Guía Docente Curso

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Guía Docente

Curso 201

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-201

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Titulación

Ingeniería Industrial (2º ciclo)

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Nombre:

Sistemas Electrónicos de Potencia

Power Electronics Systems

Código: Año del Plan de Estudios: Tipo:

570004022 Publicación BOE: 20-01-2004 Troncal Obligatoria Optativa

Créditos:

Totales: Teóricos: Prácticos: Créditos L.R.U. 4,50 3,00 1,50

Departamento:

Ingeniería Electronica, de Sistemas Informáticos y Automática

Área de Conocimiento:

Tecnología Electrónica

Curso: Cuatrimestre: Ciclo:

Quinto 2º Cuatrimestre Segundo

Web de la asignatura:

http://www.uhu.es/diesia/

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Para su inclusión en el Complemento Europeo al Título

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1.1. Descriptores de la asignatura:

Sistemas electrónicos de potencia. Sistemas de alimentación. Compatibilidad electromagnética. Filtros activos de potencia.

1.2. Descriptores de la asignatura (en inglés)2_:

Power electronics systems. Power supply systems. Electromagnetic compatibility. Active power filters 2_{Para su inclusión en el Complemento Europeo al Título}

2. Situación de la asignatura. 2.1. Prerrequisitos:

No existen prerrequisitos establecidos.

2.2. Contexto dentro de la titulación:

La Electrónica de Potencia constituye una de las aplicaciones más importantes de la electrónica en la industria. Esta asignatura proporciona al alumno por un lado, formación fundamental en Electrónica, y por el otro los conocimientos necesarios en Electrónica de Potencia.

Una formación general en Electrónica de Potencia aborda tres aspectos fundamentales: los dispositivos electrónicos de potencia, los principales tipos de convertidores, sus topologías, principios de funcionamiento y rangos de aplicación, junto con la descripción de las aplicaciones donde son utilizados los convertidores y los Sistemas Electrónicos de Potencia. Dichos objetivos son cubiertos por el programa propuesto.

2.3. Recomendaciones:

Para cursar esta asignatura, se recomienda que el alumno tenga interés por conocer los fundamentos y aplicaciones de los Sistemas Electrónicos de Potencia.

3. Objetivos:

La Electrónica de Potencia aborda tres aspectos fundamentales: los dispositivos electrónicos de potencia, los principales tipos de convertidores, sus topologías, principios de funcionamiento y rangos de aplicación, y la descripción de las aplicaciones donde son utilizados los convertidores y los Sistemas Electrónicos de

Potencia. Tanto el estudio de los dispositivos, como el de los convertidores han sido tratados en mayor o

menor medida en asignaturas previas impartidas en la titulación de Ingeniería Técnica Industrial; quedando por tanto como el principal objetivo a cubrir con este programa, la descripción de las principales aplicaciones de los Sistemas Electrónicos de Potencia.

4. Técnicas docentes.

4.1. Técnicas docentes utilizadas:

Sesiones académicas de teoría Sesiones académicas de problemas Sesiones prácticas en laboratorio Seminarios, exposiciones y debates Trabajo en grupos reducidos

Resolución y entrega de problemas/prácticas Realización de pruebas parciales evaluables Otras: Especificar

Otras: Especificar

4.2. Desarrollo y justificación:

A lo largo del cuatrimestre han sido programadas un total de 30 horas, divididas en 20 horas de clases de teoría y 10 horas de problemas, mientras que en las clases de teoría se desarrollan y exponen los contenidos teóricos fundamentales de cada tema, en las de problemas se resuelven supuestos relacionados con la teoría, también se define el peso específico de la materia tratada, respecto de la totalidad de la asignatura.

Las sesiones académicas prácticas se han distribuido en 15 horas, las cuales serán impartidas de forma paralela con las de teoría. Fundamentalmente las sesiones de prácticas irán enfocadas a la resolución de problemas muy relacionados con los contenidos impartidos en las sesiones de teoría y problemas, fundamentalmente mediante simulación con ordenador.

5. Temario desarrollado:

Tema 1 Convertidores de Potencia.

1.1 Introducción.

1.2 Convertidores CC-CC. 1.2.1 Topologías.

1.3 Convertidores CA-CC. Rectificadores. 1.3.1 Configuraciones.

1.4 Convertidores CC-AC. Inversores. 1.4.1 Topologías.

1.5 Convertidores CA-CA. 1.5.1 Reguladores. 1.5.2 Cicloconvertidores.

Tema 2 Convertidores Resonantes.

2.1 Introducción.

2.2 Fundamentos del convertidor resonante. 2.2.1 Resonancia serie.

2.2.2 Resonancia paralelo. 2.2.3 Resonancia serie-paralelo. 2.3 Clasificación de los convertidores resonantes.

2.3.1 Conmutación a corriente cero (ZCS). 2.3.2 Conmutación a tensión cero (ZVS). 2.4 Topologías de inversores resonantes.

2.4.1 Control de amplitud.

2.5 Topologías de convertidores CC-CC resonantes.

Tema 3 Convertidores Multinivel.

3.1 Introducción.

3.2 Concepto de Multinivel. 3.3 Tipos de Inversores multinivel.

3.3.1 Estructura Neutral-Point-Clamped). 3.3.2 Estructura Flying Capacitors. 3.3.3 Inversores multinivel en cascada. 3.4 Comparación de convertidores multinivel.

Tema 4 Interferencias Electromagnéticas.

