Universidad Pública de Navarra



Año Académico: 2021/2022 | Otros años:  2020/2021 
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Código: 720238 Asignatura: Sistemas Electrónicos de Potencia
Créditos: 6 Tipo: Curso: NULL_VALUE Periodo: 1º S
Departamento: Ingeniería Eléctrica, Electrónica y de Comunicación
Profesorado:
GIL IZCO, PEDRO MARIA (Resp)   [Tutorías ]

Partes de este texto:

 

Módulo/Materia

Módulo de especialización en Electrónica Industrial/INGENIERIA AVANZADA EN ELECTRÓNICA INDUSTRIAL

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Descripción/Contenidos

  • Inversores: técnicas de modulación, rendimiento y distorsión armónica.
  • Integración de inversores en aplicaciones de alimentación y control de máquinas eléctricas.
  • Convertidores de tiristores conmutados a la frecuencia de la red eléctrica: armónicos, microcortes y factor de potencia.
  • Diseño térmico y protecciones contra sobrecorriente y sobretensión.
  • Comunicación con la unidad de control y circuitos de gobierno.

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Competencias genéricas

CG1: Tener conocimientos adecuados de los aspectos científicos y tecnológicos de electrónica industrial.

CG2: Proyectar, calcular y diseñar productos y equipos de la electrónica industrial.

CG4: Realizar investigación, desarrollo e innovación en productos, procesos y métodos de la electrónica industrial.

CG8: Aplicar los conocimientos adquiridos y resolver problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios y multidisciplinares relacionados con la electrónica industrial.

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Competencias específicas

CMT7: Capacidad para diseñar sistemas electrónicos y de instrumentación industrial.

CEEI6: Capacidad para definir, dimensionar e implementar convertidores de potencia a partir de los requerimientos propios de una aplicación concreta.

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Resultados aprendizaje

  1. Tener una visión general de la tecnología y aplicaciones de la electrónica de potencia.
  2. Seleccionar la técnica de modulación de un convertidor inversor en función de las características funcionales, rendimiento y calidad de onda deseadas.
  3. Diseñar una etapa de conversión de potencia integrada en aplicaciones de alimentación de equipos eléctricos y de tracción.
  4. Comprender el principio de funcionamiento de los convertidores de potencia con tiristores.
  5. Determinar el impacto en la calidad de la tensión y corriente de red de los convertidores de potencia de tiristores.
  6. Diseñar los elementos de protección térmica y frente a sobrecorrientes y sobretensiones.
  7. Seleccionar los componentes adecuados para la etapa de potencia y la conexión con la unidad de control.

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Metodología

Metodología - Actividad Horas Presenciales Horas no presenciales
A-1 Clases expositivas/participativas 45  
A-2 Prácticas 17  
A-3 Debates, puestas en común, tutoría grupos    
A-4 Elaboración de trabajo   10
A-5 Lecturas de material   10
A-6 Estudio individual   35
A-7 Exámenes, pruebas de evaluación 3  
A-8 Tutorías individuales    
Total 65 85

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Evaluación

Resultado del aprendizaje que se evalúa Instrumento de evaluación Criterios Peso (%) Recuperable
Todos Pruebas de respuesta larga Puntuar con más de 5 en el examen escrito 60% Sí
Todos Pruebas e informes del trabajo experimental La asistencia a todas las prácticas y realizar  satisfactoriamente el trabajo fijado para cada una de las prácticas 40% Sí

 

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Temario

Tema 1: Presentación del curso (1 hora)

  • Objetivos, medios, prácticas y evaluación.
  • Contextualización en el campo de la electrónica de potencia.

 Tema 1: Introducción a los puntos de interés actuales en conversión de energía  (6 horas)

  • Dispositivos de potencia e impacto de los nuevos materiales: SiC y NiGa.
  • Aplicación en energías renovables.
  • Aplicación en control vectorial de motores.
  • Vehículo eléctrico.
  • Sistemas de alimentación en continua.
  • Calidad de la red eléctrica.
  • Microrredes.

