica.
Tema 1.2 – Instalaciones de Aparatos Electrónicos (2h)
Definiciones según 2004/108/CE. Metodología de Instalación de Equipos.
Ámbitos de aplicación. Tipos de aparatos electrónicos.
Segunda Parte: Sistemas y Equipos Electrónicos de Potencia
Tema 2.1 – Conversión de Corriente Alterna a Corriente Continua – Rectificación (2h)
Rectificadores monofásicos. Filtro C, LC. Rectificadores trifásicos. Rectificadores polifásicos. Parámetros de rendimiento y calidad.
Tema 2.2 – Conversión Controlada de Corriente Alterna a Corriente Continua (3h) Introducción. Principio de operación por control de fase. Rectificador semi controlado. Topologías monofásica y monofásica dual. Topologías trifásica y trifásica dual. Convertidores de doce pulsos. Filtrado.
Tema 2.3 – Conversión de Corriente Continua a Corriente Alterna (2h)
Introducción. Principios y parámetros de operación. Inversores monofásicos.
Control por modulación en ancho de pulso: pulso único, pulso múltiple, pulso sinusoidal.
Reducción de armónicos.
Tema 2.4 – Control de Corriente Alterna (2h)
Introducción. Principios y parámetros de operación. Monofásicos. Trifásicos.
Cicloconvertidores.
Tema 2.5 – Control de Motores de Corriente Continua (2,5h)
Introducción. Principios y parámetros de operación de la máquina CC.
Monofásicos: de media onda, por semipuente, por puente completo y dual. Trifásicos.
Topologías derivadas de los convertidores CC/CC.
Tema 2.6 – Control de Motores de Corriente Alterna (2,5h)
Introducción. Principios y parámetros de operación de la máquina CA. Control por tensión. Control por corriente. Control por frecuencia. Combinaciones. Control vectorial.
Tema 2.7 – Sistemas de Alimentación Auxiliar e Ininterrumpida (4h)
Introducción. Definiciones. Principios y parámetros un SAI. Sistemas básicos.
Sistemas Motor-Generador.
Tercera Parte: Compatibilidad Electromagnética (CEM) Tema 3.1 – Introducción y Organismos de Reglamentación (2h)
Introducción. Definiciones. Organismos internacionales, comunitarios y nacionales. Legislación y normativas. Homologaciones, certificaciones, declaraciones de conformidad.
Tema 3.2 – Interferencias (3h)
Generación natural y no natural. Fuente y receptor. Tipos y modos de acoplamiento. Emisiones y susceptibilidad. Armónicos en la red.
Tema 3.3 – Protecciones contra interferencias (3h)
Parámetros de diseño. Apantallamientos. Materiales aislantes. Juntas. Aberturas.
Ventilación. Diseño de cajas. Protección de conductores. Conectores. Filtros.
Tema 3.4 – Análisis de Directivas y Normas EN-UNE (5h)
Directiva 2004/108/CE del Parlamento Europeo y del Consejo. UNE-EN 55103-1 Aparatos profesionales para espectáculos. UNE-EN 50370 CEM para máquina herramienta. UNE-EN 55012 CEM para vehículos.
Cuarta Parte: Protecciones y Confiabilidad Tema 4.1 – Protección de Dispositivos, Circuitos y Sistemas (2h)
Introducción. Enfriamiento y disipadores de calor. Circuitos de apoyo. Transitorios de recuperación inversa. Transitorios del lado de alimentación y del lado de carga.
Protección contra sobretensiones. Cápsulas de descarga. Diodos de selenio. Varistores.
Protección contra sobrecorrientes. Fusibles. Fusibles poliméricos.
Tema 4.2 – Confiabilidad (1h)
Introducción. Definición de Calidad y Fiabilidad. Orígenes y evolución histórica de la Calidad-Fiabilidad en Ingeniería Electrónica. Necesidad de conocimientos básicos de Calidad y Fiabilidad en las diferentes etapas I+D en Ingeniería.
Tema 4.3 – Fiabilidad (2h)
Fiabilidad. Infiabilidad. Parámetros típicos: Tasa de fallos, Tiempo medio entre fallos (MTBF), Tiempo medio hasta el fallo (MTTF). Predicción de Fiabilidad: Aplicación y cálculo. Manuales de datos y software aplicable. Ejemplos de cálculo de fiabilidad y de interpretación de resultados.
Tema 4.4 – Fiabilidad de Componentes (1h)
Componentes electrónicos pasivos: mecanismos y modos de fallo. Componentes electrónicos activos: mecanismos y modos de fallo. Fiabilidad de ensamblados y componentes de conexión. Cálculo de tasas de fallo de componentes electrónicos.
Tema 4.5 – Fiabilidad de Sistemas e Instalaciones (1h)
Sistemas serie. Sistemas paralelo. Sistemas redundantes: tipos, cálculo y optimización. Reparto de la fiabilidad. Cálculo de fiabilidad de sistemas serie. Cálculo de fiabilidad de sistemas redundante. Reparto de fiabilidad. Optimización de redundancias.
