convertidores electrónicos

HOJA 1 DE 5
DEPARTAMENTO DE TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA
Universidad
de
Vigo
ASIGNATURA: CONVERTIDORES ELECTRÓNICOS
CÓDIGO: 309 110 540 0
CURSO ACADÉMICO: 2010-2011
PROGRAMA DE LA ASIGNATURA:
CONVERTIDORES ELECTRÓNICOS
CENTRO: E. T. S. DE INGENIEROS de MINAS
TITULACIÓN: INGENIERO DE MINAS
ORIENTACIÓN: ENERGÍA
CURSO: 5º
TIPO DE ASIGNATURA: OPTATIVA
CRÉDITOS: 3 CRÉDITOS (1,5 TEORÍA + 1,5 LABORATORIO)
PROFESORADO:
TEORÍA Y LABORATORIO:
D. Camilo Quintans Graña (Código: 1766)
Tutorias: Martes: 9-10 y 14-15, Miercoles: 10-12, Jueves: 13-14, Viernes: 13-14
D. Jorge Marcos Acevedo (Profesor coordinador) (Código: 384)
Tutorías: Jueves de 9:00 a 11:00, Viernes de 10:00 a 12:00
(Despacho 231)
Fdo: Jorge Marcos Acevedo
Fdo: Camilo Quintans Graña
HOJA 2 DE 5
DEPARTAMENTO DE TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA
Universidad
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ASIGNATURA: CONVERTIDORES ELECTRÓNICOS
CÓDIGO: 309 110 540 0
CURSO ACADÉMICO: 2010-2011
OBJETIVOS
Introducir al alumno en el estudio de los fundamentos de la electrónica de potencia, los dispositivos
electrónicos que se utilizan y los diferentes montajes de conversión de energía: CA/CC, CA/CA, CC/CC y
CC/CA.
MÉTODO DOCENTE
Para la docencia teórica se utilizarán los medios materiales existentes en las aulas para la
proyección de transparencias y exposiciones. Para la docencia práctica se dispone de los laboratorios que
el Departamento de Tecnología Electrónica dispone en las instalaciones de la E.T.S.I.I.
EVALUACIÓN
Se realizará un examen final teórico-práctico, cuya puntuación se valorará entre 0 y 10 puntos, y
cuya fecha será fijada por la Jefatura de Estudios. La evaluación de las prácticas de laboratorio se llevará
a cabo mediante un seguimiento directo del alumno y la corrección de las memorias de cada práctica. Los
alumnos que hayan superado el programa de prácticas en cursos anteriores, les serán convalidadas
durante el presente curso académico.
PRERREQUISITOS Y CORREQUISITOS RECOMENDADOS
Prerrequisitos: Estar matriculado de la asignatura de Electrónica de 3º curso.
Correquisitos: Ninguno
HORARIOS, GRUPOS DE PRÁCTICAS, FECHAS DE EXÁMENES Y TRIBUNALES
EXTRAORDINARIOS
Los horarios de clases de teoría y de laboratorio, los grupos de prácticas de laboratorio, el lugar, día
y hora de los exámenes, serán los establecidos por la Jefatura de Estudios de la E.T.S.I.M. y se pueden
consultar en la siguiente dirección web:
http:/www./minas.uvigo.es/
Fdo: Jorge Marcos Acevedo
Fdo: Camilo Quintans Graña
HOJA 3 DE 5
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ASIGNATURA: CONVERTIDORES ELECTRÓNICOS
CÓDIGO: 309 110 540 0
CURSO ACADÉMICO: 2010-2011
PROGRAMA DE TEORIA (15HT)
I.
INTRODUCCIÓN (1H)
Tema 1.Introducción a los convertidores electrónicos
Historia de la Electrónica de potencia. Campos de aplicación de la electrónica de
potencia. Clasificación de los convertidores electrónicos. Clasificación de los dispositivos
electrónicos para aplicaciones de electrónica de potencia.
II.
