Convertidors

Última modificació: 14-07-2016
220108 - Convertidors
Unitat responsable:
205 - ESEIAAT - Escola Superior d'Enginyeries Industrial, Aeroespacial i Audiovisual de
Terrassa
Unitat que imparteix:
710 - EEL - Departament d'Enginyeria Electrònica
Curs:
2016
Titulació:
GRAU EN ENGINYERIA EN TECNOLOGIES INDUSTRIALS (Pla 2010). (Unitat docent Obligatòria)
Crèdits ECTS:
4,5
Idiomes docència:
Català, Castellà, Anglès
Professorat
Responsable:
Josep Balcells
Altres:
Arias Pujol, Antoni
Lamich Arocas, Manuel
Capacitats prèvies
Coneixements de les bases de Teoria de Circuits
Coneixements de dispositius electrònics (Diodes, Transistors, MOS-FET).
Coneixements d'analisi de Fourier de l'assignatura de Càlcul
Competències de la titulació a les quals contribueix l'assignatura
Específiques:
1. Coneixement aplicat d'electrònica de potència
2. Coneixements dels fonaments de l'electrònica
3. Coneixement i utilització dels principis de teoria de circuits i màquines elèctriques
CC06. Conèixer i aplicar diversos blocs funcionals d'electrònica analògica específica.
CG02. Capacitat d'aplicar les tècniques de control i regulació de les màquines elèctriques per al control de moviment.
CC07. Aplicar sistemes electrònics de potència com blocs d'alimentació elèctrica. Identificar sistemes de gestió
energètica.
Metodologies docents
Activitats Presencials:
- Classes magistrals amb exposició de continguts teòrics i realització d'exercicis pràctics.
- Sessions de Laboratori treballant amb simuladors i maquetes
- Tutoria per a la realització d'un petit projecte amb diversos convertidors
Activitats no presencials evaluables:
- Informes de les pràctiques de Laboratori.
- Projecte i disseny per grups d'un convertidor
Objectius d'aprenentatge de l'assignatura
1/9
Universitat Politècnica de Catalunya
Última modificació: 14-07-2016
220108 - Convertidors
Mostrar als estudiants l'estructura i les aplicacions dels diferents tipus de convertidors de potencia i capacitar-los per
dimensionar els components que els integren. Estudi dels convertidors emprats en accionaments de màquines elèctriques,
en acoblament de fonts renovables a la xarxa elèctrica, en fonts ininterrompudes (SAI) i fonts d'alimentació en general.
Donar les bases per dur a terme el control dels esmentats convertidors (lligant amb les assignatures d'Automàtica).
Estudi de les transferències de potencia entre sistemes elèctrics i en sistemes electromecànics mitjant convertidors. Estudi
del rendiment dels sistemes anteriors. Estudi de les pertorbacions que generen els convertidors a nivel de xarxa eléctrica i
de camps electromagnètics propers .
