Electrónica de Potencia Aplicada. (11714)
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1. No cence Material de a eee Competencia s Descripcion ee Duraci n INDISPENSABLES Evaluar experimentalmente el funcionamiento de una fuente lineal Evaluaci n experimental de Instrumental b sico Fuente de convencional para determinar su eficiencia y sus desventajas una fuente de poder lineal poder regulada osciloscopio 4 intr nsecas mediante el empleo de instrumentos para la medici n de los ee ane F par metros el ctricos de una fuente en condiciones de operaci n t picas See eS ee eee con actitud creativa en la formulacion de la instrumentacion a proponer y Analizador de potencia cr tico respecto al consumo ineficiente de energ a Determinar y realizar pruebas el ctricas funcionales a cargas el ctricas Caracterizaci n de cargas Instrumental b sico lineales y no lineales t picas para caracterizarlas desde la perspectiva de el ctricas lineales y no Contacto a voltaje de l nea C A los sistemas de potencia como fundamento para determinar los lineales Analizador de potencia 2 requerimientos de las fuentes de poder que las han de operar Fie e a pl empleando arreglos de circuitos e instrumentaci n que permitan hacer ia o BA una descripci n precisa de la carga apegado a criterios de exactitud y precisi n de las mediciones y con disciplina respetando normas de seguridad Evaluar experimentalmente el funcionamiento de una fuente conmutada Estudio experimental de una Instrumental b sico comercial convencional p2. Graw Hill 2009 ISBN 978 970 10 7248 6 Muhammad H Rashid Electr nica de Potencia Circuitos Dispositivos y Aplicaciones 3a edici n Prentice Hall 2004 ISBN 978 0131011403 Art culos varios Bibliotecas digitales UABC Electronic Journal Service EBSCO o IEEE Transactions on Industrial Electronics o IEEE Transactions on Power Electronics Hojas de especificaciones de fabricantes de dispositivos notas de aplicaci n y art culos de fabricantes o On Semiconductor www onsemi com o National semiconductor www national com o International Rectifier www irf com o Fair Rite http www fair rite com o Otros Hojas de especificaciones de fabricantes de motres fuentes y equipos de regulaci n de potencia o Baldor http www baldor com Marathon Electric http www marathonelectric com Murata Power Solutions http www murata ps com Pioneer Magnetics http www astecpowersupply com TDK Lambda Corporation http www tdk lambda com Otros 0000 0 gt Salvador Segu Chilet Fco J Gimeno Sales Carlos S nchez Diaz Salvador Orts Grau Electr nica de Potencia Fundamentos B sicos Alfaomega 2004 ISBN 970 15 0891 2 gt Manuales de operaci n y de aplicaci n de instrumentos o Fluke 43 Power Analyzer o TDS 1012 Digital Osciloscope Programmers manual o Otros gt Manual de usuario de paqueter a de software o MATLAB o Multisim 11 12
3. 3 6 1 Convertidor Buck 3 6 2 Convertidor Boost 3 6 3 Convertidor Fly back 2 3 Funciones de transferencia de convertidores 2 4 Dise o del control tipo P PD o PID 2 5 Dise o del filtro de entrada 2 6 Circuitos de polarizaci n de semiconductores de conmutaci n 2 7 Control de temperatura de componentes y disipadores de calor 2 8 Componentes magn ticos bobinas y transformadores V DESARROLLO POR UNIDADES COMPETENCIA Dise ar y evaluar el rendimiento de rectificadores controlados y los sistemas controladores de motores de C D y C A empleando la formulaci n matem tica metodolog as y pr cticas de dise o acordes a la normatividad la simulaci n y experimentaci n en laboratorio para satisfacer los requerimientos de energ a en cargas industriales t picas tales como motores de C D o de C A de manera responsable y con seguridad CONTENIDO Duraci n 10 HC 10 HT 10 HL 3 RECTIFICADORES CONTROLADOS Y CONTROL DE MOTORES 3 1 Potencia y arm nicos en sistemas de C A con cargas no lineales 3 2 Normas y est ndares sobre arm nicos de corriente en l neas de C A 3 3 Arm nicos en rectificadores no controlados 3 4 Rectificadores controlados por fase 3 5 Rectificadores con modulaci n de ancho de pulso PWM 3 6 Controlador de motor de C D de im n permanente 3 6 1 Selecci n motor controlador de potencia 3 6 2 Cuadrantes de operaci n del motor de C D 3 6 3 Efecto de la forma
