Plan Global de Trabajo

 

PLAN DE TRABAJO I. IDENTIFICACIÓN   Asignatura ELECTRÓNICA II Sigla ETM Código 3304 Universidad  UNIVERSIDAD NACIONAL SIGLO XX (EXT. TELAMAYU) Carrera INGENIERÍA ELECTROMECÁNICA Curso 3er  AÑO Pre-requisitos ELECTRÓNICA I Nivel  TÉCNICO SUPERIOR Gestión o periodo lectivo ANUAL 1/2018 Duración 1 año académico (33 semanas) Carga horaria semanal 5 horas académicas/semana Horario Lunes 14:00 – 16:30;

Miércoles 10:00 – 12:30

 Aula  Ambientes de la carrera Nombre del docente Nelson López Cuestas Formación Académica Ingeniero Electromecánico (UNS

XX), Técnico Superior

Electromecánico (UNS XX), Diplomado en educación Superior (UNS XX), Consultor en Seguridad Eléctrica Industrial (Cecap Consulting Santa Cruz  –  Bolivia), Consultor en Formulación y Elaboración de Proyectos. Dirección Barrio 21 DE Septiembre Atocha  – Potosí – Bolivia Telf. Cel. 72448176  Fecha de presentación

II. JUSTIFICACIÓN.  Comentario: en esta sección se describe la razón de ser y la importancia de la asignatura. Así como su contribución al perfil profesional de la carrera de Ingeniería Electromecánica.

Electrónica II, es la segunda parte del estudio de esta ciencia en el programa de Ingeniería Electromecánica y su finalidad es desarrollar competencias técnico-especificas necesarias para que su desempeño profesional en el ámbito laboral se significativo, eficiente y eficaz. Dentro del ámbito industrial la transformación de la energía eléctrica es imprescindible en tareas como el control de máquinas, los sistemas de alimentación de equipos electrónicos, procesos químicos, sistemas de iluminación, carga de baterías, energías renovables, etc. La transformación de esta energía se puede llevar a cabo mediante la electrónica de potencia con unos rendimientos que en la mayoría de las aplicaciones superan el 90%. La Asignatura Electrónica II, contribuye a desarrollar competencias relacionadas con la trasformación de energía eléctrica. Se presentarán los diferentes tipos de conversión de energía eléctrica CC/CC, CA/CC, CA/CA y CC/CA. Se presentarán los conceptos básicos de los componentes de potencia, las topologías más usuales donde son utilizados y las aplicaciones más frecuentes en la industria.

 

III. PROPOSITOS  Comentario: Aquí se exponen los logros del proceso de aprendizaje que se esperan alcanzar a lo largo del desarrollo de la asignatura en la presente gestión académica.

Generar competencias en el alumno que le permitan aplicar los fundamentos de la Electrónica de potencia, reconocer las posibles aplicaciones de la electrónica de potencia en la industria, así como los diferentes tipos de convertidores, analizar los convertidores básicos, calculando corrientes, tensiones y pérdidas, el estudiante será capaz de evaluar el funcionamiento y prestaciones de convertidores a partir de simulaciones. Mediante la realización de experiencias prácticas y el análisis de resultados, el estudiante podrá discriminar los resultados teóricos de los prácticos y comprenderá la relación de contribuciones mutuas entre la teoría y la práctica en la Electrónica de potencia. El estudiante desarrollará también competencias que le permitan participar y dirigir equipos de trabajo así como analizar y valorar el impacto social y medioambiental de las soluciones técnicas.  

IV. OBJETIVOS TERMINALES. Comentario: Se expresan aquí los objetivos derivados de los propósitos, es decir, aquello que el alumno deberá ser capaz de hacer al finalizar la gestión académica.

