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Fecha Asunto
18-05-2004 Creación de la página

 

Presentación

 

CURSO

SEMESTRE

CRÉDITOS

4.5 Créditos (2.5 Teoría + 1 Problemas + 1 Laboratorio)

ÁREA

Ing. Eléctrica DEPARTAMENTO Tecnología
PROFESORADO

Enrique Belenguer

OBJETIVOS

Una gran parte de los equipos eléctricos más comúnmente utilizados en la industria se alimentan a través de convertidores de potencia que tienen como función adaptar las condiciones del suministro de energía eléctrica a las requeridas por los consumos. Como ejemplo de lo anterior puede citarse un motor asíncrono alimentado a través de un variador de frecuencia o un horno industrial de potencia variable. Debido al considerable desarrollo de componentes y sistemas de potencia producido en los últimos veinte años, se tiende en la actualidad a utilizar en la industria, cada vez con mayor profusión, estos convertidores que permiten, por un lado, incrementar las prestaciones de las cargas eléctricas tradicionales y, por otro, desarrollar nuevos equipos con mayores posibilidades. La Electrónica de Potencia o Electrónica Industrial es un campo relativamente nuevo, desarrollado a partir de la Electrónica y la Electrotecnia y que tiene como objetivo principal el estudio de los componentes y circuitos eléctricos (de potencia y de control) que componen un convertidor de potencia. 

Es objetivo principal de esta asignatura el proporcionar al estudiante un conocimiento de los componentes y sistemas básicos de la Electrónica de Potencia. Se ha preferido dar a la asignatura un enfoque más orientado hacia el conocimiento, funcionamiento y aplicación industrial de los convertidores de potencia que hacia el diseño de los mismos aunque este aspecto no ha sido totalmente abandonado en el temario.

El programa comienza con un primer tema de introducción en el que se presentan los conceptos generales de la Electrónica de Potencia y se adelanta de forma resumida la materia que se estudiará con mayor detalle en los temas siguientes. En el tema II se estudian los componentes electrónicos específicos de la Electrónica de Potencia y se dedica una lección a la protección de estos componentes y a la forma de evitar interferencias electromagnéticas. La rectificación o conversión ca/cc se trata en el tema III incluyendo el análisis de sus principales aplicaciones industriales. En el tema IV se estudian los reguladores de potencia y los cicloconvertidores junto con las aplicaciones más importantes mientras que el tema V se dedica a los inversores o convertidores cc/ca realizados con transistores de acuerdo con la tendencia actual. Finalmente, en los dos últimos temas se estudian otros circuitos como son los troceadores o convertidores cc/cc y los interruptores estáticos.

Parte del temario incluido en el programa se estudiará de forma práctica en el laboratorio mediante trabajos en los que el alumno realizará el montaje de convertidores correspondientes a diversas aplicaciones industriales.

 

Profesorado

 

Este curso 2003/2004 la asignatura será impartida por los profesores:

Teoría, problemas y laboratorio:
Enrique Belenguer Balaguer
Despacho: TC-2408-DD (edificio TC, planta 4)
Teléfono: 964 728178
e-mail: efbeleng@tec.uji.es
Tutorías (Curso 2003/2004, Semestre 2):Martes de 11:30-13:30; Miércoles de 10:00-12:00; Jueves de 11:30-13:30
 

 

Evaluación

 

La calificación final de la asignatura se compone de dos términos con idéntico peso. El primero se corresponde con la corrección de las prácticas y trabajos de laboratorio realizados a lo largo del curso de forma continua. Como ya se ha indicado, una parte importante de la asignatura se desarrollará en el laboratorio. El segundo término se corresponde con la calificación obtenida en un examen final escrito.

EVALUACIÓN

% DE LA ASIGNATURA

Examen escrito

50%

 Prácticas de la asignatura

 50%

 

 

Prácticas de laboratorio

 

 

Los créditos de la asignatura correspondientes a prácticas de laboratorio se llevaran a cabo en las siguientes sesiones:

 

SESIÓN PRACTICA DESCRIPCIÓN  DURACIÓN LUGAR
1 P1 Disparo de tiristores y triacs: reguladores de potencia. 2h.30' TC2102
2 P2  Diseño del circuito de potencia de un rectificador trifásico totalmente controlado de 10 kW. 2h.30' TC2102
3 P3 Simulación y análisis de rectificadores no controlados. 2h.30' TC2102
4 P4 Rectificador trifásico totalmente controlado. 2h.30' TC2102
5 P5 Rectificador trifásico totalmente controlado. 2h.30' TC2102
6 P6 Reguladores de alterna 2h.30' TC2102

 

Curso 2003-2004

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Programa de la asignatura

 

 