Hores totals de dedicació de l'estudiantat
Dedicació total: 112h 30m
Hores grup gran:
31h
27.56%
Hores grup petit:
14h
12.44%
Hores aprenentatge autònom:
67h 30m
60.00%
2/9
Universitat Politècnica de Catalunya
Última modificació: 14-07-2016
220108 - Convertidors
Continguts
Dispositius de potència
Dedicació: 15h
Grup gran: 2h
Grup petit: 3h
Aprenentatge autònom: 10h
Descripció:
Diodes en commutació
Tiristors
Transistors MOS-FET, IGBT i MCT
Estudi de característiques dels diferents commutadors
Càlcul de perdues de conducció i de commutació
Components passius de potencia
Activitats vinculades:
ACTIVITAT 1
Objectius específics:
Coneixer el comportament i característiques dels principals dispositius de potència
Eines de simulació
Dedicació: 7h
Grup petit: 2h
Aprenentatge autònom: 5h
Descripció:
Simulador de circuits ORCAD PSpice
Simulador de circuits i sistemes Matlab-Simulink
Toolbox "Sim Power Systems"
Activitats vinculades:
ACTIVITAT 2
Objectius específics:
Disposar d'eines de simulació per avaluar el comportament dels dispositius i sistemes de potència
3/9
Universitat Politècnica de Catalunya
Última modificació: 14-07-2016
220108 - Convertidors
Rectificadors no controlats
Dedicació: 20h
Grup gran: 6h
Grup petit: 2h
Aprenentatge autònom: 12h
Descripció:
Transformadors per generar sistemes polifàsics
Estructura i càlculs de tensions i corrents
Cálcul de perdues i refredament
Efectes sobre la xarxa: Factor de potència i harmonics
Activitats vinculades:
ACTIVITAT 1 i ACTIVITAT 2
Objectius específics:
Coneixer la conversió CA-CC
Aprendre a fer calculs i dimensionar rectificadors no controlats
Rectificadors controlats
Dedicació: 20h
Grup gran: 6h
Grup petit: 2h
Aprenentatge autònom: 12h
Descripció:
Estructura i càlculs de tensions i corrents
Cálcul de perdues i refredament
Efectes sobre la xarxa: Factor de potència i harmonics
Métodes de control
Diagrames de potencia en 2 i 4 quadrants
Activitats vinculades:
ACTIVITAT 1 i ACTIVITAT 2
Objectius específics:
Coneixer la conversió CA-CC amb regulació de la sortida CC
Aprendre a fer calculs i dimensionar rectificadors controlats
4/9
Universitat Politècnica de Catalunya
Última modificació: 14-07-2016
220108 - Convertidors
Convertidors CC-CC
Dedicació: 20h
Grup gran: 6h
Grup petit: 2h
Aprenentatge autònom: 12h
Descripció:
Tipus i càlculs de tensions i corrents
Metodes de control. Models promitjats
Convertidors CC-CC de 2 i 4 quadrants
Activitats vinculades:
ACTIVITAT 1 i ACTIVITAT 2
Objectius específics:
Coneixer la conversió CC-CC
Aprendre a fer calculs i dimensionar convertidors CC-CC
Onduladors
Dedicació: 26h
Grup gran: 9h
Grup petit: 3h
Aprenentatge autònom: 14h
Descripció:
Tipus i càlculs de tensions i corrents
Metodes de control.
Control Vectorial
Convertidors ressonants
Activitats vinculades:
ACTIVITAT 1 i ACTIVITAT 2
Objectius específics:
Coneixer la conversió CC-CA
Aprendre a fer calculs i dimensionar onduladors
5/9
Universitat Politècnica de Catalunya
Última modificació: 14-07-2016
220108 - Convertidors
Interruptors estàtics i reguladors per control de
fase
Dedicació: 4h 30m
Grup gran: 2h
Aprenentatge autònom: 2h 30m
Descripció:
Tipus i càlculs de tensions i corrents
Metodes de control.
Activitats vinculades:
ACTIVITAT 1
Objectius específics:
Coneixer l'estructura i les tècniques de control de convertidors CA-CA per control de fase
Aprendre a fer calculs i dimensionar convertidors CA-CA per control de fase
6/9
Universitat Politècnica de Catalunya
Última modificació: 14-07-2016
220108 - Convertidors
Planificació d'activitats
Dedicació: 73h 30m
Grup gran: 28h
Aprenentatge autònom: 45h 30m
ACTIVITAT 1- CLASSES TEÒRIQUES I
EXERCICIS NUMÉRICS
Descripció:
Ensenyament de conceptes teòrics i realització d'exercicis numèrics sobre els diferents temes. Proposta d'algun
petit disseny o exercici numèric.
Material de suport:
Aula amb mitjans audiovisuals (ordinador i canó)
Descripció del lliurament esperat i vincles amb l'avaluació:
Es proposaran exercicis de disseny o càlcul numéric per tal de tutelar que l'estudiant està dedicant el temps
necessari d'aprenentatge autònom.
Objectius específics:
Transmetre els coneixements teòrics necessaris i lligar-los amb exercicis pràctics de càlcul o de disseny de
convertidors.