COMPONENTES ELECTRÓNICOS DE POTENCIA (2H)
Tema 2.Dispositivos semiconductores I
Diodo rectificador. Transistor de potencia de unión (BJT). Transistor MOSFET. Transistor
IGBT. Circuitos de base y puerta.
Tema 3.-
Dispositivos semiconductores II
Rectificador controlado de silicio (SCR). Triac. Tiristor con bloqueo por puerta (GTO).
Circuitos de disparo y bloqueo. Componentes de disparo: Transistor monounión (UJT),
transistor monounión programable (PUT), el DIAC.
III.
CONVERTIDORES ALTERNA-CONTINUA (2H)
Tema 4.Rectificación polifásica
Introducción. Esquemas generales. Valor medio de la tensión rectificada. Rendimientos.
Potencia suministrada y potencia aparente. Factores de potencia y de desplazamiento.
Equipos rectificadores trifásicos de media y doble onda.
Tema 5.-
Rectificación controlada
Fundamentos de la rectificación controlada. Configuraciones. Tensión en vacío y en
carga. Variación de la tensión de salida. Conmutación no instantánea. Conmutación con
diodo de libre circulación. Convertidores de media onda. Convertidores de doble onda
semicontrolados y totalmente controlados. Influencia de la carga.
IV.
CONVERTIDORES ALTERNA-ALTERNA (2H)
Tema 6.Cicloconvertidores
Introducción. Cicloconvertidores monofásicos. Cicloconvertidores trifásicos. Conmutación
natural.
Tema 7.-
Reguladores de corriente alterna
Generalidades. Control integral. Control de fase. Reguladores monofásicos. Influencia del
tipo de carga. Reguladores trifásicos.
Fdo: Jorge Marcos Acevedo
Fdo: Camilo Quintans Graña
HOJA 4 DE 5
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Vigo
V.
ASIGNATURA: CONVERTIDORES ELECTRÓNICOS
CÓDIGO: 309 110 540 0
CURSO ACADÉMICO: 2010-2011
CONVERTIDORES CONTINUA-ALTERNA (2H)
Tema 8.-
Inversores estáticos: Introducción
Introducción. Clasificación. Configuraciones del circuito de potencia. Inversores trifásicos.
Funcionamiento como fuente de tensión y como fuente de corriente.
Tema 9.-
Control de la tensión
Generalidades. Métodos de control de la tensión. Modulación del ancho del pulso.
Filtrado de la tensión de salida.
Tema 10.-
Inversores de conmutación forzada
Introducción y clasificación. Modo de operación de los inversores de conmutación
forzada.
VI.
CONVERTIDORES CONTINUA-CONTINUA (2H)
Tema 11.-
Convertidores CC/CC con tiristores
Convertidor con frecuencia variable: bloqueo por LC. Convertidor con tiempo de
conducción variable: bloqueo por condensador en paralelo. Circuito de Jones.
Tema 12.-
Convertidores CC/CC conmutados PWM con transistores
Introducción. Modos de operación de las distintas topologías: sin aislamiento y un único
transistor, con aislamiento y un único transistor, con aislamiento y varios transistores.
VII.
APLICACIONES (4H)
Tema 13.-
Aplicaciones industriales de los convertidores electrónicos
Cargadores de baterías. Sistemas de alimentación ininterrumpida. Control de velocidad
de motores CC. Control de velocidad de motores CA. Otras aplicaciones.
Fdo: Jorge Marcos Acevedo
Fdo: Camilo Quintans Graña
HOJA 5 DE 5
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ASIGNATURA: CONVERTIDORES ELECTRÓNICOS
CÓDIGO: 309 110 540 0
CURSO ACADÉMICO: 2010-2011
PROGRAMA DE PRACTICAS DE LABORATORIO
Práctica nº 1.- Dispositivos. Transistores de potencia.(3H)
Conmutación de transistores MOSFET y transistores bipolares.
Práctica nº 2.- Rectificación. Conversión trifásica de doble onda.(3H)
Circuito de mando y control. Montaje semicontrolado. Montaje totalmente controlado.
Práctica nº 3.- Regulador de alterna trifásico.(3H)
Circuito de mando y control. Arranque suave de motor de alterna.
