Datos básicos de la asignaturaTitulación: Grado en Ingeniería de la Energía por la Un. de Sevilla y la Un. de MálagaAño plan de estudio: 2011

Curso implantación: 2019-20Centro responsable: E.T.S. de Ingeniería

Nombre asignatura: Sistemas Electrónicos de Conversión de PotenciaCódigo asigantura: 2210055Tipología: OPTATIVACurso: 4Periodo impartición: Primer cuatrimestre

Créditos ECTS: 4,5Horas totales: 112,5Área/s: Tecnología ElectrónicaDepartamento/s: Ingeniería Electrónica

Coordinador de la asignatura

PORTILLO GUISADO RAMON CARLOS

Profesorado

Profesorado del grupo principal:

GARCIA FRANQUELO LEOPOLDO

LEON GALVAN JOSE IGNACIO

PORTILLO GUISADO RAMON CARLOS

VAZQUEZ PEREZ SERGIO

Objetivos y competencias

OBJETIVOS:

Al terminar con éxito esta asignatura, los estudiantes serán capaces de:

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- Identificar los diferentes sistemas y componentes electrónicos de potencia que forman parte del

acondicionamiento de la energía eléctrica.

- Enumerar los diferentes tipos y características principales de los convertidores electrónicos de

potencia que se aplican al aprovechamiento de fuentes de energía renovable y la distribución

eléctrica.

- Analizar el comportamiento detallado de un convertidor electrónico de potencia desde el punto de

vista eléctrico/electrónico.

- Diseñar un sistema electrónico de potencia con aplicación al acondicionamiento de fuentes de

energía renovable y/o distribución eléctrica partiendo de unas especificaciones determinadas.

- Comprender y aplicar técnicas de control específicas a convertidores electrónicos de potencia.

COMPETENCIAS BÁSICAS

CB01 Demostrar poseer y comprender conocimientos en un área de estudio que parte de la base

de la educación secundaria general, y se suele encontrar a un nivel que, si bien se apoya en libros

de texto avanzados, incluye también algunos aspectos que implican conocimientos procedentes de

la vanguardia de su campo de estudio.

CB02 Saber aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean

las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y

la resolución de problemas dentro de su área de estudio.

CB03 Tener la capacidad de reunir e interpretar datos relevantes (normalmente dentro de su área

de estudio) para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole social,

científica o ética.

CB04 Poder transmitir información, ideas, problemas y soluciones a un público tanto especializado

como no especializado.

CB05 Haber desarrollado aquellas habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios

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posteriores con un alto grado de autonomía.

COMPETENCIAS GENÉRICAS

G01 Conocer y aplicar conocimientos de ciencias y tecnologías básicas a la práctica de la

Ingeniería de la Energía

G02 Poseer capacidad para diseñar, desarrollar, implementar, gestionar y mejorar productos,

sistemas y procesos en los distintos ámbitos energéticos, usando técnicas analíticas,

computacionales o experimentales apropiadas.

G03 Comprender el impacto de la ingeniería energética en el medio ambiente, el desarrollo

sostenible de la sociedad y la importancia de trabajar en un entorno profesional y responsable.

G04 Fomentar el espíritu emprendedor.

G05 Fomentar y garantizar el respeto a los Derechos Humanos y a los principios de accesibilidad

universal, igualdad, no discriminación y los valores democráticos y de la cultura de la paz.

G06 Capacidad de trabajar en un entorno bilingüe inglés-castellano.

G07 Capacidad para reconocer cuándo se necesita información, dónde localizarla, cómo evaluar su

idoneidad y darle el uso adecuado de acuerdo con el problema que se plantea.

G08 Capacidad para comunicar y transmitir conocimientos, haciendo un uso adecuado de los

recursos de expresión oral y escrita.

COMPETENCIAS ESPECÍFICAS

AEE07 Conocimiento aplicado de electrónica de potencia.

ER08 Conocimiento aplicado de electrónica de potencia.

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Contenidos o bloques temáticos

INTRODUCCIÓN A LA ELECTRÓNICA DE POTENCIA

DISPOSITIVOS DE POTENCIA

CONVERTIDORES CA/CC

CONVERTIDORES CC/CC

CONVERTIDORES CC/CA

Relación detallada y ordenación temporal de los contenidos

Tema 1. INTRODUCCIÓN AL MODELADO Y ANÁLISIS DE CIRCUITOS DE POTENCIA (2 horas)

1.1 ELECTRONICA DE POTENCIA. GENERALIDADES

1.2 REGLAS PARA EL ANÁLISIS DE CIRCUITOS DE POTENCIA

1.3 DESARROLLO EN SERIE DE FOURIER

1.3.1 Cálculo de armónicos

1.3.2 Potencia

1.3.3 Cálculo de figuras de méritos

Tema 2. RECTIFICADORES NO CONTROLADOS (3 h)