4. 8 eficiencia y calidad de la fuente y sus costos econ micos y de factor de Bobina y transformador _ forma empleando materiales para su elaboraci n o dispositivos o Material n cleo magn tico magn ticos comerciales sistem ticamente y con seguridad cape de emoopinado Dise ar e implementar un rectificador controlado por fase para evaluar Rectificador controlado por Instrumental b sico 9 la regulaci n de potencia y la presencia de arm nicos en la l nea de fase Dispositivo semiconductor de C A empleando circuitos discretos y el instrumental del laboratorio con potencia tiristor IGBT u otro seguridad y responsabilidad Carga el ctrica Dise ar e implementar un rectificador controlador por modulaci n de Rectificador controlado por Instrumental b sico ancho de pulso PWM regulando la potencia aplicada a un motor de C D PWM Dispositivo semiconductor de de iman permanente para evaluar su rendimiento e identificar los potencia tiristor IGBT u otro 10 requerimientos que deber satisfacer un sistema comercial en las a deal mismas condiciones empleando el instrumental de laboratorio y las uhdiones 9 estrategias que sugieren los criterios de calidad y eficiencia de manera responsable y cr tica Evaluar experimentalmente el rendimiento de un controlador de motor de Evaluaci n de rendimiento de Instrumental b sico C A comercial para determinar su eficiencia calidad y respeto a las Controlador comercial de Controlador
5. de velocidad de motor 11 normas relativas operando al sistema comercial bajo condiciones de velocidad de C A comercial arranque y en estable monitore ndole con el instrumental de laboratorio Analizador de potencia de manera segura y sistem tica 12 Dise o implementaci n y evaluaci n experimental del proyecto final del Desarrollo de proyecto final Todo el instrumental anterior curso OPCIONALES Valorar y comparar circuitos discretos e integrados de polarizaci n ll R C L i i n nci ra procurar moos eee ie ra rE a ae os corms aMMa e Ocultos de polarizaci nde poate semicon go a pepe aan n A dispositivos de conmutaci n potencia BJT MOSFET IGBT u dise o y an lisis de circuitos la instrumentaci n del laboratorio y los otro criterios y normas relativas de manera responsable y segura Carga el ctrica Evaluar la generaci n y disipaci n de calor en una fuente de Generaci n y disipaci n de calor en Instrumental b sico B conmutaci n para determinar su estabilidad t rmica y su segura fuentes de conmutaci n n a de operaci n empleando sensores de temperatura de manera segura y sistem tica Fuente de conmutaci n comercial Vil METODOLOG A DE TRABAJO Se sugiere recurrir a un ciclo continuo y articulaci n de temas que comprende Instructor Se alar lecturas de referencia que ser n empleadas en siguientes temas Alumnos La lectura previa a la clase de secciones
6. mejoras el factor de potencia d control y o disminuci n de arm nicos e u otros semejantes 2 Elaborar un reporte t cnico que contenga el planteamiento del problema el dise o desarrollo puesta en marcha y evaluaci n experimental de rendimiento de un sistema de control de potencia el ctrica aplicada en C D con metas particulares en a Potencia promedio b regulaci n de voltaje o de corriente c mejoras el factor de potencia d control y o disminuci n de arm nicos e u otros semejantes V DESARROLLO POR UNIDADES COMPETENCIA Identificar y evaluar las limitaciones pr cticas de las fuentes de energ a por modo conmutado empleando la formulaci n matem tica la prueba experimental y referenciando a la