Práctica nº 4.- Inversión. Conversión trifásica con transistores.(3H)
Circuito de mando y control. Montaje en puente. Carga con motor asíncrono.
Práctica nº 5.- Conversión continua-continua. (3H)
Circuito de mando y control. Montaje en puente. Carga con motor de contínua.
BIBLIOGRAFÍA
Bibliografía básica
[1] ELECTRÓNICA DE POTENCIA. COMPONENTES, TOPOLOGÍAS, EQUIPOS. S. Martínez, J.A.
Gualda Gil. ISBN: 84-9732-397-1. Thomson-Paraninfo. 2006.
Bibliografía complementaría
[1] ELECTRÓNICA DE POTENCIA, CIRCUITOS, DISPOSITIVOS Y APLICACIONES. Tercera
edición. Muhammad Rashid. Prentice Hall, 2004.
[2] CONVERTIDORES ALTERNA-CONTINUA CON TIRISTORES. J.Peracaula Roura. Marcombo.
1990
[3]
ELECTRÓNICA DE POTENCIA: LOS CONVERTIDORES ESTÁTICOS DE ENERGÍA.
CONVERSIÓN ALTERNA-ALTERNA. C.Rombaut, GF.Seguier y R.Bausiere. Gustavo Gili. 1987.
[4]
ELECTRÓNICA DE POTENCIA: LOS CONVERTIDORES ESTÁTICOS DE ENERGÍA.
CONVERSIÓN ALTERNA-CONTINUA. Guy Seguier. Gustavo Gili. 1987.
[5]
ELECTRÓNICA INDUSTRIAL. TÉCNICAS DE POTENCIA. J.A.Gualda, S.Martinez y
P.M.Martinez. Marcombo. 1993.
[6] POWER ELECTRONICS: CONVERTERS, APPLICATIONS AND DESIGN. N. Mohan, T.M.
Undeland, W.P. Robbins. John Wiley & Sons. 1989.
Fdo: Jorge Marcos Acevedo
Fdo: Camilo Quintans Graña
HOJA 1 DE 5
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ASIGNATURA: CONVERTIDORES ELECTRÓNICOS
CÓDIGO: 309 110 540 0
CURSO ACADÉMICO: 2010-2011
PROGRAMA DE LA ASIGNATURA:
CONVERTIDORES ELECTRÓNICOS
CENTRO: E. T. S. DE INGENIEROS de MINAS
TITULACIÓN: INGENIERO DE MINAS
ORIENTACIÓN: ENERGÍA
CURSO: 5º
TIPO DE ASIGNATURA: OPTATIVA
CRÉDITOS: 3 CRÉDITOS (1,5 TEORÍA + 1,5 LABORATORIO)
PROFESORADO:
TEORÍA Y LABORATORIO:
D. Camilo Quintans Graña (Código: 1766)
Tutorias: Martes: 9-10 y 14-15, Miercoles: 10-12, Jueves: 13-14, Viernes: 13-14
D. Jorge Marcos Acevedo (Profesor coordinador) (Código: 384)
Tutorías: Jueves de 9:00 a 11:00, Viernes de 10:00 a 12:00
(Despacho 231)
Fdo: Jorge Marcos Acevedo
Fdo: Camilo Quintans Graña
HOJA 2 DE 5
DEPARTAMENTO DE TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA
Universidad
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Vigo
ASIGNATURA: CONVERTIDORES ELECTRÓNICOS
CÓDIGO: 309 110 540 0
CURSO ACADÉMICO: 2010-2011
OBJETIVOS
Introducir al alumno en el estudio de los fundamentos de la electrónica de potencia, los dispositivos
electrónicos que se utilizan y los diferentes montajes de conversión de energía: CA/CC, CA/CA, CC/CC y
CC/CA.
MÉTODO DOCENTE
Para la docencia teórica se utilizarán los medios materiales existentes en las aulas para la
proyección de transparencias y exposiciones. Para la docencia práctica se dispone de los laboratorios que
el Departamento de Tecnología Electrónica dispone en las instalaciones de la E.T.S.I.I.