2.1INTRODUCCIÓN

2.2 DIODO DE POTENCIA

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2.2.1 Constitución, funcionamiento y características

2.3RECTIFICADOR MONOFÁSICO

2.3.1Rectificador media onda

2.3.2Puente completo monofásico

2.3.2.1Conmutación instantánea

2.3.2.2Conmutación no instantánea

2.4RECTIFICADORES POLIFÁSICOS

2.4.1Conceptos básicos de las redes trifásicas

2.4.2Rectificador trifásico de mediaonda

2.4.2.1 Conmutación instantánea

2.4.2.2Conmutación no instantánea

2.4.3Puente completo trifásico

2.4.3.1Conmutación instantánea

2.4.3.2Conmutación no instantánea

Tema 3. RECTIFICADORES CONTROLADOS (4 h)

3.1INTRODUCCIÓN

3.2 TIRISTOR

3.2.1 Constitución, funcionamiento y características

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3.3RECTIFICADOR MONOFÁSICO

3.3.1Rectificador media onda

3.3.2Rectificador de media onda con diodo de libre circulación

3.3.3Puente completo monofásico

3.3.3.1Conmutación instantánea

3.3.3.2Conmutación no instantánea

3.4RECTIFICADORES POLIFÁSICOS

3.4.1Rectificador trifásico de mediaonda

3.4.1.1 Conmutación instantánea

3.4.1.2Conmutación no instantánea

3.4.2Puente completo trifásico

3.4.2.1Conmutación instantánea

3.4.2.2Conmutación no instantánea

3.5RECTIFICADORES SEMICONTROLADOS

Tema 4. CONVERTIDORES DC/DC SIN AISLAMIENTO (6 h)

4.1 INTRODUCCIÓN

4.2 MOSFET DE POTENCIA

4.2.1 Constitución, funcionamiento y características

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4.3 CONVERTIDOR REDUCTOR

4.3.1 Modo de Conducción Continua

4.3.2 Modo de Conducción Discontinua

4.3.3 Rizado de la tensión de salida

4.3.4 Pérdidas en el Condensador

4.4 CONVERTIDOR ELEVADOR

4.4.1 Modo de Conducción Continua

4.4.2 Modo de Conducción Discontinua

4.4.3 Rizado de la tensión de salida

4.4.4 Efecto de componentes no ideales

4.5 CONVERTIDOR REDUCTOR-ELEVADOR

4.5.1 Modo de Conducción Continua

4.5.2 Modo de Conducción Discontinua

4.5.3 Rizado de la tensión de salida

4.5.4 Efecto de componentes no ideales

4.6 CONVERTIDOR DE CÚK

Tema 5. CONVERTIDORES DC/DC CON AISLAMIENTO(5 h)

5.1 INTRODUCCIÓN

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5.2 CONVERTIDOR FLYBACK

5.3 CONVERTIDOR FORWARD

5.4 CONVERTIDOR PUENTE CON TRAFO DE ALTA FRECUENCIA

5.4.1 Conceptos básicos de funcionamiento

Tema 6. CONVERTIDORES DC/AC. CONCEPTOS BÁSICOS(5 h)

6.1 INTRODUCCIÓN

6.1.1 Armónicos

6.1.2 Conexión de un Convertidor DC/AC

6.1.3 Clasificación

6.2. TRANSISTOR BIPOLAR DE PUERTA AISLADA (IGBT)

6.3. TIRISTORES DE APAGADO POR PUERTA (GTO, IGCT)

6.4 INVERSOR MEDIO PUENTE. RAMA ELEMENTAL

6.5 INVERSOR PUSH-PULL

6.6 INVERSOR MONOFÁSICO EN PUENTE COMPLETO

6.6.1 Conceptos básicos de funcionamiento

6.7 INVERSOR TRIFÁSICO

6.7.1 Tensión en el Neutro

6.7.2 Armónicos

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6.7.3 Espacio de Estados

6.8 OTROS INVERSORES

Tema 7. CONVERTIDORES DC/AC. ESTRATEGIAS DE MODULACIÓN(5 h)

7.1 INTRODUCCIÓN

7.2 ESTUDIO DE UNA RAMA DE UN PUENTE INVERSOR

7.2.1 Modulación Senoidal PWM

7.2.2 Sobremodulación

7.2.3 Generación de Señales PWM con Microprocesadores

7.4 INVERSOR PUENTE COMPLETO.

7.4.1 Modulación Bipolar

7.4.2 Modulación Unipolar

7.4.3 Comparación entre Modulación Bipolar y Unipolar

7.5 PUENTE TRIFÁSICO

7.5.1 Generación de Señales PWM Trifásicas

7.5.2 PWM Modificado

7.5.2.1 Extensión del Índice de Modulación

7.5.3 Modulación Space Vector

7.5.4 Cancelación de Armónicos

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7.5.4 Control por histéresis

Actividades formativas y horas lectivas

Actividad Créditos Horas

B Clases Teórico/ Prácticas 3 30

E Prácticas de Laboratorio 1,5 15

Metodología de enseñanza-aprendizaje

METODOLOGÍA DE APRENDIZAJE

Clases teóricas

- Clases magistrales de temas teóricos e introducción a temas prácticos. Fomentar la participación

de los alumnos.