normatividad b sica aplicable para establecer criterios que ayuden a valorar el rendimiento de los sistemas comerciales e identificar las reas de oportunidad para mejoras tecnol gicas de manera sistem tica y organizada CONTENIDO Duraci n 6 HC 6 HT 6 HL 1 INTRODUCCI N 1 1 Generalidades y limitaciones de las fuentes de regulaci n lineal 1 2 Resumen de Convertidores gen ricos de la electr nica de potencia de modo conmutado 1 2 1 Rectificadores de l nea CA CD controlados por fase 1 2 2 Convertidores CD CD Buck Boost Fly back 1 2 3 Inversores CD CA 1 3 Requerimientos limitaciones y desventajas de los convertidores de modo conmutado 1 3 1 Regulaci n de l nea y de car
7. u convertidor a pruebas experimentales de manera sistem tica con orden otro y disciplina Carga el ctrica Dise ar y evaluar el rendimiento de un controlador tipo P PD o PID en Dise o de controlador P PD Instrumental b sico un convertidor CD CD a lazo cerrado para determinar la eficiencia y o PID para convertidor CD Dispositivos discretos R C L 6 calidad del sistema como fuente de poder mediante el an lisis CD Buck Boost o Buck e aE E j experimental ante varias cargas lineales y no lineales con orden y Boost an i i seguridad Carga el ctrica Dise ar implementar y evaluar experimentalmente filtros de entrada a fuentes de conmutaci n conectadas a la l nea de C A para disminuir la presencia de arm nicos inducidos en la l nea de C A en la operaci n Filtros de entrada de fuentes conmutadas conectadas a l nea de C A Instrumental b sico Dispositivos discretos R C L Dispositivo semicondutor de f regular de una fuente conmutada empleando el dise o y an lisis de potencia BJT MOSFET IGBT u circuitos y la instrumentaci n del laboratorio de manera sistem tica y a el ctrica responsable respecto a la normatividad relevante 9 j Dise ar implementar y evaluar experimentalmente componentes Dispositivos magn ticos para Instrumental b sico magn ticos de fuentes conmutadas para identificar sus efectos en la fuentes de conmutaci n Medidor LCR
8. UNIVERSIDAD AUT NOMA DE BAJA CALIFORNIA COORDINACI N DE FORMACI N B SICA Y PROFESIONAL PROGRAMA DE ASIGNATURA POR COMPETENCIAS I DATOS DE IDENTIFICACI N Centro de Ingenier a y Tecnolog a Valle de las Palmas Facultad de Ciencias Qu micas e 1 Unidad Acad mica Ingenier a Tijuana Facultad de Ingenier a Ensenada Facultad de Ingenier a Mexicali 2 Programa s de estudio T cnico Licenciatura Ingenier a en Electr nica 3 Vigencia del plan 2009 2 4 Nombre de la unidad de aprendizaje Electr nica de Potencia Aplicada 5 Clave 11714 6 HC 2 HL 2 HT 2 HPC HCL HE 2 CR 8 7 Ciclo escolar 70 u 80 semestre 8 Etapa de formaci n a la que pertenece Terminal 9 Car cter de la asignatura Obligatoria Optativa XXXXX 10 Requisitos para cursar la asignatura 11694 Electronica de Potencia Formul FIRMAS HOMOLOGADAS FECHA DE ELABORACI N JULIO 2013 Dr Jos Luis Gonz lez V zquez Vo Bo Dr Daniel Hern ndez Balbuena Cargo Subdirector Facultad de Ingenier a Mexicali Vo Bo Q Noem Hern ndez Hern ndez Cargo Subdirectora Facultad de Ciencias Qu micas e Ingenier a Tijuana Vo Bo M I Joel Melchor Ojeda Ruiz Cargo Subdirector Facultad de Ingenier a Arquitectura y Dise o Ensenada Vo Bo M C Patricia Avitia Carlos Cargo Subdirectora Centro de Ingenier a y Tecnolog a Valle de las P