EVALUACIÓN
Se realizará un examen final teórico-práctico, cuya puntuación se valorará entre 0 y 10 puntos, y
cuya fecha será fijada por la Jefatura de Estudios. La evaluación de las prácticas de laboratorio se llevará
a cabo mediante un seguimiento directo del alumno y la corrección de las memorias de cada práctica. Los
alumnos que hayan superado el programa de prácticas en cursos anteriores, les serán convalidadas
durante el presente curso académico.
PRERREQUISITOS Y CORREQUISITOS RECOMENDADOS
Prerrequisitos: Estar matriculado de la asignatura de Electrónica de 3º curso.
Correquisitos: Ninguno
HORARIOS, GRUPOS DE PRÁCTICAS, FECHAS DE EXÁMENES Y TRIBUNALES
EXTRAORDINARIOS
Los horarios de clases de teoría y de laboratorio, los grupos de prácticas de laboratorio, el lugar, día
y hora de los exámenes, serán los establecidos por la Jefatura de Estudios de la E.T.S.I.M. y se pueden
consultar en la siguiente dirección web:
http:/www./minas.uvigo.es/
Fdo: Jorge Marcos Acevedo
Fdo: Camilo Quintans Graña
HOJA 3 DE 5
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ASIGNATURA: CONVERTIDORES ELECTRÓNICOS
CÓDIGO: 309 110 540 0
CURSO ACADÉMICO: 2010-2011
PROGRAMA DE TEORIA (15HT)
I.
INTRODUCCIÓN (1H)
Tema 1.Introducción a los convertidores electrónicos
Historia de la Electrónica de potencia. Campos de aplicación de la electrónica de
potencia. Clasificación de los convertidores electrónicos. Clasificación de los dispositivos
electrónicos para aplicaciones de electrónica de potencia.
II.
COMPONENTES ELECTRÓNICOS DE POTENCIA (2H)
Tema 2.Dispositivos semiconductores I
Diodo rectificador. Transistor de potencia de unión (BJT). Transistor MOSFET. Transistor
IGBT. Circuitos de base y puerta.
Tema 3.-
Dispositivos semiconductores II
Rectificador controlado de silicio (SCR). Triac. Tiristor con bloqueo por puerta (GTO).
Circuitos de disparo y bloqueo. Componentes de disparo: Transistor monounión (UJT),
transistor monounión programable (PUT), el DIAC.
III.
CONVERTIDORES ALTERNA-CONTINUA (2H)
Tema 4.Rectificación polifásica
Introducción. Esquemas generales. Valor medio de la tensión rectificada. Rendimientos.
Potencia suministrada y potencia aparente. Factores de potencia y de desplazamiento.
Equipos rectificadores trifásicos de media y doble onda.
Tema 5.-
Rectificación controlada
Fundamentos de la rectificación controlada. Configuraciones. Tensión en vacío y en
carga. Variación de la tensión de salida. Conmutación no instantánea. Conmutación con
diodo de libre circulación. Convertidores de media onda. Convertidores de doble onda
semicontrolados y totalmente controlados. Influencia de la carga.
IV.
CONVERTIDORES ALTERNA-ALTERNA (2H)
Tema 6.Cicloconvertidores
Introducción. Cicloconvertidores monofásicos. Cicloconvertidores trifásicos. Conmutación
natural.
Tema 7.-
Reguladores de corriente alterna
Generalidades. Control integral. Control de fase. Reguladores monofásicos. Influencia del
tipo de carga. Reguladores trifásicos.
Fdo: Jorge Marcos Acevedo
Fdo: Camilo Quintans Graña
HOJA 4 DE 5
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V.
ASIGNATURA: CONVERTIDORES ELECTRÓNICOS
CÓDIGO: 309 110 540 0
CURSO ACADÉMICO: 2010-2011
CONVERTIDORES CONTINUA-ALTERNA (2H)
Tema 8.-
Inversores estáticos: Introducción
Introducción. Clasificación. Configuraciones del circuito de potencia. Inversores trifásicos.