Dedicació: 20h
Grup petit: 10h
Aprenentatge autònom: 10h
ACT 2- PRÀCTIQUES LABORATORI
Descripció:
Realització de pràctiques amb maquetes o simulades per computador. El nombre de pràctiques previst es de 5
Material de suport:
Laboratori equipat amb 20 llocs de treball . Cada lloc de treball està equipat amb un ordinador,osciloscop, tester i
algunes maquetes per experimentar. L'ordinador té software per simulació basat en Matlab-Simulink i en PSpice o
programes similars que permetin simulació de circuits electrònics
Descripció del lliurament esperat i vincles amb l'avaluació:
Cada estudiant haura de lliurar un informe de cadascuna de les pràctiques realitzades
Objectius específics:
Practicar els conceptes teórics i poder simular y experimentar amb el comportament de diferents convertidors al
canviar condicions de càrrega o modificar determinades parts del disseny
ACT 3- PETITS PROJECTES DE DISSENY
Dedicació: 16h
Grup petit: 4h
Aprenentatge autònom: 12h
Descripció:
Es presentaran diferents propostes de disseny de convertidors o variants de convertidors estudiats a classe
Material de suport:
Laboratori amb ordinador i programes de simulació
Descripció del lliurament esperat i vincles amb l'avaluació:
Es proposaran diferents dissenys per tal que els estudiants els desenvolupin en equips de 2 ó 3 persones
7/9
Universitat Politècnica de Catalunya
Última modificació: 14-07-2016
220108 - Convertidors
Objectius específics:
Que l'estudiant s'enfronti a un problema de disseny real, havent d'inventar o cercar dades i triant entre diferents
opcions
Dedicació: 1h
Grup gran: 1h
ACT 4- EXAMEN PARCIAL
Descripció:
Avaluació de continguts teorics
Material de suport:
Aula
Descripció del lliurament esperat i vincles amb l'avaluació:
Examen
Objectius específics:
Avaluació de continguts teorics fins a Modul 4 (aprox)
Dedicació: 2h
Grup gran: 2h
ACT 5- EXAMEN FINAL
Descripció:
Avaluació final dels continguts teòrics
Material de suport:
Aula
Descripció del lliurament esperat i vincles amb l'avaluació:
Examen Final
Objectius específics:
Avaluació final dels continguts teòrics
Sistema de qualificació
1
1
1
1
Examen parcial 30%
Examen Final 35%
Pràctiques de simulació de convertidors: Informe de cadascuna de les pràctiques (3 en total) i Test de pràctiques 25%
Treball o petit projecte d'aplicació de convertidors , 10%
Tothom que no pugui realitzar l'examen parcial, o que el suspengui, tindrà l'opció de recuperar-lo posteriorment.
Normes de realització de les activitats
Els informes de pràctiques s'hauran de lliurar la setmana després d'haver-la fet al Laboratori
El petit projecte s'haura d'entregar , com a màxim una setmana després de finalitzar el periode lectiu del quadrimestre.
8/9
Universitat Politècnica de Catalunya
Última modificació: 14-07-2016
220108 - Convertidors
Bibliografia
Bàsica:
Ballester, E.; Piqué, R. Electrónica de potencia: principios fundamentales y estructuras básicas. Barcelona: Marcombo, 2011.
ISBN 9788426716699.
Complementària:
Rashid, M. H. Electrónica de potencia: circuitos, dispositivos y aplicaciones. 3ª ed. México: Prentice Hall Hispanoamericana,
2004. ISBN 9702605326.
Altres recursos:
Apunts i Software
Material audiovisual
Apunts
Apunts de l'assignatura dipositats a PLATAFORMA MOODLE, ATENEA
Material informàtic
Software Matlab-Simulink amb Toolbox "Sim Power Systems"
Programa per simulació de circuits i sistemes elèctrics, electromecànics i altres
Software ORCAD=PSpice
Programa simulació de dispositius i circuits elèctrics i electrònics
9/9
Universitat Politècnica de Catalunya