9. a intercambio de informaci n BlackBoard TaoaorODA DCT DM RR Na VIII CRITERIOS DE EVALUACI N Se sugiere 2 ex menes parciales escritos por las unidades I ll y Ill IV las tareas evaluaciones de lecturas exposiciones actividades de talleres y simulaciones contabilizan en el rubro de Tareas y Ejercicios El proyecto final consistir en una aplicaci n concreta en la que se integren justificadamente los materiales estrategias y criterios presentados durante el curso EN EVALUACI N ORDINARIA CASO I EXENTAR EXAMEN FINAL ORDINARIO Se sugiere que para exentar el examen final ordinario el alumno haya aprobado las evaluaciones parciales con un promedio superior a 70 y contar con laboratorio aprobado y proyecto aprobado Ex menes parciales 2 30 Tareas y ejercicios 20 Laboratorio 30 Proyecto 20 CASO Il PRESENTAR EXAMEN FINAL ORDINARIO De no alcanzar los m nimos sugeridos en el caso anterior se propone Examen final Ordinario Parte Escrita 50 Examen final Ordinario Parte Pr ctica de laboratorio 50 EN EVALUACI N EXTRA ORDINARIA Examen Escrito 50 Examen pr ctico de laboratorio 50 10 IX BIBLIOGRAF A B sica Complementaria Erickson R W Maksimovik D Fundamentals of Power Electronics Springer 2012 Ned Mohan Tore M Undeland William P Robbins Electr nica de Potencia Convertidores aplicaciones y dise o 3a edici n Mc
10. almas argo Tijuana ll PROP SITO GENERAL DEL CURSO Presentar al alumno casos concretos de sistemas de control de potencia el ctrica en C D fuentes de conmutaci n rectificadores controlados controladores de motores de C D y en C A inversores controladores de motores de C A que incorporando los fundamentos y metodolog as de la electr nica anal gica la electr nica de potencia la instrumentaci n el control y otras le permita desarrollar y evaluar estos sistemas en t rminos de su capacidad de regulaci n su eficiencia y efectividad a fin de asegurar se mantiene segura estable y libre de contaminantes los sistemas de distribuci n y fuentes de energ a lil COMPETENCIA S DEL CURSO Dise ar y construir circuitos electr nicos de baja y media potencia mediante el manejo de elementos de estado s lido de metodolog as de dise o de simuladores y con validaci n experimental de prototipos para implementar sistemas controladores de potencia el ctrica eficientes siguiendo las pr cticas de seguridad y redundancia con actitud responsable y organizada IV EVIDENCIA S DE DESEMPE O 1 Elaborar un reporte t cnico que contenga el planteamiento del problema el dise o desarrollo puesta en marcha y evaluaci n experimental de rendimiento de un sistema de control de potencia el ctrica aplicada en C A con metas particulares en a Potencia promedio b corriente o voltaje efectivo c
11. ara determinar su eficiencia y sus desventajas fuente de poder conmutada Fuente conmutada comercial 3 intr nsecas mediante el empleo de instrumentos para la medici n de los Analizador de potencia par metros el ctricos de una fuente en condiciones de operaci n t picas Carga el ctrica con actitud creativa en la formulaci n de la instrumentaci n a proponer y cr tico respecto al consumo ineficiente de energ a Dise ar implementar y evaluar experimentalmente convertidores CD CD Convertidor CD CD tipo Instrumental b sico de tipo reductor elevador o reductor elevador a lazo abierto para reductor Buck Boost o Buck Dispositivos discretos R C L 4 producir y valorar fuentes conmutadas de CD empleando el an lisis de Boost Dispositivo semiconductor de circuitos y de se ales un microcontrolador y la instrumentaci n del potencia BUT MOSFET IGBT u laboratorio de manera sistematica y con respecto por el medio ambiente a el ctrica y el impacto econ mico que la eficiencia logrado representa 9 Identificar la funci n de transferencia de un convertidor CD CD para Modelado de la funci n de instrumental pasico Car e transferencia del convertidor Dispositivos discretos R C L obtener un modelo del mismo para insumo del dise o de la funci n de CD CD Buck Boost o Buck Dispositivo semiconductor de 5 control a lazo cerrado mediante el an lisis de la respuesta del Boost i i potencia BJT MOSFET IGBT