Funcionamiento como fuente de tensión y como fuente de corriente.
Tema 9.-
Control de la tensión
Generalidades. Métodos de control de la tensión. Modulación del ancho del pulso.
Filtrado de la tensión de salida.
Tema 10.-
Inversores de conmutación forzada
Introducción y clasificación. Modo de operación de los inversores de conmutación
forzada.
VI.
CONVERTIDORES CONTINUA-CONTINUA (2H)
Tema 11.-
Convertidores CC/CC con tiristores
Convertidor con frecuencia variable: bloqueo por LC. Convertidor con tiempo de
conducción variable: bloqueo por condensador en paralelo. Circuito de Jones.
Tema 12.-
Convertidores CC/CC conmutados PWM con transistores
Introducción. Modos de operación de las distintas topologías: sin aislamiento y un único
transistor, con aislamiento y un único transistor, con aislamiento y varios transistores.
VII.
APLICACIONES (4H)
Tema 13.-
Aplicaciones industriales de los convertidores electrónicos
Cargadores de baterías. Sistemas de alimentación ininterrumpida. Control de velocidad
de motores CC. Control de velocidad de motores CA. Otras aplicaciones.
Fdo: Jorge Marcos Acevedo
Fdo: Camilo Quintans Graña
HOJA 5 DE 5
DEPARTAMENTO DE TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA
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ASIGNATURA: CONVERTIDORES ELECTRÓNICOS
CÓDIGO: 309 110 540 0
CURSO ACADÉMICO: 2010-2011
PROGRAMA DE PRACTICAS DE LABORATORIO
Práctica nº 1.- Dispositivos. Transistores de potencia.(3H)
Conmutación de transistores MOSFET y transistores bipolares.
Práctica nº 2.- Rectificación. Conversión trifásica de doble onda.(3H)
Circuito de mando y control. Montaje semicontrolado. Montaje totalmente controlado.
Práctica nº 3.- Regulador de alterna trifásico.(3H)
Circuito de mando y control. Arranque suave de motor de alterna.
Práctica nº 4.- Inversión. Conversión trifásica con transistores.(3H)
Circuito de mando y control. Montaje en puente. Carga con motor asíncrono.
Práctica nº 5.- Conversión continua-continua. (3H)
Circuito de mando y control. Montaje en puente. Carga con motor de contínua.
BIBLIOGRAFÍA
Bibliografía básica
[1] ELECTRÓNICA DE POTENCIA. COMPONENTES, TOPOLOGÍAS, EQUIPOS. S. Martínez, J.A.
Gualda Gil. ISBN: 84-9732-397-1. Thomson-Paraninfo. 2006.
Bibliografía complementaría
[1] ELECTRÓNICA DE POTENCIA, CIRCUITOS, DISPOSITIVOS Y APLICACIONES. Tercera
edición. Muhammad Rashid. Prentice Hall, 2004.
[2] CONVERTIDORES ALTERNA-CONTINUA CON TIRISTORES. J.Peracaula Roura. Marcombo.
1990
[3]
ELECTRÓNICA DE POTENCIA: LOS CONVERTIDORES ESTÁTICOS DE ENERGÍA.
CONVERSIÓN ALTERNA-ALTERNA. C.Rombaut, GF.Seguier y R.Bausiere. Gustavo Gili. 1987.
[4]
ELECTRÓNICA DE POTENCIA: LOS CONVERTIDORES ESTÁTICOS DE ENERGÍA.
CONVERSIÓN ALTERNA-CONTINUA. Guy Seguier. Gustavo Gili. 1987.
[5]
ELECTRÓNICA INDUSTRIAL. TÉCNICAS DE POTENCIA. J.A.Gualda, S.Martinez y
P.M.Martinez. Marcombo. 1993.
[6] POWER ELECTRONICS: CONVERTERS, APPLICATIONS AND DESIGN. N. Mohan, T.M.
Undeland, W.P. Robbins. John Wiley & Sons. 1989.
Fdo: Jorge Marcos Acevedo
Fdo: Camilo Quintans Graña