Las siguientes habilidades y capacidades desarrollará el alumno en el curso: 1. Habilidad de expresión oral y escrita de los fundamentos de la electrónica de potencia y su aplicación tecnológica. 2. Establecer la necesidad de transformación de la energía mediante los convertidores estáticos de potencia. 3. Familiarizarse con las características estáticas y dinámicas de los principales dispositivos de potencia actualizados. 4. semiconductores Realizar el análisis de circuitos circuitos básicos, con modelos idealizados de los dispositivos semiconductores. 5. Analizar el comportamiento de los convertidores estáticos de potencia AC-DC dados por los rectificadores. 6. Analizar el comportamiento de los convertidores estáticos de potencia AC-AC dados por los graduadores. 7. Especificar los componentes semiconductores que conformarían un convertidor estático de potencia. 8. Seleccionar el convertidor estático de potencia más adecuado según requerimientos de cargas. 9. Implementar técnicas y análisis de los los rectificadores y graduadores con programas asistidos por computadora. 10. Sensibilizar sobre el problema de armónicos en la red, proveniente de las cargas no lineales dadas por los convertidores estáticos de potencia. V. SELECCIÓN Y ORGANIZACIÓN DE CONTENIDOS. Unidad temática 1 Titulo INTRODUCCION A LA ELECTRÓNICA INDUSTRIAL DE POTENCIA Contenido 1.1) Esquema de acción de la electrónica de potencia. 1.2) Familia de convertidores estáticos 1.2.1) Clasificación según la forma de la energía. 1.2.2) Convertidores mixtos. 1.3) El interruptor semiconductor. 1.4) Características del interruptor semiconductor ideal. 1.5) Un convertidor básico. 1.6) Algunos convertidores típicos. 1.7) Aplicaciones. 1.8) Naturaleza interdisciplinaria de la electrónica de potencia.

 

Unidad temática 2 Titulo DISPOSITIVOS SEMICONDUCTORES DE POTENCIA Objetivos Contenido 2.1) El diodo de potencia. 2.2) El tiristor. 2.2.1) Ejemplo de funcionamiento de un tiristor. 2.3) El TRIAC. 2.4) El transistor bipolar. 2.5) El transistor de efecto de campo. 2.6) El tiristor apagado por el GATE. 2.7) El transistor IGBT. 2.8) comparación de semiconductores con capacidad de corte. 2.9) Clasificación de semiconductores según su controlabilidad. Unidad temática 3 Titulo CARACTERÍSTICAS DE OPERACIÓN DE LOS SEMICONDUCTORES DE POTENCIA Contenido 3.1) Comportamiento dinámico. 3.1.1) Encendido de un tiristor. 3.1.2) Encendido falso por efectos capacitivos. 3.1.3) Efecto de punto caliente en un tiristor. 3.1.4) Corte del estado de conducción. 3.2) Pérdidas, calentamiento y refrigeración. 3.2.1) Pérdidas: pérdidas de conducción, pérdidas de conmutación. 3.2.2) Calentamiento y refrigeración: modelo térmico estacionario, modelo térmico dinámico y disipadores Unidad temática 4 Titulo CONVERTIDORES DE CONMUTACIÓN NATURAL (RECTIFICADORES) Contenido 4.1) TIPOS BÁSICOS DE RECTIFICADORES. 4.1.1) Rectificador monofásico de media onda. 4.1.2) Rectificador estrella monofásico. 4.1.3) Rectificador puente monofásico. 4.1.4) Rectificador estrella trifásico. 4.1.5) Rectificador trifásico puente. (Puente de Graetz). 4.1.6) Rectificador hexafásico. 4.2) Rectificadores con diodo volante. 4.3) Operación de un rectificador como inversor. 4.4) El número de pulsos de un rectificador. 4.5) Operación de rectificadores con carga activa. 4.6) Operación con carga capacitiva. 4.7) Transformadores para rectificadores. 4.8) El proceso de conmutación. 4.9) Conexiones múltiples de rectificadores. 4.9.1) Rectificadores en serie. 4.9.2) Rectificadores en paralelo. 4.9.3) Rectificadores en antiparalelo: el convertidor dual.

Unidad temática 5 CONVERTIDORES DIRECTOS DE FRECUENCIA FIJA (AC-AC) Titulo Contenido

5.1) Interruptor bidireccional de estado sólido. 5.1.1) Convertidor ac-ac monofásico con control de fase. 5.1.2) Convertidor ac-actrifásico. monofásico con control integral de ciclos. 6.2) Convertidor ac-ac

 

