La Electrónica de Potencia es la gestión inteligente de la energía eléctrica a través de medios electrónicos.

La ubicación de la asignatura Electrónica de Potencia en el curso 3º del Grado en Ingeniería Electrónica Industrial y Automática, justifica la necesidad que haber cursado previamente los módulos básico y común de la rama industrial así como, su conocimiento para completar la formación de la rama específica. Especialmente es aconsejable tener aprobada la asignatura de Electrónica Industrial de 2º curso.

Está muy presente tanto en el mundo industrial como en nuestro entorno cotidiano. Es indispensable en la alimentación y control de la maquinaria de la producción industrial. Las aplicaciones se extienden desde el campo de la medicina (alimentación de implantes en el cuerpo humano), conversión en energías renovables, accionamientos industriales, superconductividad, aceleradores de partículas, gestión de energía en satélites, cocinas de inducción, control de vehículos eléctricos, trenes de alta velocidad, cargadores de baterías para teléfonos moviles y portátiles, etc.

1. Describir el funcionamiento de dispositivos electrónicos de potencia para su utilización en circuitos de conversión de energía.

2. Analizar y diseñar convertidores electrónicos de potencia a fin de utilizarlos en sistemas electrónicos de potencia.

3. Verificar la importancia de la utilización de herramientas de simulación en el diseño de circuitos electrónicos de potencia y sus limitaciones reales.

4. Construir y analizar circuitos convertidores de electrónica de potencia, utilizando instrumentos de medida de laboratorio, osciloscopios, analizadores de potencia, medidores de armónicos y fuentes bibliográficas especializadas.

CONTENIDO TEÓRICO:



Tema 1: Método de análisis de convertidores y de sus formas de onda.



Tema 2: Dispositivos semiconductores de potencia.



Tema 3: Elementos de protección de los dispositivos semiconductores de potencia.



Tema 4: Convertidores AC/DC. Rectificadores monofásicos y trifásicos.



Tema 5: Convertidores AC/AC. Reguladores de alterna.



Tema 6: Convertidores DC/DC. Aislados y no aislados.



Tema 7: Convertidores DC/AC. Inversores monofásicos y trifásicos.



Tema 8: Filtrado y Modulación.



Tema 9: Aplicaciones básicas de los diferentes tipos de convertidores.



CONTENIDO PRÁCTICO:



1ºPráctica: Análisis básico de los parámetros de las tres formas de onda en electrónica de potencia mediante diferentes tipos de cargas.



2ºPráctica: Rectificador monofásico conectado en puente con filtro LC. Factor de potencia PF y THD análisis de parámetros.



3ºPráctica: Análisis de los parámetros de las formas de onda de tensión, corriente y potencia con el simulador PSIM en el mundo del tiempo y en el mundo de la frecuencia.



4ºPráctica: Ensayo con rectificador trifásico conectado en puente y totalmente controlado, simulando al mismo tiempo el mismo convertidor con el simulador PSIM.



5ºPráctica: Ensayo con convertidores aislados y no aislados DC/DC, simulando al mismo tiempo los mismos convertidores con el simulador PSIM.



Práctica 6º: Inversor monofásico y trifásico de modulación cuadrada y modulación PWM DC/AC, simulación simultánea del mismo convertidor con el simulador PSIM.



7ºPráctica: Control de par y velocidad en motores de inducción mediante reguladores industriales de frecuencia ABB o Danfoss.

Esta materia se basa en la planificación del trabajo presencial y no presencial del alumnado.



Se utilizará una metodología basada en actividades presenciales:



1. Clases de teoría: En las clases Magistrales el profesor presentará los conceptos teóricos básicos.



2. Clases de Ejercicios: El profesor o la profesora resolverá los ejercicios relacionados con la teoría y, a su vez, se les propondrán otros ejercicios a los alumnos.



3. Prácticas de laboratorio: En cada tema en el laboratorio se montarán circuitos convertidores relacionados con la teoría y los ejercicios . En cada sesión práctica se realizará un pequeño test para evaluar los conceptos trabajados. La asistencia a prácticas será obligatoria.



4. Los convertidores estudiados en teoría se trabajarán en sesiones de práctica con el software PSIM o en casa



5. En las actividades no presenciales los alumnos realizan trabajos individuales y en grupos, pero siempre sin profesores, por ejemplo, simulaciones PSIM y diversos trabajos y estudios sistematizados.



Si las clases no pueden realizarse de forma presencial, se realizarán utilizando herramientas virtuales.

• Sistema de Evaluación Final
• Herramientas y porcentajes de calificación:
  • Prueba escrita a desarrollar (%): 75
  • Realización de prácticas (ejercicios, casos o problemas) (%): 25

SISTEMA DE EVALUACIÓN FINAL



INSTRUMENTOS Y PORCENTAJES DE CALIFICACIÓN



El método de evaluación será la evaluación final. Para analizar si el alumnado ha alcanzado las competencias se desarrollarán las siguientes pruebas:



- Prueba escrita de las materias impartidas tanto en las clases magistrales como en los ejercicios de clase, con una nota final del 75%.



- Quienes hayan realizado y superado las Prácticas de Laboratorio y las Simulaciones de PSIM no tienen que realizar el examen Práctico. El resto deberá superar un Examen de Montaje Práctico y de Simulación con el simulador PSIM en el que se valorarán los conocimientos sobre las aplicaciones de las técnicas experimentales de la asignatura, con una nota final del 25%.



