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Academic Year/course: 2018/19

430 - Bachelor's Degree in Electrical Engineering

29621 - Power Electronics


Syllabus Information

Academic Year:
2018/19
Subject:
29621 - Power Electronics
Faculty / School:
110 - Escuela de Ingeniería y Arquitectura
Degree:
430 - Bachelor's Degree in Electrical Engineering
ECTS:
6.0
Year:
3
Semester:
First semester
Subject Type:
Compulsory
Module:
---

4.1. Methodological overview

The course will be based on combining theoretical explanations with practical exercises and laboratory work.

- Lectures will provide theoretical background on fundamentals of power electronics.
- Case studies and real applications will be worked out at the classroom.
- The students will do laboratory work in small groups, building, testing and analyzing power electronic circuits.
- Individual and group assignments will be proposed.
- Student participation is considered very important in order to acquire the learning outcomes and skills needed.

4.2. Learning tasks

Classroom activities 2.4 ECTS (60 hours)

1) Course lectures (T1)  (30 hours).

The fundamentals of power electronics including essential background concepts are presented and illustrated with real examples.  

2) Case studies (T2) (15 hours)

Different case studies will be worked out at the classroom.  Students are encouraged to prepare them in advance. Assignments could also be worked out in this part.

3) Laboratory work (T3) (15 hours).

Five laboratory sessions will be carried out. Each session will be evaluated in the laboratory. Students have to prepare sessions in advance.

personal work: 3.6 ECTS (90 hours)

4) Assignments (T6) (4 hours)

Individual and group assignments will be proposed

5) Personal study (T7) (82 hours)

Continuous study will be promoted among students. They can also attend tutorials to solve the specific problems they can face in the course

6) Evaluation activities (T8) (4 hours)

Assessment will be based on coursework (laboratory work and assignments) and final examination

4.3. Syllabus

• Introduction to power electronics
• Power Converter Topologies
  - AC-DC converters (rectifiers)
  - DC-DC converters.
  - DC-AC converters (inverters)

  - CA-CA converters
  - Resonant Converters: generalities
• Power Semiconductor Devices
   - Diode, SCR, TRIAC, GTO
   - BJT, MOSFET, IGBT
  - Other power electronic devices
• Introduction to microcontroller-based power electronic control

4.4. Course planning and calendar

Timetables for classroom and laboratory sessions will be published prior to the beginning of the course at the web of the EINA https://eina.unizar.es/ and EUPT https://eupt.unizar.es/

 


Curso Académico: 2018/19

430 - Graduado en Ingeniería Eléctrica

29621 - Electrónica de potencia


Información del Plan Docente

Año académico:
2018/19
Asignatura:
29621 - Electrónica de potencia
Centro académico:
110 - Escuela de Ingeniería y Arquitectura
Titulación:
430 - Graduado en Ingeniería Eléctrica
Créditos:
6.0
Curso:
3
Periodo de impartición:
Primer semestre
Clase de asignatura:
Obligatoria
Módulo:
---

1.1. Objetivos de la asignatura

La asignatura y sus resultados previstos responden a los siguientes planteamientos y objetivos:

El objetivo de la asignatura es formar al alumno en los fundamentos de la electrónica de potencia y en el conocimiento de las topologías y dispositivos electrónicos de potencia y sus principales aplicaciones a sistemas industriales, domésticos y de comunicaciones, así como familiarizarse con el instrumental de un laboratorio de electrónica de potencia y algunas aplicaciones prácticas.

1.2. Contexto y sentido de la asignatura en la titulación

Esta materia y asignatura forma parte del módulo común de asignaturas obligatorias de tecnología específica de la titulación. Una de las ramas de la electrónica es la correspondiente a los sistemas electrónicos de potencia, objeto de estudio de esta asignatura desde los puntos de vista de análisis y diseño. Para cursarla se requieren conocimientos principalmente de “Electrotecnia” (1er curso), “Análisis de Circuitos Eléctricos” y “Fundamentos de electrónica” (2º curso).

1.3. Recomendaciones para cursar la asignatura

Se requieren, ineludiblemente, los conocimientos de Fundamentos de Electrotecnia, Fundamentos de Electrónica y Análisis de circuitos, asignaturas, todas ellas, impartidas con anterioridad.

El estudio y trabajo continuado, desde el primer día del curso, son imprescindibles para alcanzar los objetivos de formación y, por tanto, para superar la asignatura.

2.1. Competencias

Al superar la asignatura, el estudiante será más competente para...