Unidad temática 6 Titulo RECTIFICADORES DE ONDA COMPLETA V TRIFÁSICOS: CONVERSIÓN CA-CC Contenido 6.1 Rectificadores monofásicos de onda completa. 6.1.1 El rectificador en puente . 6.1.2 El rectificador con transformador de toma media .. 6.1.3 Carga resistiva '" . 6.1.4 Carga R-L . 6.1.5 Armónicos del generador. 6.1.6 Carga RL-generador. 6.1.7 Filtro de salida basado en condensador. 6.1.8 Dobladores de tensión. 6.1.9 Salida con filtro L-C. 6.1.10 Corriente continua para la salida con filtro L-C .. 6.1.11 Corriente discontinua para la salida con filtro L-C 6.2 Rectificadores controlados de onda completa. 6.2.1 Carga resistiva. 6.2.2 Carga R-L, corriente discontinua. 6.2.3 Carga R-L, corriente continua. 6.2.4 Simulación en PSpice de los rectificadores controlados de onda completa. 6.2.5 Rectificador controlado con carga RL-generador. 6.3 Rectificadores trifásicos. 6.4. Rectificadores controlados trifásicos. 6.4.1 Simulación en PSpice de los rectificadores controlados trifásicos. 6.4.2 Rectificadores de doce pulsos. 6.4.3 El convertidor trifásico operando como un inversor. 6.5. Transmisión de potencia continúa. 6.6. Conmutación: el efecto de la inductancia del generador. 6.6.1 Rectificador monofásico en puente. 6. 6. 2 Rectificador trifásico Unidad temática 7 Titulo CONTROLADORES DE TENSIÓN ALTERNA: CONVERTIDORES CA-CA Contenido 7.1 El controlador de tensión alterna monofásico .. 7.1.1 Funcionamiento básico. 7.1.2 Controlador monofásico con carga resistiva .. 7.1.3 Controlador monofásico con carga R-L . 7.1.4 Simulación en PSpice de los controladores de tensión alterna monofásicos. 7.2 Controladores trifásicos de tensión. 7.2.1 Carga resistiva conectada en estrella ... 7.2.2 Carga R-L conectada en estrella . 7.2.3 Carga resistiva conectada en triángulo . 7.3 Control de la velocidad de los motores de inducción .. 5.4 Control de VAR estático (compensador estático de reactiva).

Unidad temática 8 Titulo CONVERTIDORES CC-CC Contenido 8.1Reguladores lineales de tensión. 9.2. Un convertidor conmutado básico. 8.3. El convertidor reductor. 8.3.1 Relaciones entre la tensión y la corriente. 8.3.2 Rizado de la tensión de salida.

 

6.4. Consideraciones de diseño. 8.5. El convertidor elevador. 8.5.1 Relaciones entre la tensión y la corriente. 8.5.2 Rizado de la tensión de salida. 8.6. El convertidor reductor-elevador. 8.6.1 Relaciones entre la tensión y la corriente. 8.6.2 Rizado de la tensión de salida .. 222 8.7. El convertidor Cuk. 8.8. Efectos no ideales en el funcionamiento de un convertidor. 8.8.1 Caídas de tensión en los interruptores. 8.8.2 Resistencia del condensador: efecto en el rizado. 8.8.3 Resistencia de la bobina. 8.8.4 Pérdidas de conmutación. 8.9 Funcionamiento con corriente discontinua. 8.9.1 Convertidor reductor con corriente discontinua. 8.9.2 Convertidor elevador con corriente discontinua. 8.10 Simulación en PSpice de los convertidores CC-CC. 8.10.1 Un modelo conmutado en PSpice. 8.10.2 Un modelo de circuito promediado. Unidad temática 9 Titulo CIRCUITOS DE DISPARO PARA SEMICONDUCTORES Contenido 8.1) Elementos básicos de un circuito de disparo. 8.2) Circuitos de disparo con transistores monojuntura. 8.3) Circuitos de disparo aislados para SCR. 8.4) Circuitos de disparo integrados para tiristores. 8.5) Circuitos de disparo para transistores de potencia. Unidad temática 10 Titulo CIRCUITOS DE EXCITACIÓN Y DE PROTECCIÓN Contenido 10.1 Circuito de excitación para MOSFET. 10.2 Circuitos de excitación para el transistor bipolar. 10.3 Circuitos de excitación de tiristor. 10.4. Circuitos de protección para el transistor. 10.5. Circuitos de protección de recuperación de energía. 10.6. Circuitos de protección para el tiristor. VI. METODOLOGÍA Métodos   Presentación videos videos o presentaciones en power point en cada unidad temática. Con temas referidos al contenido temático de cada unidad.   Clase magistral interactiva (en cada sesión se motivara la participación participación activa del estudiante)   Sesiones de discusión grupal (Presentaciones (Presentaciones en panel de temas de investigación). Al finalizar el curso.   Experiencias de laboratorio que permitan contrastar la teoría con la práctica. VII. RECURSOS DIDACTICOS   S oftware:

PSPICE de MicroSim Corporation Microsoft Excel® de Microsoft Corporation PSCAD V4.6.1 de Indielec Corporation PSIM V3.1  ALECOP V4.0 Hardware:

Core i 5 / 3.1 GHz / RAM 6 GB Core i 3 / 2.2 GHz / RAM 4 GB Calculador graficador HP 50g

 