Tema 2: Inversores (10 horas)

  • Introducción a los Inversores.
  • Distorsión armónica.
  • Tipos de modulación con portadora triangular y en diente de sierra.
  • Inversores trifásicos de dos niveles control vectorial.
  • Sobremodulación en inversores.
  • Inversores trifásicos de tres niveles control vectorial.
  • Inversores multinivel con conexión en cascada de inversores en H.
  • Inversor matricial
  • Circuitos de gobierno y protección del convertidor.
  • Protecciones contra sobretensión, sobrecorriente y comportamiento térmico.
  • Conexión a la red eléctrica de los inversores.

Tema 3: Introducción al control vectorial de máquinas eléctricas con inversores (10 horas)

  • Control en campo orientado de la máquina de inducción.
  • Direct Torque Control de la máquina de inducción.
  • Esquema Sherbius vectorial Máquina de Inducción Doblemente Alimentada.
  • Control vectorial de la máquina síncrona (DC brushless)

Tema 4: Control de fase (8 horas)

  • El tiristor, el GTO e IGCT
  • Rectificadores no controlados y controlados de media y doble onda.
  • Conexiones en estrella y en polígono (triángulo)
  • Balance de corriente en los transformadores con rectificadores.
  • Armónicos y resonancias en la red eléctrica ocasionados por rectificadores.
  • Rectificadores de 4 cuadrantes con y sin corriente de circulación.
  • Arrancadores suaves de máquina de inducción con tiristores.
  • Aplicación de los rectificadores controlado.

Tema 5: Conversión Continua-Continua (10 horas)

  • Repaso de tecnologías básicas de conversión DCDC con y sin aislamiento.
  • Conmutación suave: convertidores resonantes serie, paralelo, serie-paralelo y LCC.
  • Modelado dinámico de convertidores, técnicas de promediado.
  • Control en modo corriente. Introducción.
  • Corrección del factor de potencia, técnicas de control.
  • Trabajo en alta frecuencia: componentes magnéticos y condensadores, circuitos impresos y EMI.
  • Simulación de fuentes conmutadas: LTSPICE.

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Programa de prácticas experimentales

Diseño Fly-Back control en modo corriente.

Simulacion control Inversor Multinivel con Matlab.

Diseño Control Vectorial MI  con prototipado rápido.

Técnicas de Control de fase.

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Bibliografía

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


Baliga, B. Jayant "Fundamentals of Power Semiconductor Devices" Springer-Verlag. ISBN 978-0-387-47314-7. 2008.

Erickson, Robert W., Maksimovic, Dragan "Fundamentals of Power Electronics". ISBN 978-0-306-48048-5. 2001.

Ned Mohan, Tore M. Undeland, William P. Robbins, "Power Electronics: Converters, Applications, and Design" 3rd Edition. ISBN: 978-0-471-22693-2. 2003.

Leonhard, Werner "Control of Electrical Drives" Springer Verlag ISBN 978-3-540-1820-7. 2001.

Peter Vas, "Sensorless Vector and Direct Torque Control" Oxfor University Press. Monographs in Electrical and Electronic Engineering. 42. 978-0-19-856465-2 1998.

D. Grahame Holmes, Thomas A. Lipo, "Pulse Width Modulation for Power Converters: Principles and Practice" Wiley-IEEE Press. ISBN: 978-0-471-20814-3. 2003

Marian Kazmierkowski, Henryk Tunia, ¿Automatic Control of Converter-Fed Drives,¿ Elsevier, 1994.

Hansruedi Buhler, "Electrónica Industrial. Electrónica de Potencia" Gustavo GiIi, 1985.

J.A. Gualda, S. Martínez, P.M. Martínez "Electrónica Industrial: Técnicas de Potencia" Editorial Marcombo. Boixareu Editores. ISBN: 978-84-267-0843-4

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Idiomas

Castellano

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Lugar de impartición

Clases teóricas: Aulario del Campus de Arrosadia.

Prácticas: Laboratorio de Electrónica Industrial.

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