Para aprobar toda la asignatura hay que superar estas dos pruebas. En consecuencia, es necesario obtener al menos los siguientes resultados de forma simultánea:



- 50% de la puntuación asignada a la prueba final escrita.



- 50% de la puntuación asignada a la prueba práctica.



Si no se supera alguna de las partes, la calificación máxima obtenida será de 4 y, por tanto, no se podrá aprobar la asignatura en estas condiciones.



Si en la convocatoria ordinaria se supera alguna parte, la calificación de dicha parte se mantiene hasta la convocatoria extraordinaria.



En caso de presentarse a la prueba escrita se consumirá la convocatoria.



Para renunciar a la convocatoria de asignaturas, en cualquier convocatoria, será suficiente con no presentarse a la prueba final, su nota será de no presentado.



En la prueba final (examen escrito), además de los instrumentos de escritura, se puede utilizar una calculadora científica.



En el caso de exámenes online se mantendrá todo lo anterior.



En caso de que el estado de salud impida la docencia y/o evaluación presencial, se acudirá a la actividad online y se le informará a los alumnos de dicha modificación.

SISTEMA DE EVALUACIÓN FINAL



INSTRUMENTOS Y PORCENTAJES DE CALIFICACIÓN



Las partes superadas en la convocatoria ordinaria se reservarán para la convocatoria extraordinaria.



En esta prueba de evaluación final extraordinaria se evaluarán todos los conocimientos y competencias correspondientes a la asignatura y se divide en dos apartados:



- Prueba escrita de las materias impartidas tanto en las clases magistrales como en los ejercicios de clase, con una nota final del 75%.



- Quienes hayan realizado y superado las Prácticas de Laboratorio y las Simulaciones de PSIM no tienen que realizar el examen Práctico. El resto deberá superar un Examen de Montaje Práctico y de Simulación con el simulador PSIM en el que se valorarán los conocimientos sobre las aplicaciones de las técnicas experimentales de la asignatura, con una nota final del 25%.



Para aprobar toda la asignatura hay que superar estas dos pruebas. En consecuencia, es necesario obtener al menos los siguientes resultados de forma simultánea:



- 50% de la puntuación asignada a la prueba final escrita.



- 50% de la puntuación asignada a la prueba práctica.



Si no se supera alguna de las partes, la calificación máxima obtenida será de 4 y, por tanto, no se podrá aprobar la asignatura en estas condiciones.



Para renunciar a la convocatoria de asignaturas, en cualquier convocatoria, será suficiente con no presentarse a la prueba final, no presentar su nota presentado.



En la prueba final (examen escrito), además de los instrumentos de escritura, se puede utilizar una calculadora científica.



En el caso de exámenes online se mantendrá todo lo anterior.



En caso de que el estado de salud impida la docencia y/o evaluación presencial, se acudirá a la actividad online y se le informará a los alumnos de dicha modificación.

Recursos que se facilitan en la plataforma eGELA sobre esta asignatura por parte del profesor.

Bibliografía básica

Daniel W.Hart "Electrónica de Potencia"

Editorial: Prentice Hall (2001)(ISBN 84-205-3179-0)



Andrés Barrado Bautista "Problemas de Electrónica de Potencia"

Editorial: Prentice Hall (2007)(ISBN 978-84-205-4652-0)



Muhammad Rashid "Electrónica de Potencia : Circuitos, dispositivos y aplicaciones"

Editorial: Prentice Hall (1993)(ISBN-968-880-586-6)



Cyril W.Lander "Power Electronics" (2º Edition)

Editorial: McGraw Hill (1987) (ISBN 0-07-084162-4)



José Manuel Benavent Garcia/Antonio Abellán Garcia "Electrónica de Potencia : Teoría y Aplicaciones" Editorial: Servicio de Publicaciones-Universidad Politécnica de Valencia (1999)(ISBN 84-7721-824-2)



Mohan/Undeland/Robins "Power Electrónics: Converters,applications and Design"

Editorial: John Wiley & Sons (1995)(ISBN 0-471-58408-8)



Ned Mohan "Solutions Manual to accompany POWER ELECTRONICS Converters, Applications, and Design" Second Edition (1995) (ISBN 0-471-30839-0)



Colin D.Simpson "Industrial Electronics" Editorial:Prentice Hall (1996) (ISBN 0-02-410622-4)

Bibliografía de profundización

Bimal, K. Bose "Modern Power Electronics and AC drives"
Editorial:Prentice Hall (2002) (ISBN 0-13-016743-6)

Revistas

IEEE Transactions on Power Electronics, (Edita: IEEE) (Temas específicos a nivel elevado)

Direcciones web

https://www.semikron-danfoss.com/ (Página de acceso a uno de los principales fabricantes mundiales de dispositivos. Hojas de características, módulos de aplicación, etc,)
http://www.fairchildsemi.com (Dispositivos de control de convertidores)
https://www.infineon.com/ (Fabricante de dispositivos. Características de los mismos y módulos de ensayo)
https://www.powerdesignerssibex.com/ (Aplicaciones, diseño, dispositivos...)
http://www.powersimtech.com (Página de descarga del simulador POWERSIM; proporciona modelos de convertidores y de controladores comerciales de circuitos de libre utilización).