VIII. EVALUACIÓN Tipo de evaluación: 1.- Evaluación continua de la participación del estudiante en el aula. 2.- Exámenes escritos: Conceptualización y Resolución de Problemas 3.- Evaluación de competencias para interactuar en equipo 4.- Evaluación de competencias para búsqueda de información.  Aspectos a ser evaluados:   Cognoscitivo: Conceptualización teórica y resolución de problemas.   Instructivo: Conocimientos, Conocimientos, habilidades, destrezas, claridad en la expresión escrita y oral, procedimiento, coherencia y exactitud en las respuestas. Educativo y axiológico: Participación en clases, cumplimiento de tareas, puntualidad, disciplina, interés, voluntad, perseverancia, responsabilidad, constancia, sabiduría, experiencia, creatividad, disposición, orden, paciencia, entusiasmo, vecindad, solidaridad, decisión, honestidad, obediencia, civismo, respeto.   Psicomotriz: Habilidades para realizar trabajos en laboratorio.   Político y social: Se pondera pondera hasta el 10% en la calificación de extensión cuando se demuestre: Participación en eventos culturales, deportivos y folclóricos de la UNSXX Civismo en efemérides nacionales y universitarias Compromiso activo en manifestaciones y luchas de la UNSXX y la FTMB IX. PONDERACIÓN Evaluaciones parciales (Teoría)  (Teoría) 50 %  

Prácticas de resolución de problemas

20 %

Examen escrito

30 %

Investigación (25 %) Implementación de dispositivos semiconductores en electrónica de potencia, para aplicaciones industriales, evalúa el coordinador de investigación para 3er año. Extensión (25 %) Visita técnica a los ingenios de las cooperativas Chorolque Santa Bárbara, Chocaya Animas, Siete Suyos y a la Empresa Minera Quechisla LTDA. COMIBOL; prestación de servicios en mecánica, electricidad y electrónica, evalúa el coordinador de investigación para 3er año.

Nota final (100 %) X. CRITERIO DE APROBACIÓN Y RECUPERACIÓN  Aprobación:

La nota final debe de be ser mayor o igual a 52 para aprobar apr obar la materia. Es obligatorio

vencer con al menos 13 puntos tanto el componente de investigación como el de extensión. Recuperación: La nota final debe ser mayor o igual a 35 para someterse al examen de reválida.

XI. BIBLIOGRAFÍA Bibliografía General. Potencia ”, España [1] Andrés Barrado, Antonio Lázaro. (2008) “Problemas de Electrónica de Potencia”,

Madrid: Prentice Hall. [2] Daniel W. Hart. (2009) “Electrónica de potencia”, España Madrid: Prentice Hall. [3] José Rodríguez. (2014). “Electrónica Industrial” . Barcelona: Las Rozas S.A. [3] M. RASHID - “Electrónica de Potencia” - Prentice Hall,  Hall, 2007. [4] Noemí J. Redondo, Anna P. Ruz. (2011) “Electrónica de Potencia”. Barcelona: Las Rozas S.A. [5] S. Martínez García, J. A. Gualda. (2010) “Electrónica de Potencia: componentes, topologías y equipos” . España: Thomson Editores Spain.

 

  Bibliografía Específica. [1] Alan M. Portis. (2008) “Electrónica de Semiconductores”. Semiconductores”. Barcelona: Maracombo Editores.  [2] Federico Rosales, Guillermo Magaldi. (2012) “Convertidores Electrónicos de Potencia” . México: Ediciones Paraninfo. [3]  [3] Gilberto J. Martinez. (2014). “Elementos de Electrónica de Potencia: Rectificadores” México D.F.: Esime Editores S.A. [4] Henri Lilen. (2009). “Tiristores y Triacs: Principios y Aplicaciones”. España: AMV Ediciones.   [5] Joaquín V. Ballano, José O. Arias. (2010). “Sistemas Electrotécnicos de Potencia: Electrónica de Regulación y Potencia”. Potencia”. México: Editorial Limúsa.

XII. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES CURRICULARES CURRICULARES (Meses)

(Semanas)

Marzo

Abril

Mayo

Junio

Julio

Agosto

Sept

Oct

Nov

Dic

1 23 4 12 3 41 2 34 1 23 4 12 3 41 2 34 1 23 4 12 3 4 12 3 4 12 34

Actividades

Unidad temática 1, 2 y 3 1er examen Unidad temática 4y5 2do examen Unidad temática 6, 7 y 8 3er examen Unidad temática 9 y 10 4to examen R 

Examen de revalida

1. Identificación del Número de Semanas

33

2. Numero de periodos de clases por semana

2

2. Número de Horas/Semana: Horas/Semana:  

5