- Búsqueda y adquisición autónoma de conocimientos e información en fuentes no estructuradas y

alternativas.

Prácticas de Laboratorio

Sesiones académicas prácticas: los alumnos desarrollan una serie de prácticas experimentales,

basándose en conocimientos teóricos previos y en información adicional entregada previa a la

práctica.

Prácticas informáticas

Sesiones académicas prácticas: los alumnos desarrollan una serie de prácticas informáticas

mediante software de simulación de circuitos electrónicos, basándose en conocimientos teóricos

previos y en información adicional entregada previa a la práctica.

Actividades académicas dirigidas con presencia del profesor

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- Clases magistrales de problemas. Se fomenta la participación del alumno.

- Búsqueda y adquisición autónoma de conocimientos e información en fuentes no estructuradas y

alternativas.

Actividades académicas dirigidas sin presencia del profesor

- Realización de un trabajo/proyecto sobre materias de la asignatura

Sistemas y criterios de evaluación y calificación

Realización de un examen con cuestiones teórico-prácticas

Realización de sesiones prácticas mediante herramientas de simulación

Realización de un trabajo sobre materias de la asignatura

Criterios de calificación del grupo

El contenido teórico y la resolución de problemas, se evalúan mediante un examen final de la

asignatura al final del cuatrimestre. (Examen: 50%)

El examen final de la asignatura constará de dos partes, una parte teórica y otra de resolución de

problemas. Cada una de ellas se evaluará sobre 10 puntos y tendrán un reparto del 50% sobre la

nota del examen. Para superar el examen la nota media de ambas partes deberá ser al menos de 5

puntos sobre 10. Además, será obligatorio obtener un mínimo de 2 puntos sobre 10 en cada una de

las dos partes del examen.

La calificación de las prácticas se evaluará mediante el trabajo realizado por el alumno en cada

práctica. La nota final de prácticas será la nota media de todas ellas (Prácticas: 25%).

El trabajo personal del alumno se evaluara mediante la entrega de la memoria y presentación de un

proyecto (Proyecto: 25%)

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Para aprobar la asignatura será necesario superar un 5 en cada una de las partes, tanto en el

examen teórico como la evaluación final de las prácticas y proyecto.

Se ofrece al alumno un procedimiento alternativo para superar la parte correspondiente al contenido

teórico y la resolución de problemas. Para ello el alumno deberá aprobar un examen final realizado

en clase durante el cuatrimestre. Este examen alternativo de la asignatura constará de dos partes,

una parte teórica y otra de resolución de problemas. Cada una de ellas se evaluará sobre 10 puntos

y tendrán un reparto del 50% sobre la nota del examen. Para superar el examen la nota media de

ambas partes deberá ser al menos de 5 puntos sobre 10. Además, será obligatorio obtener un

mínimo de 2 puntos sobre 10 en cada una de las dos partes del examen. Esta calificación se

combinaría en la misma proporción con la obtenida en prácticas y proyecto.

PLAN DE CONTINGENCIA PARA EL CURSO 2020/21

Escenario A (escenario de menor actividad académica presencial como consecuencia de medidas

sanitarias de distanciamiento interpersonal que limiten el aforo permitido en las aulas)

La docencia teórica y práctica así como las distintas evaluaciones se realizarán preferentemente de

forma presencial, siempre y cuando se cumplan las medidas sanitarias establecidas. Si en alguna

de estas actividades no se pudiera cumplir con dichas medidas, éstas se realizarán de forma

telemática.

Escenario B (suspensión de la actividad presencial)

Toda la docencia y evaluaciones se realizarán por medios telemáticos.

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Horarios del grupo del proyecto docente

http://www.etsi.us.es/academica

Calendario de exámenes

http://www.etsi.us.es/academica

Tribunales específicos de evaluación y apelación

Presidente: ALEJANDRO CARBALLAR RINCON

Vocal: JUAN DE LA CRUZ GARCIA ORTEGA

Secretario: MARTA LAGUNA GARCIA

Suplente 1: ANTONIO JESUS TORRALBA SILGADO

Suplente 2: JORGE JESUS CHAVEZ ORZAEZ

Suplente 3: MANUEL ANGEL PERALES ESTEVE

Bibliografía recomendada

BIBLIOGRAFÍA GENERAL:

Power Electronics: Converters, Applications, and Design

Autores: Ned Mohan, Tore M. Undeland, William P. Robbins

Edición: 2002

Publicación: Wiley

ISBN: 978-0-471-22693-2

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