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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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Idiomas

Castellano

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Evaluación

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 Potencia activa, reactiva y factor de potencia en presencia de corrientes armónicas
2.3 La célula elemental de conmutación
2.4 Refrigeración de semiconductores de potencia

Tema 3. Semiconductores de potencia
3.1 El diodo de potencia
3.2 El transistor bipolar de potencia (BJT)
3.3 El TIRISTOR
3.4 El GTO
3.5 MOSFET de potencia
3.6 El IGBT
3.6 El IGCT

Tema 4. La conversión DC-DC
4.1 Introducción
4.3 Estructuras Elementales
4.3.1 Convertidor reductor
4.3.2 Convertidor elevador
4.3.3 Convertidor elevador-reductor
4.4 Reversibilidad en los convertidores DC/DC
4.4.1 Reversibilidad  en corriente
4.4.2 Reversibilidad en tensión y corriente
4.5 Fuentes conmutadas con aislamiento galvánico
4.6 Lazos de control utilizados en los convertidores DC/DC
4.6.1 Lazo único de tensión
4.6.2 Lazos de control de corriente y tensión en cascada
4.7 Aplicaciones

Tema 5. La conversión DC-AC. Inversores
5.1 Introducción
5.2. Célula elemental de conmutación de un inversor
5.3 Inversores monofásicos
5.4 Inversores trifásicos
5.5 Efecto del tiempo de blanqueo en los inversores
5.6 Control del convertidor DC-AC
5.7 Aplicaciones

Tema 6. La conversión AC-DC
6.1. Introducción
6.2. Rectificadores no controlados: Funcionamiento ideal
6.2.1 Rectificador en puente monofásico
6.2.2 Rectificador en puente trifásico
6.3 Rectificadores Controlados: funcionamiento ideal
6.3.1 Rectificadores "todo tiristores"
6.3.2 Rectificadores mixtos
6.4 Problemas de los rectificadores reales
6.5 Rectificadores reversibles en corriente
6.6 Aplicaciones

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

Por otro lado, la formación teórica se complementará con sesiones prácticas en las que se trabajará, tanto a través de simulaciones como de montajes experimentales. A lo largo de estas sesiones se irá construyendo las diferentes partes de un covertidor DC-DC con aislamiento galvánico diseñando e implementando los  lazos de control de tensión y corriente.

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Programa de prácticas experimentales

En estas prácticas se llevará a cabo el dimensionado, diseño de los lazos de control y estudio, por simulación en P-SIM, de un inversor trifásico para conectar a la red de 400V un sistema fotovoltaico. Los principales objetivos de las prácticas son:

-Dimensionar de los principales elementos del convertidor (semiconductores, bobinas, condensadores y sistema de refrigeración).

-Analizar el funcionamiento del inversor.

-Diseñar e implementar digitalmente los lazos de control de corriente del convertidor (escalar y vectorial).

-Diseñar e implementar el lazo de control de tensión del bus de continua

-Implementar en el convertidor la modulación PWM y vectorial.

-Validar el comportamiento del inversor diseñado en P-SIM.

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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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Lugar de impartición

Campus Arrosadía

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