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Curso : 2019/2020

527 - Máster Universitario en Ingeniería Electrónica

67228 - Diseño magnético en sistemas electrónicos


Información del Plan Docente

Año académico:
2019/20
Asignatura:
67228 - Diseño magnético en sistemas electrónicos
Centro académico:
110 - Escuela de Ingeniería y Arquitectura
Titulación:
527 - Máster Universitario en Ingeniería Electrónica
Créditos:
5.0
Curso:
1
Periodo de impartición:
Primer semestre
Clase de asignatura:
Optativa
Materia:
---

1.Información Básica

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 del diseño magnético para aplicaciones de electrónica de potencia y en el conocimiento de las técnicas de análisis, simulación y principales aplicaciones de los componentes magnéticos, así como familiarizarse con el instrumental apropiado de laboratorio y algunas aplicaciones prácticas

1.2.Contexto y sentido de la asignatura en la titulación

Esta asignatura se enmarca dentro de la materia optativa “Electrónica para sistemas de potencia” del máster. Los componentes magnéticos forman parte de numerosos sistemas electrónicos de potencia y de gran cantidad de aplicaciones. Los conocimientos adquiridos en esta asignatura se aplican para realizar el diseño de los magnéticos que aparecen en “Compatibilidad electromagnética y seguridad eléctrica”, y “Etapas electrónicas resonantes”. Además en esta asignatura se proporcionarán las herramientas para el cálculo de los parámetros eléctricos requeridos en “Control digital con FPGA de etapas de potencia y “Modelado y control de sistemas electrónicos de potencia”.

1.3.Recomendaciones para cursar la asignatura

Para cursar esta asignatura se requieren conocimientos vistos principalmente en “Sistemas electrónicos avanzados”. Por ello especialmente se recomienda haber cursado o estar cursando la asignatura obligatoria “Sistemas Electrónicos Avanzados”.

2.Competencias y resultados de aprendizaje

2.1.Competencias

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

COMPETENCIAS BÁSICAS:

CB6. Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en el desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación.

CB7. Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio.

CB10. Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida auto dirigido o autónomo.

 

COMPETENCIAS GENERALES:

CG1. Capacidad para el modelado físico-matemático, cálculo y simulación en centros tecnológicos y de ingeniería, particularmente en tareas de investigación, desarrollo e innovación en ámbitos relacionados con la Ingeniería Electrónica y campos multidisciplinares afines.

CG2. Capacidad para proyectar y diseñar productos, procesos e instalaciones en el ámbito de la Ingeniería Electrónica.

CG4. Capacidad para abordar con garantías la realización de una tesis doctoral en el ámbito de la Ingeniería Electrónica.

 

COMPETENCIAS ESPECÍFICAS:

CE3. Capacidad de analizar y diseñar componentes y sistemas electrónicos de potencia avanzados para el procesado de energía con alta eficiencia.

CE4. Capacidad de especificar, caracterizar y diseñar componentes y sistemas electrónicos complejos en aplicaciones industriales y domésticas.

2.2.Resultados de aprendizaje

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

  • Conoce y es capaz de diferenciar los distintos componentes magnéticos involucrados en los sistemas de potencia, así como sus elementos constitutivos.
  • Utiliza las herramientas básicas de análisis matemático, simulación y diseño asociadas al diseño magnético en aplicaciones de potencia.
  • Conoce las técnicas básicas de fabricación y diseño de magnéticos y utiliza las más básicas.
  • Realiza mediciones y experimentos de caracterización de elementos magnéticos utilizando instrumentación específica.
  • Aplica los conocimientos adquiridos en la resolución de problemas reales de la ingeniería electrónica tanto en el ámbito industrial como en el doméstico.

2.3.Importancia de los resultados de aprendizaje

Los conocimientos, aptitudes y habilidades adquiridos a través de esta asignatura, junto con los del resto del Máster en Ingeniería Electrónica, deben permitir al estudiante desarrollar las competencias anteriormente expuestas, así como abordar con garantías la realización de una tesis doctoral en el ámbito del diseño magnético para aplicaciones de potencia, o desempeñar adecuadamente una labor profesional en el mencionado ámbito.

3.Evaluación

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

Examen global con cuestiones teórico prácticas:

Se realizará a final del curso una prueba con cuestiones de tipo test en la que se incluirán cuestiones relativas tanto a los contenidos teóricos como a las prácticas realizadas.

Esta actividad se calificará de 0 a 10 puntos y supondrá el 50% de la calificación del estudiante en la asignatura.