TEMA I: INTRODUCCIÓN A LA ELECTRÓNICA DE POTENCIA

Lección 1. Introducción

1.1. Campo de aplicación de la electrónica de potencia

1.2. Componentes semiconductores de potencia

1.3. Esquema general de un circuito de potencia

1.4. Clasificación de los convertidores de potencia

1.5. Interferencias electromagnéticas

1.6. Protección de circuitos de potencia

TEMA II: COMPONENTES SEMICONDUCTORES DE POTENCIA

Lección 2. Diodos

2.1. Diodo semiconductor de potencia

2.2. Características estáticas del diodo

2.3. Características dinámicas del diodo. Recuperación directa e inversa

2.4. Asociación de diodos

Lección 3. Tiristores

3.1. Modelo de interruptor controlado

3.2. El tiristor. Generalidades

3.3. Características de los tiristores

3.4. Métodos de disparo del tiristor

3.5. Bloqueo del tiristor

3.6. Triac

3.7. Tiristor GTO

3.8. Tiristor fotosensible

3.9. Asociación de tiristores

Lección 4. Otros componentes semiconductores de potencia

4.1. Transistor de unión (BJT)

4.2. Transistor de efecto de campo (FET)

4.3. Transistor IGBT

4.4. Componentes de disparo y control

Lección 5. Protección de componentes

5.1. Pérdidas de potencia en semiconductores

5.2. Características térmicas de los semiconductores

5.3. Refrigeración de semiconductores

5.4. Protección contra sobretensiones

5.5. Protección contra sobreintensidades

5.6. Conceptos de compatibilidad electromagnética

5.7. Técnicas de blindaje

TEMA III: CONVERTIDORES DE POTENCIA CA/CC.

Lección 6. Rectificadores no controlados

6.1. Esquema general. Clasificación

6.2. Rectificador monofásico de media onda

6.3. Rectificador monofásico de onda completa con carga RL

6.4. Montajes polifásicos de media onda

6.5. Montajes polifásicos de onda completa

6.6. Curva de carga del rectificador

Lección 7. Rectificadores controlados

7.1. Rectificación controlada. Esquema general

7.2. Rectificador monofásico de media onda

7.3. Rectificador polifásico de media onda con cargas resistiva e inductiva

7.4. Rectificador polifásico de onda completa

          7.4.1. Montajes semicontrolados

          7.4.2. Montajes totalmente controlados

7.5. Mejora del factor de potencia y reducción de armónicos

Lección 8. Aplicación de los convertidores CA/CC

8.1. Resumen de características de los rectificadores de potencia

8.2. Sistemas de alimentación ininterrumpida

8.3. Soldadura eléctrica

8.4. Sistemas eléctricos de potencia

8.5. Control de motores de CC

TEMA IV: CONVERTIDORES DE POTENCIA CA/CA.

Lección 9. Reguladores de alterna

9.1. Esquema general. Soluciones al control de potencia

9.2. Regulador monofásico con cargas resistiva e inductiva

9.3. Regulador polifásico. Configuraciones

Lección 10. Cicloconvertidores

10.1. El convertidor de cuatro cuadrantes

10.2. Cicloconvertidor monofásico

10.3. Cicloconvertidor trifásico

10.4. Circuitos prácticos

Lección 11. Aplicación de los convertidores CA/CA

11.1. Control electrónico de motores de alterna

11.2. Compensadores estáticos de reactiva

11.3. Control de hornos de resistencias

TEMA V: CONVERTIDORES DE POTENCIA CC/CA

 

Lección 12. Inversores

12.1. Inversor monofásico con batería de toma media

12.2. Inversor monofásico en puente

12.3. Inversores trifásico en puente

12.4. Regulación de la tensión de salida. Modulación de ancho de pulso

12.5. Filtros de salida

12.6. Inversores con tiristores. Inversor de Mapham

Lección 13. Aplicación de los convertidores CC/CA

13.1. Sistemas de alimentación ininterrumpida

13.2. Control de velocidad de motores de alterna

13.3. Balastos electrónicos de alta frecuencia

13.4. Hornos de inducción

13.5. Interconexión de generadores eólicos

 

TEMA VI: CONVERTIDORES DE POTENCIA CC/CC.

 

Lección 14. Troceadores

14.1. Troceadores: control de la tensión de salida

14.2. Convertidor reductor

14.3. Convertidor elevador

14.4. Convertidor reductor-elevador

14.5. Convertidor Cúk

14.6. Fuentes de alimentación conmutadas

 

TEMA VII: INTERRUPTORES ESTÁTICOS

 

Lección 15. Interruptores estáticos

15.1. Características generales

15.2. Interruptores estáticos de cc con tiristores

15.3. Interruptores estáticos de ca con tiristores y triacs

15.4. Interruptores estáticos con transistores

15.5. Aplicaciones de los interruptores estáticos. 

 

 

Bibliografía

 

Bibliografía Básica

Apuntes

 

TEMA I: INTRODUCCIÓN A LA ELECTRÓNICA DE POTENCIA

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TEMA II: COMPONENTES SEMICONDUCTORES DE POTENCIA

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TEMA III: CONVERTIDORES DE POTENCIA CA/CC.

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TEMA IV: CONVERTIDORES DE POTENCIA CA/CA.

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TEMA V: CONVERTIDORES DE POTENCIA CC/CA

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TEMA VI: CONVERTIDORES DE POTENCIA CC/CC.

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TEMA V
II:
INTERRUPTORES ESTÁTICOS

 

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Problemas

 

TEMA I: INTRODUCCIÓN A LA ELECTRÓNICA DE POTENCIA

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TEMA II: COMPONENTES SEMICONDUCTORES DE POTENCIA

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TEMA III: CONVERTIDORES DE POTENCIA CA/CC.

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TEMA IV: CONVERTIDORES DE POTENCIA CA/CA.

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TEMA V: CONVERTIDORES DE POTENCIA CC/CA

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TEMA VI: CONVERTIDORES DE POTENCIA CC/CC.

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TEMA V
II:
INTERRUPTORES ESTÁTICOS

 

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