Tema 4.6 – Disponibilidad (1h)
Introducción. Definiciones. Disponibilidad de sistemas serie. Disponibilidad de sistemas paralelo.
Tema 4.7 – Mantenibilidad (1h)
Definiciones y tipos de mantenimiento. Parámetros típicos de la mantenibilidad:
Tiempo medio de reparación (MTTR), tasa de reparación, tiempos de retardo.
Dimensionado de Stocks. Determinación de parámetros de mantenibilidad. Cálculo del Stock óptimo.
Tema 4.8 – Seguridad (1h)
Aplicaciones y variables críticas. Definiciones. Sistemas electrónicos para aplicaciones de seguridad. Normativas aplicables.
PROGRAMA DE PRÁCTICAS
Práctica 1 – Introducción al Programa de Simulación – Conversión CA/CC (3h)
En el desarrollo de esta práctica los alumnos aprenderán a emplear el simulador PoweSym para circuitos electrónicos. En la misma se desarrollan todas las topologías de rectificación no controlada, monofásicas y trifásicas.
Práctica 2 – Conversión CA/CC controlada y CC/CA (3h)
En la misma se desarrollan todas las topologías de rectificación no controlada, monofásicas y trifásicas.
Práctica 3 – Simulación de Instalaciones y Equipos. Filtrado y Protección (3h)
Simulación de emisión y recepción de interferencias en equipos e instalaciones.
Simulación de filtrado en equipos e instalaciones. Estimación de protecciones frente a fallos de suministro.
Práctica 4 – Confiabilidad (6h)
Cálculo asistido de fiabilidad de sistemas electrónicos. Se realizará la predicción de fiabilidad de un sistema electrónico, mediante el cálculo de las tasas fallo de sus componentes y el análisis de su diagrama de bloques. El cálculo se de la tasa de fallos de los componentes se realizará en base al manual Bellcore.
HORARIOS
La asignatura se impartirá durante el segundo cuatrimestre del curso, en el aula y horario que determine la jefatura de estudios de la escuela, y conforme al calendario escolar aprobado por el consejo de gobierno de la universidad.
MÉTODO DOCENTE
Para el desarrollo de las clases teóricas se empleará la pizarra y el cañon proyector. En el caso de las prácticas, se emplearán las instalaciones de laboratorio del departamento.
BIBLIOGRAFÍA BÁSICA
● Electrónica de Potencia. Circuitos, Dispositivos y Aplicaciones. Tercera edición.
Ed. Person Prentice Hall. Muhammad H. Rashid.
● Interferencias Eléctricas Handbook. Norman Ellis. Ed. Paraninfo. 1999.
● Reliability. P. Kales.. Ed. Prentice Hall. 1998.
BIBLIOGRAFÍA COMPLEMETARIA
● EMC. Control y Limitación de Energía Electromagnética. Guía práctica de aplicación de la Normativa Comunitaria. Tim Williams. Ed. Paraninfo. 1997.
● Electromagnetic Compatibility. Pierre Degauque y Joël Hamelin. Oxford Science Publications. 1993.
● Power Supply in Telecomunications. Principles, Equipment, Engineering. Hans Gumhalter. Ed. Springer. 1995.
● Protección contra sobretensiones de instalaciones de baja tensión. Peter Hasse. Ed.
Paraninfo. 1986.
PRERREQUISITOS RECOMENDADOS
Haber cursado las asignaturas “Ampliación de Física”, “Métodos Estadísticos en la Ingeniería”, “Teoría de Circuitos”, “Teoría de Sistemas”, “Fundamentos de Electrónica”,
“Fundamentos de Máquinas Eléctricas”. Es recomendable haber cursado “Sistemas Electrónicos”.
MÉTODO DOCENTE
Para la docencia teórica y las prácticas de pizarra, se utilizarán los medios materiales existentes en las aulas para la proyección de transparencias y exposiciones.
Para la docencia práctica se utilizan las aulas informáticas que la escuela dispone.
EVALUACIÓN
La evaluación de la asignatura se llevará acabo mediante la realización guiada de un trabajo, o bien mediante un examen al finalizar el cuatrimestre.
FECHAS DE EXAMEN
La entrega de los trabajos se corresponderá con las convocatorias de exámenes.
Los exámenes de las convocatorias de Diciembre de 2005, Fin de Carrera de 2005, Junio de 2006 y Septiembre de 2006 se llevarán a cabo en las aulas y horarios que determine la jefatura de estudios de la escuela.
INFORMACIÓN COMPLEMENTARIA
Los enunciados de las prácticas se encuentran disponibles en el servidor web del departamento http://www.dte.uvigo.es/. También se encuentran disponibles el juego de transparencias que se emplean en las clases de teoría.