4.1 Introducción.

4.2 Compatibilidad y susceptibilidad electromagnética. 4.3 Naturaleza de las interferencias electromagnéticas.

4.3.1 Emisión conducida. 4.3.2 Emisión radiada.

4.4 Supresión de la EMI radiada. Blindaje. 4.5 Supresión de la EMI conducida. Filtros. 4.6 Técnicas de puesta a tierra.

4.7 Medida de interferencias. 4.8 Normativa relativa a EMC.

Tema 5 Aplicaciones de los Sistemas Electrónicos de Potencia.

5.1 Introducción.

5.2 Mejora de la calidad de la potencia eléctrica.

5.2.1 Potencia reactiva y compensación de armónicos. 5.2.2 Estándares IEEE.

5.3 Compensación de la potencia reactiva.

5.3.1.1 Compensador estático (VAR) en derivación (Shunt). 5.3.1.2 Compensador estático (VAR) en serie.

5.4 Filtros activos de potencia.

5.4.1 Tipos de filtros activos.

5.4.1.1 Filtro activo de potencia en derivación (Shunt). 5.4.1.2 Filtro activo de potencia en serie.

5.5 Transmisión de CC en alta tensión (HVDC). 5.5.1 Tipos de sistemas HVDC.

5.5.2 Principales componentes de los sistemas HVDC. 5.6 Balastos electrónicos.

5.6.2 Inversores resonantes en balastos electrónicos. 5.7 Control de velocidad de motores.

5.7.1 Reguladores de motores de CC. 5.7.2 Reguladores de motores de CA. 5.8 Sistemas electrónicos de potencia en el automóvil.

5.8.1 Vehículos eléctricos. 5.8.2 Vehículos híbridos.

5.9 Sistemas electrónicos de potencia en Fuentes de Energía Renovables (FER). 5.9.1 Convertidores electrónicos para sistemas fotovoltaicos.

5.9.2 Convertidores electrónicos para generadores eólicos.

Tema 6 Simulación de Sistemas Electrónicos de Potencia Mediante Ordenador.

6.1 Introducción.

6.2 Uso de herramientas de simulación para el análisis y diseño. 6.3 Simulación de circuitos electrónicos de potencia mediante PSpice.

6.4 Simulación de circuitos electrónicos de potencia mediante Matlab/Simulink. 6.5 Simulación de circuitos electrónicos de potencia mediante Simplorer.

6. Bibliografía.

6.1. Bibliografía general:

ƒ Power Electronics.Converters, Applications and Desing. Autores: Mohan, Undeland y Robbins.

Editorial: John Wiley & Sons Año: 2002

ƒ Power Electronics Handbook. Autor: Muhammad H.Rashid. Editorial: Academia Press. Año: 2.001.

ƒ Electrónica de Potencia: Circuitos, dispositivos y Aplicaciones. Autor: Muhammad H.Rashid.

Editorial: Prentice Hall. Año: 2.004. (3ª edición).

6.2. Bibliografía específica:

ƒ Electrónica de Potencia Componentes, Topologías y Equipos. Autores: S. Martinez García y J.A. Gualda.

Editorial: Thomson Paraninfo. Año: 2006.

ƒ Electrónica de Potencia. Autor: Daniel W. Hart. Editorial: Prentice Hall Año: 2001

ƒ Electrónica de Potencia. Autor: FF.Mazda.

Editorial: Paraninfo. Año: 1.995.

ƒ Solid-State Power Conversion Handbook. Autores: Ralph E.Tarter, P.E.

Autores: Ralph E.Tarter, P.E. Editorial: John Wiley and Sons. Año: 1.993.

ƒ Fundamentals of Power Electronics.

Autores: Robert W. Erickson, Dragan Maksimovic. Editorial: Kluwer Academic Publishers.

Año: 2.001. (2ª Edición).

ƒ Elements of Power Electronics. Autor: Philip T.Krein.

Editorial: Oxford University press. Año: 1.998.

ƒ Guía Práctica de Simuladores de Circuitos Electrónicos y Sistemas I.

Autores:J.M. Andújar, A.J. Barragán, M.Pedro, E.Durán, J.A. Gómez, R.Jiménez,M.A. Martínez. Editorial: Servicio de publicaciones Universidad de Huelva.

Año: 2.002.

ƒ Guía Práctica de Simuladores de Circuitos Electrónicos y Sistemas II.

Autores:J.M. Andújar, A.J. Barragán, M.Pedro, E.Durán, J.A. Gómez, R.Jiménez,M.A. Martínez. Editorial: Servicio de publicaciones Universidad de Huelva.

Año: 2.002.

10. Técnicas de evaluación.

10.1. Técnicas de evaluación utilizadas:

Examen teórico-práctico

Trabajos desarrollados durante el curso

Participación activa en las sesiones académicas Controles periódicos de adquisición de conocimientos Examen práctico en aula de informática

Otras: Especificar Otras: Especificar

10.2. Criterios de evaluación y calificación:

La evaluación continua de la asignatura a lo largo del cuatrimestre requerirá que los alumnos participen activamente en las sesiones teóricas y prácticas, por lo tanto se requiere que el alumno asista al menos al 80% de dichas sesiones.

Las sesiones de teoría serán evaluadas mediante, control de la asistencia y la realización de las actividades propuestas. Mientras que las sesiones prácticas de laboratorio serán evaluadas en

relación a las memorias entregadas y al método seguido para obtener los resultados; contribuirá con un peso del 20% sobre la nota final. Por último la no superación de la evaluación continua requerirá la superación por parte del alumno de un examen escrito, que constará de dos partes: en la primera parte se resolverán cuestiones teóricas relacionadas con los conceptos impartidos en el programa. En la segunda parte se propondrán diferentes se propondrán diferentes problemas (entre tres y cuatro).