 

Asistencia y evaluación de las prácticas

Se evaluará el trabajo realizado en las sesiones de laboratorio pues se considera que el aprendizaje de esta materia está asociado a la experimentación práctica. Además de la asistencia (que es obligatoria) se evaluarán los siguientes aspectos relativos a la realización de las prácticas:

  • Preparación previa de la práctica.
  • Manejo de la instrumentación de laboratorio.
  • Aportar soluciones a los problemas encontrados.
  • Profundización en la práctica.
  • Puesto de trabajo y montajes limpios y ordenados.

Esta actividad se calificará de 0 a 10 puntos y supondrá el 25% de calificación del estudiante en la asignatura.

 

Valoración de los trabajos realizados en relación a las prácticas:

Se requerirá la elaboración de un trabajo al finalizar cada práctica. Este trabajo constará de un resumen de la práctica y las respuestas determinadas cuestiones relativas a la realización. Se apreciará especialmente el grado de cumplimiento de la práctica y de las cuestiones planteadas.

Esta actividad se calificará de 0 a 10 puntos y supondrá el 25% de la calificación del estudiante en la asignatura.

 

Calificación global:

La asignatura se evaluará en la modalidad de evaluación global mediante las actividades anteriormente expuestas

La calificación global de la asignatura (sobre 10 puntos) será C1+C2+C3, siempre que C1 sea mayor o igual que 3 y C2 sea mayor o igual que 3. En otro caso, la calificación global de la asignatura será el mínimo entre C1+C2+C3 y 4. La asignatura se supera con una calificación global mayor o igual que 5 puntos sobre 10.

4.Metodología, actividades de aprendizaje, programa y recursos

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 del diseño magnético en aplicaciones de potencia.
  • En las clases de problemas se desarrollarán problemas y diseños representativos con la participación de los estudiantes.
  • Se realizarán prácticas de laboratorio en grupos reducidos en las que se harán montajes con elementos magnéticos y simulaciones por elementos finitos.

4.2.Actividades de aprendizaje

Las actividades de aprendizaje previstas en esta asignatura son las siguientes:

 

Actividades presenciales (2 ECTS, 50 horas):

A01  Clase magistral (20 horas aproximadamente)

En esta actividad se expondrán los contenidos fundamentales de la materia y se realizarán un conjunto de problemas representativos. Esta actividad se realizará en el aula de forma presencial. Los materiales que se expondrán en las clases magistrales estarán a disposición de los alumnos a través del Anillo Digital Docente.

A02  Resolución de problemas y casos (ECTS, 10 horas aproximadamente)

En esta actividad se resolverá un conjunto de problemas representativos. Esta actividad se realizará en el aula de forma presencial. Los materiales que se expondrán en las clases magistrales estarán a disposición de los alumnos a través del Anillo Digital Docente

A03  Prácticas de laboratorio (ECTS, 15 horas aproximadamente)

Las prácticas están estructuradas en 5 sesiones de 3 horas cada una. Los enunciados de las prácticas estarán a disposición de los alumnos a en el Anillo Digital Docente.

A06  Tutela de trabajos (ECTS, 2 horas aproximadamente)

Tutela personalizada profesor-estudiante para los trabajos docentes.

A08  Pruebas de evaluación (3 horas aproximadamente)

La actividad de evaluación comprende la realización del examen y la revisión de las calificaciones del examen y de los trabajos.

 

Actividades no presenciales (3 ECTS, 75 horas):

A06  Trabajos docentes (20 horas aproximadamente)

En esta actividad se realizarán los trabajos relacionados con las prácticas. Los trabajos se realizarán en grupos de dos personas.

A07  Estudio (55 horas aproximadamente)

Esta actividad comprende tanto el estudio personal encaminado a lograr el seguimiento adecuado de la asignatura, la realización de las prácticas, la preparación del examen y las tutorías.

4.3.Programa

El programa por temas que se propone para alcanzar los resultados de aprendizaje previstos es el siguiente:

  • T1: Fundamentos y componentes magnéticos en electrónica de potencia.
  • T2: Disipación de potencia en componentes magnéticos.
  • T3: Análisis y diseño de inductancias.
  • T4: Análisis y diseño de transformadores.
  • T5: Aplicaciones de transferencia de energía con bobinados planos.

Programa de prácticas:

  • P1: Instrumentación de laboratorio y revisión de los fundamentos.
  • P2: Disipación de potencia en magnéticos.
  • P3: Diseño magnético para una fuente conmutada de alta tensión.
  • P4: Montaje y ensayos de magnéticos para fuentes conmutadas.
  • P5: Simulación por Elementos Finitos de magnéticos para aplicaciones de inducción.

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 en el laboratorio se imparten según horario establecido por el centro (horarios disponibles en su página web). El resto de actividades se planificará en función del número de alumnos y se dará a conocer con la suficiente antelación.

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 página web del centro).

