Universidad Pública de Navarra - Nafarroako Univertsitate Publikoa

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

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Idiomas

Castellano

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Evaluación

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Temario

Tema 1: Presentación del curso (1 hora)

• Objetivos, medios, prácticas y evaluación.
• Contextualización 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 GaN.
• Aplicación en energías renovables.
• Aplicación en control vectorial de motores.
• Vehículo eléctrico.
• Sistemas de alimentación en continua.
• Calidad de la red eléctrica.

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.

Tema 3: Control vectorial de la Máquina de Inducción (10 horas)

• Modelo vectorial de la Máquina de Inducción
• Control en campo orientado de la máquina de inducción.
• Direct Torque Control de la máquina de inducción.
• Algoritmos adaptativos para seguimiento de parámetros.
• Autosintonización.

Tema 4: Máquina Síncrona de Imanes Permanentes (MSIP) (10 horas)

• Campos de aplicación de la MSIP
• Aspectos físicos del magnetismo permanente.
• Energía del campo magnético y par de reluctancia.
• Tipos de MSIPs.
• Par de ranura "Cogging Torque" y su cálculo.
• Control del par y velocidad "Brushless Control".

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.
• 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.

André Veltman, Duco W.J. Pulle and Rik W.De Doncker, "Fundamentals of Electrical Drives" Springer Verlag  ISBN : 978-3-319-29408-7. 2016

André Veltman, Duco W.J. Pulle and Rik W.De Doncker, "Advanced Electrical Drives Analysis, Modeling, Control" Springer Verlag. DOI 10.1007/978-94-007-0181-6

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

Griffiths, David J. "Introduction to electrodynamics" Pearson Fourth edition. ISBN-13: 978-0-321-85656-2

Griffiths, David J. "Instructor's Solution Manual Introduction to Electrodynamics" Pearson Fourth Edition ISBN?

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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Lugar de impartición

Clases teóricas: Aulario del Campus de Arrosadia.

Prácticas: Laboratorio de Electrónica Industrial.

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