Competencias genéricas:

  1. Capacidad para resolver problemas y tomar decisiones con iniciativa, creatividad y razonamiento crítico (C4)
  2. Capacidad para comunicar y transmitir conocimientos, habilidades y destrezas en castellano (C6)
  3. Capacidad para usar las técnicas, habilidades y herramientas de la Ingeniería Eléctrica necesarias para la práctica de la misma (C7)
  4. Capacidad de gestión de la información, manejo y aplicación de las especificaciones técnicas y la legislación necesarias para la práctica de la Ingeniería Eléctrica (C10)
  5. Capacidad para aprender de forma continuada y desarrollar estrategias de aprendizaje autónomo (C11)

Competencias específicas:

  1. Capacidad para conocer y comprender los básicos sobre el uso y programación de los ordenadores, sistemas operativos, bases de datos y programas informáticos con aplicación en ingeniería (C14)
  2. Conocimiento aplicado de electrónica de potencia (C36)

2.2. Resultados de aprendizaje

El estudiante, para superar esta asignatura, deberá demostrar los siguientes resultados...

  • Identifica las aplicaciones y funciones de la electrónica de potencia en la Ingeniería.
  • Analiza y diseña etapas electrónicas de potencia en corriente continua y alterna.
  • Conoce los fundamentos tecnológicos, modelos y criterios de selección de los dispositivos semiconductores de potencia.
  • Tiene aptitud para aplicar circuitos de control y protección a los dispositivos de potencia en las etapas.
  • Maneja con soltura los equipos e instrumentos propios de un laboratorio de electrónica de potencia.
  • Sabe utilizar herramientas de simulación por computador aplicadas a circuitos electrónicos de potencia.

2.3. Importancia de los resultados de aprendizaje

El conocimiento y la comprensión de los fundamentos de la electrónica de potencia y del análisis y diseño de los sistemas electrónicos de potencia resultan importantes para el ejercicio de las competencias de un graduado en Ingeniería Eléctrica, por lo que las capacidades adquiridas en esta asignatura serán de gran utilidad para su formación.

3.1. Tipo de pruebas y su valor sobre la nota final y criterios de evaluación para cada prueba

El estudiante deberá demostrar que ha alcanzado los resultados de aprendizaje previstos mediante las siguientes actividades de evaluacion

1) Prácticas de Laboratorio (30%)

El aprovechamiento de las prácticas de laboratorio resulta absolutamente imprescindible para asimilar en toda su extensión la materia explicada previamente, adquirir las habilidades necesarias para trabajar con componentes, etapas e instrumental y percibir las potencialidades de una disciplina tan funcional como la Electrónica de Potencia, permitiendo constatar el nexo directo teoría-práctica. Con este objetivo prioritario se han establecido las siguientes normas:

  • El número de prácticas totales, las sesiones y los correspondientes horarios se determinarán en función de la planificación que el Centro establezca al respecto. En cualquier caso, el profesorado asumirá el objetivo esencial de adecuar el desarrollo de las prácticas con el de la materia correspondiente explicada en las clases en aula.
  • La práctica será trabajada durante la totalidad de la sesión, asistiendo con la debida puntualidad y desarrollándola al ritmo adecuado para alcanzar los objetivos de aprendizaje. Esto requiere, ineludiblemente, un estudio previo del guión y el conocimiento de la materia que se desarrolle. A este respecto, al inicio de cada sesión el estudiante realizará una prueba escrita u oral de corta duración mediante la cual se valorará la preparación previa de la práctica. La ejecución de la práctica se calificará mediante la consecución de los diferentes bloques que la configuran. El profesor responsable de la sesión emitirá la calificación definitiva no más tarde de la siguiente sesión del grupo.  
  • Para superar la asignatura se debe obtener una calificación mínima en este apartado de 4 puntos sobre 10. La calificación de prácticas se mantendrá para las dos convocatorias del curso.

2) Examen Final (70%)

  • Se trata de un único ejercicio teórico-práctico para cuya realización no se dispondrá de material docente alguno. En el enunciado se dará a conocer la valoración de cada uno de los apartados así como la posibilidad de utilizar o no la calculadora. En cualquier caso, quedará del todo excluido su uso para el almacenamiento de archivos, documentos o material de cualquier tipo relacionado con la asignatura, por lo que su utilización deberá restringirse a la mera realización de cálculos en general. Por otra parte, para la determinación de resultados numéricos, las correspondientes expresiones originarias, como integrales, deberán desarrollarse en su totalidad de forma analítica, no siendo posible la utilización de la calculadora hasta la expresión final.
  • El examen podrá incluir bloques correspondientes a componentes, etapas electrónicas de potencia y la resolución de algún problema. En cuanto a componentes, se plantearán cuestiones referentes a fundamentos de operación, parámetros característicos, limitaciones estáticas y dinámicas, protecciones, posible excitación, etc. Respecto a etapas, se plantearán cuestiones relativas a modos de operación, aplicaciones, etc. En la resolución de problemas se valorarán los fundamentos conceptuales utilizados, el planteamiento metodológico desarrollado y, en su caso, la adecuación, eficiencia y optimización de las configuraciones electrónicas propuestas.
  • Para aprobar la asignatura se debe obtener una calificación mínima en este apartado de 4 puntos sobre 10.