A título orientativo:

  • Período de clases: primer cuatrimestre (Otoño).
  • Clases de teoría y problemas-casos: cada semana hay programadas clases de teoría y/o problemas-casos en el aula.
  • Sesiones prácticas de laboratorio: el estudiante realizará sesiones prácticas de laboratorio y entregará trabajos asociados a las mismas.
  • Entrega de trabajos: se informará adecuadamente en clase de las fechas y condiciones de entrega.
  • Examen: habrá un examen de 1ª convocatoria y otro de 2ª convocatoria en las fechas concretas que indique el centro.

4.5.Bibliografía y recursos recomendados

http://biblos.unizar.es/br/br_citas.php?codigo=67228&year=2019


Curso : 2019/2020

527 - Master's in Electronic Engineering

67228 - Magnetic design for electronic systems


Información del Plan Docente

Academic Year:
2019/20
Subject:
67228 - Magnetic design for electronic systems
Faculty / School:
110 -
Degree:
527 - Master's in Electronic Engineering
ECTS:
5.0
Year:
1
Semester:
First semester
Subject Type:
Optional
Module:
---

1.General information

1.1.Aims of the course

1.2.Context and importance of this course in the degree

1.3.Recommendations to take this course

2.Learning goals

2.1.Competences

2.2.Learning goals

2.3.Importance of learning goals

3.Assessment (1st and 2nd call)

3.1.Assessment tasks (description of tasks, marking system and assessment criteria)

The final grade for this course is based on the following weighting:

- Final exam (50 % of grade)

- Pre-lab work, attendance, attitude, and accomplishment during laboratory sessions (25 %)

- Laboratory reports (25 %)

4.Methodology, learning tasks, syllabus and resources

4.1.Methodological overview

The methodology followed in this course is oriented towards achievement of the learning objectives. It is based on participation and the active role of the student favors the development of communication and decision-making skills. A wide range of teaching and learning tasks are implemented, such as

  • Lectures in which the basics of the course are presented.
  • Practice sessions in which some representative cases or problems are proposed to students.
  • Lab work includes both laboratory experiments and finite-element simulations.

 

Students are expected to participate actively in the class throughout the semester.

Classroom materials will be available via Moodle. These include a repository of the lecture notes used in class, the course syllabus, as well as other course-specific learning materials.

Further information regarding the course will be provided on the first day of class.

4.2.Learning tasks

The course includes the following learning tasks: 

Classroom activities (2 ECTS: 50 hours)

  • A01 Lectures (estimated 20 hours). Lectures are intended to present the basics of the course. Notes and other materials are available on the virtual platform of the University.
  • A02 Practice sessions (estimated 10 hours). Some selected problems are proposed to students and the solution of these problems is developed in classroom sessions. Notes and other materials are also available available on the virtual platform of the University.
  • A03 Laboratory sessions (estimated 15 hours). Practical activities are intended to reinforce the previously acquired knowledge. These activities include simulation sessions, experiments and prototype development. Instructions, notes and other materials are also available on the virtual platform of the University.
  • A06 Tutorials (estimated 2 hours). The teacher solves students' questions or guides the learning-teaching process.
  • A08 Evaluation activities (estimated 3 hours). Evaluation consists of an exam and the assessment of the lab activities. This later part is evaluated by means of a set of reports of the developed experiments and simulations.

Autonomous work (3 ECTS: estimated 75 hours)

  • A06 Reports of the lab sessions (estimated 20 hours). Preparation of the lab session reports. Reports will be made in pairs and will consist on the results of the lab activities.
  • A07 Study (estimated 55 hours). Study time is oriented to prepare the exam, problems and lab sessions.

4.3.Syllabus

The course will address the following topics:

Theory

  • Topic 1. Basics and magnetic components in power electronic applications.
  • Topic 2. Power dissipation in magnetics for power electronic applications.
  • Topic 3. Analysis and design of inductances.
  • Topic 4. Analysis and design of transformers.
  • Topic 5. Power transference applications with planar magnetics.

Lab sessions

  • P1. Review of lab instrumentation.
  • P2. Measurement of power dissipation in magnetics.
  • P3. Design of the transformer for a high-voltage power supply.
  • P4. Prototyping and testing of the transformer for a high-voltage power supply.
  • P5. Finite-element simulation of planar magnetics.

4.4.Course planning and calendar

Lectures and practice sessions run for 2 weekly hours. Laboratory sessions will take place every 2 weeks (6 sessions in
total) and last 3 hours each.
Further information concerning the timetable, classroom, office hours, assessment dates and other details regarding this
course, will be provided on the first day of class or please refer to the EINA website (http://eina.unizar.es).

4.5.Bibliography and recommended resources

http://biblos.unizar.es/br/br_citas.php?codigo=67228&year=2019