ELECTRÒNICA INDUSTRIAL Guia de l’assignatura ENGINYERIA EN AUTOMÀTICA I ELECTRÒNICA INDUSTRIAL

ENGINYERIA EN AUTOMÀTICA I ELECTRÒNICA INDUSTRIAL
ELECTRÒNICA
INDUSTRIAL
Guia de l’assignatura
ENGINYERIA EN AUTOMÀTICA I ELECTRÒNICA INDUSTRIAL
29507 Electrònica Industrial. Guia de l’assignatura
Aprovada en C.A.A.de data 8/06/05
Modificada en C.A.A de data 16/07/07
1
Crèdits: 6 ( teoria + pràctiques)
Crèdits ECTS: 4,8
Tipus: Troncal
Coordinador: JOSEP BALCELLS (balcells@eel.upc.edu)
Altres Professors: ANTONI ARIAS (arias@eel.upc.edu)
Departament: Enginyeria Electrònica (710)
Presentació
Coneixements previs
Teoria de Circuits, Matemàtiques (Transformació de Laplace i Anàlisi de Fourier), Electrònica Bàsica ,
Automàtica Bàsica o altres matèries equivalents.
Camps professionals
Empreses dedicades a : Regulació de motors, Fonts ininterrompudes (UPS) , Accionaments elèctrics,
Disseny de Fonts d'Alimentació, Energies alternatives (Eòlica, Cèl·lules Solars, etc.)
Relació amb altres assignatures
Necessita bons coneixements de Teoria de Circuits i Comportament Dinàmic de circuits (règims
transitoris)
Objectius generals
Mostrar les aplicacions dels diferents convertidors de potencia i capacitar a l’estudiant per
dimensionar els components que els integren. Estudi dels convertidors emprats en accionaments de
màquines elèctriques, en fonts ininterrompudes i fonts d’alimentació en general. Donar les bases per
dur a terme control dels esmentats convertidors. Estudi del seu rendiment i de les pertorbacions que
produeixen a nivell de xarxa.
Temari
Dispositius de potencia :
Diodes , transistor , tiristor , transistors MOS i IGBT
Característiques estàtiques i dinàmiques
Components passius de potència
(6 h)
Rectificadors polifasics de potencia :
Aplicacions, estructura i càlculs
(7h)
Rectificadors controlats
Aplicacions, estructura i càlculs.
Efectes secundaris sobre la xarxa
(8 h)
ENGINYERIA EN AUTOMÀTICA I ELECTRÒNICA INDUSTRIAL
29507 Electrònica Industrial. Guia de l’assignatura
Aprovada en C.A.A.de data 8/06/05
Modificada en C.A.A de data 16/07/07
2
Convertidors continua – continua.
Aplicacions, estructures bàsiques i càlculs.
Control dels convertidors CC-CC
Ondulades
Aplicacions , estructures bàsiques i càlculs.
Tècniques de modulació PWM i control
(8 h)
(8h)
Convertidors ressonants
Estructures bàsiques i càlculs
Control
(5h)
Convertidors aïllats per transformadors
Estructures bàsiques
Càlculs de bobines i transformadors en alta freqüència
(1h)
Interruptors estàtics i reguladors per control de fase
Estructures bàsiques
Regulació de tensió
(2h)
Objectius específics dels mòduls
„
Objectius de l’alumne
Comprendre el funcionament de cadascun dels convertidors d'energia elèctrica explicats i la seva
forma de control. Estudiar-ne el rendiment.
Metodologia de treball
Sessions teoria, problemes
A més dels llibres recomanats, l'estudiant disposarà de les transparències i d'una col·lecció de
problemes.
Al llarg del curs es resoldran alguns dels problemes i es proposarà a l'estudiant que en resolgui
d'altres de la col·lecció
Pràctiques, laboratoris
Pràctiques 1 i 2 : Avaluació de pèrdues amb distints circuits d’ajuda a la commutació en un
interruptor MOS. Tècniques d’ajuda a la commutació ZCS i ZVS.
Simulació amb PSPICE
Objectius:
„
Familiaritzar l’estudiant amb els sistemes commutats. Discutir fulls de característiques de
components de potència (Diodos, Tiristores, Transistores MOS, IGBT , etc.