3) Prueba global (Convocatorias oficiales; 100%)

En las dos convocatorias oficiales se llevará a cabo la evaluación global del estudiante. Así:

  • La calificación final se corresponderá con la media ponderada entre la nota de prácticas de laboratorio (30%) y la nota del examen final (70%).
  • El estudiante que con anterioridad a la prueba global no haya alcanzado una calificación de 4 puntos sobre 10 en prácticas de laboratorio, tendrá la oportunidad de realizar un examen correspondiente a esos contenidos en la prueba global o, alternativamente, si el profesorado responsable lo considera oportuno, un examen específico en el laboratorio.
  • La asignatura se supera con una calificación global mayor o igual a 5 puntos sobre 10.

4.1. Presentación metodológica general

El proceso de aprendizaje que se ha diseñado para esta asignatura se basa en lo siguiente:

El proceso de enseñanza se desarrollará en tres niveles principales: clases de teoría, problemas y laboratorio, con creciente participación del estudiante. 

  • En las clases de teoría se expondrán las bases teóricas de los sistemas electrónicos de potencia. 
  • En las clases de problemas se desarrollarán problemas y casos tipo con la participación de los estudiantes. 

Se desarrollarán prácticas de laboratorio en grupos reducidos, donde el estudiante realizará simulaciones por computador y montajes de circuitos electrónicos de potencia.

4.2. Actividades de aprendizaje

El programa que se ofrece al estudiante para ayudarle a lograr los resultados previstos comprende las siguientes actividades...

trabajo presencial: 2.4 ECTS (60 horas)

1) Clase presencial (tipo T1)  (30 horas presenciales).

Sesiones expositivas de contenidos teóricos y prácticos. Se presentarán los conceptos y fundamentos de los sistemas electrónicos de potencia, ilustrándolos con ejemplos. Se fomentará la participación del estudiante a través de preguntas y breves debates.

2) Clases de problemas (tipo T2) (15 horas presenciales).

Se desarrollarán problemas relacionados con los contenidos teóricos.

3) Prácticas de laboratorio (tipo T3) (15 horas presenciales). 

Consistirá en el montaje o simulación por computador de circuitos electrónicos de potencia.  El estudiante dispondrá de un guión de cada práctica.

trabajo no presencial: 3.6 ECTS (90 horas)

5) Estudio (tipo T7) (86 horas no presenciales)

Estudio personal del estudiante de la parte teórica, realización de problemas, preparación de prácticas, etc. Se fomentará el trabajo continuado del estudiante mediante la distribución homogénea a lo largo del semestre de las diversas actividades de aprendizaje. Se incluyen aquí las tutorías, como atención directa al estudiante, identificación de problemas de aprendizaje, orientación en la asignatura, atención a ejercicios y trabajos, etc.

6) Pruebas de evaluación (tipo T8) (4 horas).

Además de la función calificadora, la evaluación también es una herramienta de aprendizaje con la que el alumno comprueba el grado de comprensión y asimilación alcanzado.

4.3. Programa

 -Introducción a la electrónica de potencia

 -Etapas electrónicas de potencia

  • Convertidores CA-CC (rectificadores)
  • Convertidores CC-CC
  • Convertidores CC-CA (inversores) y CA-CA
  • Convertidores resonantes: generalidades

- Dispositivos electrónicos de potencia

  • Diodos de potencia y tiristores
  • Transistores de potencia
  • Otros dispositivos de potencia

- Introducción al control de etapas de potencia mediante microcontrolador

4.4. Planificación de las actividades de aprendizaje y calendario de fechas clave

Calendario de sesiones presenciales y presentación de trabajos

Las clases magistrales y de problemas y las sesiones de prácticas de laboratorio se imparten según el horario establecido por el centro (disponibles en su página web).

Cada profesor informará de su horario de tutoría.

 

El calendario detallado de las diversas actividades a desarrollar se establecerá una vez que la Universidad y el Centro hayan aprobado el calendario académico (el cual podrá ser consultado en la web del Centro).

La relación y fecha de las diversas actividades, junto con todo tipo de información y documentación sobre la asignatura, se harán públicas mediante una plataforma informática al uso (para acceder a este recurso, el estudiante debe estar matriculado).

A título orientativo:

  • Cada semana hay programadas 3 horas de clase en el aula.
  • Cada dos semanas el estudiante realizará una práctica de laboratorio.
  • Las actividades adicionales que se programen (trabajos, pruebas, etc.) se anunciarán con suficiente antelación, tanto en clase como en la aplicación informática disponible.
  • Las fechas de los exámenes y pruebas de convocatoria oficial las fijará la Dirección del Centro.