12. de libros de texto art culos hojas de especificaciones y notas de aplicaci n de fabricantes Instructor y alumnos Valoraci n y o evaluaci n de las lecturas Instructor y alumnos Exposici n en clase por parte del instructor o de equipos de alumnos asistido por medios multimedia Instructor y alumnos Taller de discusi n en clase y an lisis del material presentado wearer wr Alumnos Talleres de an lisis y dise o de circuitos c lculo y simulaci n asistidos por software Alumnos Preparaci n del material y an lisis de la pr ctica de laboratorio Alumnos Implementaci n de circuitos y sistemas en laboratorio medici n y caracterizaci n de rendimiento instructor Discusi n y an lisis en clase de las experiencias de las pr cticas de laboratorio Instructor y alumnos Conclusiones e identificaci n de reas de oportunidad y mejora Este ciclo se sugiere realizar cada semana alternando las actividades de clase taller y laboratorio haciendo referencia en cada tema a los materiales anteriores y los argumentos que justifican los temas siguientes Se sugiere agendar durante la III unidad el trabajo asociado al proyecto final del curso De manera general y durante todo el curso e Contextualizar el material en discusi n ubicando los conocimientos adquiridos en escenarios de otras disciplinas e Fomentar y requerir la participaci n de alumnos para alcanzar las competencias e Utilizaci n de plataforma electr nica par
13. de onda de corriente 3 6 4 Controladores de velocidad arranque y torque 3 6 5 Servomecanismos 3 7 Controlador de motor de C A por inducci n 3 6 1 Principios b sicos de operaci n de motores de inducci n 3 6 2 Caracter sticas nominales de motores de inducci n 3 6 3 Control de velocidad 3 6 4 Efectos de formas no sinusoidales en la excitaci n 3 6 5 Servomecanismos V DESARROLLO POR UNIDADES COMPETENCIA Discutir y analizar las aplicaciones y desarrollos de la electr nica de potencia moderna empleando referencias de las necesidades actuales en el ahorro y calidad de la energ a los equipos m viles las energ as renovables as como las l neas de investigaci n vigentes relevantes a la electr nica de potencia para identificar prospectivamente nichos de oportunidad de desarrollo y ejercicio profesional de manera responsable y solidaria con su entorno social CONTENIDO Duraci n 6 HC 6 HT 6 HL 4 ESTUDIO DE CASOS 4 1 Ejes de trabajo 4 1 1 Eficiencia y calidad 4 1 2 Semiconductores de conmutaci n 4 1 3 Integraci n de sistemas 4 2 Casos de aplicaci n 4 2 1 Sistemas Ininterrumpibles de energ a UPS 4 2 2 Sistemas empotrados y equipo m vil 4 2 3 Sistemas de Energ as renovables 4 2 4 Red Inteligente Smart grid 4 2 5 Sistemas de generaci n el ctrica distribuidos 4 2 6 Cargas de operaci n cr tica VI ESTRUCTURA DE LAS PR CTICAS
14. ga 1 3 2 Eficiencia y frecuencia de conmutaci n 1 3 3 Arm nicos y Distorsi n Total de Arm nicos 1 3 4 Factor de potencia por desplazamiento DPF y Factor de Potencia PF 1 3 5 Radiaci n de Interferencia Electro Magn tica EMI 1 3 6 Aislamiento y seguridad 1 3 7 Robustez y redundancia 1 4 Organismos reguladores y normatividades 1 5 Estudio de casos de aplicaci n 1 5 1 Cargas de operaci n cr ticas sistemas de Comunicaci n equipo m dico otros 1 5 2 Controladores de motores de C A C D 1 5 3 Sistemas de energ as renovables fotovoltaica o e lica V DESARROLLO POR UNIDADES COMPETENCIA Dise ar y evaluar el rendimiento de una fuente de conmutaci n de C D empleando las metodolog as de dise o de la funci n de control a lazo cerrado considerando los modelos y las no idealidades de los dispositivos as como sus efectos en la eficiencia y factor de potencia para satisfacer los requerimientos de energ a de cargas no lineales de regulaci n de carga y de l nea y de eficiencia de manera responsable y comprometida con el ahorro de energ a y el impacto en el medio ambiente CONTENIDO Duraci n 10 HC 10 HT 10 HL 2 FUENTES DE CONMUTACI N 2 1 Especificaciones de rendimiento 3 6 1 Requerimientos de la carga lineal y no lineal voltaje corriente potencia 3 6 2 Regulaci n de carga y de l nea 3 6 3 Transitorios de encendido y apagado 2 2 Convertidores CD CD en modo continuo
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