„
Estudiar el principi de la modulació PWM
ENGINYERIA EN AUTOMÀTICA I ELECTRÒNICA INDUSTRIAL
29507 Electrònica Industrial. Guia de l’assignatura
Aprovada en C.A.A.de data 8/06/05
Modificada en C.A.A de data 16/07/07
„
3
Avaluar les pèrdues de commutació, estudiar els circuits d’ajuda a la commutació R-C-D i avaluar
com milloren les pèrdues
Temps previst: 4 hores
Pràctiques 3 i 4: Rectificadors controlats monofàsics.
Simulació amb PSPICE i Tes. en maqueta de laboratori.
Objectius:
„
Familiaritzar al estudiant amb els rectificadors semicontrolats i totalment controlats.
„
Aclarir els conceptes de conducció continua i discontinua
„
Estudi energètic dels rectificadors totalment controlats, en règim de rectificador
d’ondulador no autònom.
„
Estudiar els efectes sobre la xarxa dels rectificadors
i en règim
Temps previst: 4 hores
Pràctiques 5 i 6: Convertidors CC/CC
Simulació amb PSPICE i Tes. en maqueta de laboratori.
Objectius:
„
Familiaritzar a l’estudiant amb les configuracions bàsiques de convertidors CC/CC usant eines de
simulació.
„
Estudiar un convertidor pont H amb diferents mètodes de control, per a construir convertidors
reversibles en tensió i/o corrent
Temps previst: 4 hores
Pràctiques 7 i 8: Onduladors trifàsics
Simulació amb PSPICE i Tes. en maqueta de laboratori.
Objectius:
„
Familiaritzar a l’estudiant amb les configuracions bàsiques d’ onduladors usant eines de
simulació.
„
Estudiar la modulació PWM amb patró senoidal. Simulació
„
Estudiar un convertidor pont trifàsic amb sortida senoidal obtinguda mitjançant modulació
vectorial.
Temps previst: 4 hores
Organització en mòduls i temps de dedicació de l’estudiant
ENGINYERIA EN AUTOMÀTICA I ELECTRÒNICA INDUSTRIAL
29507 Electrònica Industrial. Guia de l’assignatura
Aprovada en C.A.A.de data 8/06/05
Modificada en C.A.A de data 16/07/07
4
Cadascun dels capítols del programa constitueix un mòdul amb contingut temàtic separat.
Es preveu que l'estudiant dediqui a l'estudi un temps igual al de les sessions teòriques i pràctiques,
per tant la càrrega és de 60h
Mòdul
Dispositius de potencia
Rectificadors polifasics de potencia
Rectificadors controlats
Convertidors continua – continua
Onduladors
Convertidors ressonants
Convertidors aïllats per transformadors
Interruptors estàtics i reguladors per control de fase
Problemes
Pràctiques
Temps
de lectura
6h
7h
8h
8h
8h
5h
1h
2h
6h
10h
Temps
total
6h
7h
8h
8h
8h
5h
1h
2h
6h
10h
Importància i dificultat dels mòduls
Tots els mòduls tenen una importància i dificultat semblants
Materials
Bibliografia bàsica
Muhammad H Rashid , ELECTRONICA DE POTENCIA :Circuitos, dispositivos y aplicaciones (2ª
Ed.), Prentice Hall Hispanoamericana S.A. (1993)
José Balcells , APUNTES DE ELECTRONICA DE POTENCIA , Servei de Reprografía de la ETSEIT
(Revisados Febrero 2002)
Bibliografia complementària
Ned Mohan , Tore M. Undeland , William P. Robin ;
POWER ELECTRONICS: Converters ,
Applications and Design. ; John Willey & Sons. 2ª Ed. (1995)
Guy Séguier ; ELECTRONICA DE POTENCIA: Los convertidores estáticos de energía: Funciones
de base , Gustavo Gili (1985)
J.A. Gualda , S. Martinez , P.M. Martinez ; ELECTRONICA INDUSTRIAL: Técnicas de potencia ;
Marcombo (1995)
Avaluació
1) Examen Parcial a la setmana 7 ó 8 del Quadrimestre :
Matèria : Fins el mòdul 3 (Rectificadors Controlats) inclusiu
Pes: 25%
ENGINYERIA EN AUTOMÀTICA I ELECTRÒNICA INDUSTRIAL
29507 Electrònica Industrial. Guia de l’assignatura
Aprovada en C.A.A.de data 8/06/05
Modificada en C.A.A de data 16/07/07
2) Examen Parcial al final de Quadrimestre :
Matèria : Des del mòdul 4 fins al final
Pes: 45%
3) Valoració de pràctiques basada en els informes i assistència al laboratori
Pes: 30%
5