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Academic Year/course: 2022/23

424 - Bachelor's Degree in Mechatronic Engineering

28826 - Power Electronics

Syllabus Information

Academic Year:

2022/23

Subject:

28826 - Power Electronics

Faculty / School:

175 - Escuela Universitaria Politécnica de La Almunia

Degree:

424 - Bachelor's Degree in Mechatronic Engineering

ECTS:

6.0

Year:

Semester:

Second semester

Subject Type:

Compulsory

Module:

---

1. General information

1.1. Aims of the course

The general objective of the course is to provide the necessary knowledge to interpret and solve electronic power control circuits, especially in the areas of static switches, rectifiers, inverters, regulators and power inverters.

This requires the correct use of the most common computer applications, to obtain information on the power components and their applications, and also to correctly interpret the technical documentation of the components used; as well as computer applications for circuit simulation. The correct handling of the measuring and feeding devices commonly used in the electronics laboratory must also be achieved, as well as the proper interpretation of the measurements made.

The indicators that the objectives have been achieved will be: the ability to read plans of commercial electronic equipment and applications, and also the ability to make electronic schemes of the typical power output circuits and control elements, according to the appropriate regulations and symbols, and finally the realization of technical reports on the practical activities carried out.

These approaches and objectives are in line with the following Sustainable Development Goals (SDGs) of the United Nations 2030 Agenda (https://www.un.org/sustainabledevelopment/es/), in such a way that the acquisition of the course learning outcomes provides training and competence to contribute to their achievement to some degree:

4.4 By 2030, substantially increase the number of youth and adults who have relevant skills, including technical and vocational skills, for employment, decent jobs and entrepreneurship.
4.7 By 2030, ensure that all learners acquire the knowledge and skills needed to promote sustainable development, including, among others, through education for sustainable development and sustainable lifestyles, human rights, gender equality, promotion of a culture of peace and non-violence, global citizenship and appreciation of cultural diversity and of culture’s contribution to sustainable development.
9.1 Develop quality, reliable, sustainable and resilient infrastructure, including regional and transborder infrastructure, to support economic development and human well-being, with a focus on affordable and equitable access for all.
9.4 By 2030, upgrade infrastructure and retrofit industries to make them sustainable, with increased resource-use efficiency and greater adoption of clean and environmentally sound technologies and industrial processes, with all countries taking action in accordance with their respective capabilities.
12.2 By 2030, achieve the sustainable management and efficient use of natural resources.
12.5 By 2030, substantially reduce waste generation through prevention, reduction, recycling and reuse.

1.2. Context and importance of this course in the degree

The subject of Power Electronics is part of the Degree in Mechatronic Engineering taught by EUPLA, within the Electricity and Electronics module. It is a subject of the third course located in the sixth semester and compulsory (OB), with a teaching load of 6 ECTS credits.

1.3. Recommendations to take this course

The development of the subject of Power Electronics requires putting into play knowledge and strategies, coming from subjects corresponding to the previous courses and semesters of the Mechatronic Engineering Degree, related to:

Mathematics, Physics, Chemistry, Technical Drawing, Computer Science, Electrical Engineering, Electronic Technology I and Electronic Technology II.

However, it is not a legal requirement to have passed them in order to join Power Electronics.

2. Learning goals

2.1. Competences

(EI05): Knowledge of the fundamentals of electronics.
(EE06): Applied knowledge of power electronics.
(EE07): Ability to design electronic power systems.
(GI03): Knowledge of basic and technological subjects that enable you to learn new methods and theories, and provide you with versatility to adapt to new situations.
(GI04): Ability to solve problems with initiative, decision making, creativity, critical reasoning and to communicate and transmit knowledge, abilities and skills in the field of Industrial Engineering.
(GC02): Interpret experimental data, contrast them with the theoretical ones and draw conclusions.
(GC03): Capacity for abstraction and logical reasoning.
(GC04): Ability to learn continuously.
(GC05): Ability to evaluate alternatives.
(GC06): Ability to adapt to the rapid evolution of technologies.
(GC07): Ability to lead a team as well as being an active member of it.
(GC08): Ability to locate technical information, as well as its understanding and evaluation.
(GC09): Positive attitude towards technological innovations.
(GC10): Ability to write technical documentation and present it with the help of appropriate computer tools.
(GC11): Ability to communicate their reasoning and designs clearly to specialized and non-specialized audiences.
(GC14): Ability to understand the operation and develop the maintenance of mechanical, electrical and electronic equipment and installations.
(GC15): Ability to analyze and apply simplified models to technological equipment and applications that allow forecasting of their behavior.
(GC16): Ability to configure, simulate, build and test prototypes of electronic and mechanical systems.
(GC17): Capacity for the correct interpretation of plans and technical documentation.

2.2. Learning goals

To explain the behavior of power semiconductor devices and their protection components, applying fundamental electrical laws and principles, using appropriate vocabulary, symbols, and forms of expression.
To analyze and describe the operation of typical topologies, which are used in the electronic control of electrical power, justifying their operation using block diagrams, input-output wave graphs, equations, and transfer functions.
To select and correctly use the components of a power electronic circuit, both in direct current and alternating current applications, and in these single-phase and three-phase applications, detailing their function in the block where they are used.
To analyze and interpret diagrams and plans of applications and electronic power equipment, understanding the function of an element or functional group of elements in the set, based on existing regulations.
To select and interpret adequate information to propose and assess solutions to common technical needs and problems in the field of Power Electronics, with a level of precision consistent with that of the various magnitudes involved in them.
To choose and properly use the typical measuring devices in the Electronic Laboratory, assessing their field of application and degree of precision.
To know how to use the general methodology and the appropriate software tools to work in Power Electronics applications.
To identify the different power semiconductor components and the needs and criteria for their protection, which also requires the ability to interpret technical documentation: data sheets for electronic devices, device manuals, standards, regulations, etc.
To know the handling of the main electrical measurement devices: voltmeter, ammeter, ohmmeter, wattmeter, oscilloscope, network and harmonic quality analyzers, physical magnitude meters of controlled machines (speed, temperature, etc.) and acquire skill in their use on practical assemblies.

2.3. Importance of learning goals

This subject is taught in the Electricity and Electronics module, is based on the so-called Electronic Technology I, focused on Analog Electronics, and Electronic Technology II focused on Digital Electronics (taught successively in the previous two semesters). With a good level in these bases, the student should not have difficulties to achieve good results in learning Power Electronics.

3. Assessment (1st and 2nd call)

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

The evaluation of the subject contemplates the continuous evaluation system, as the most appropriate to be in line with the guidelines of the EHEA (Bologna agreements), regarding the degree of involvement and continued work of the student throughout the course.

In order for students to benefit from the continuous assessment system, they will need to attend at least 80% of the classes. The lack of assistance must be adequately justified.

The continuous evaluation system will culminate with the weighted sum of the grade obtained in each of the four blocks contained in the subject. The fourth block will consist of a volunteer work, qualified with an extra increase of up to 10% on the final grade:

FINAL NOTE = Block 1 (50%) + Block 2 (50%) {+ Block 4 (10%)}

The subject will be passed when in this weighted evaluation, a score equal to or greater than 5.0 points is obtained, taking into account that, to apply this weight, the minimum mark for each block of the subject will be 4.0 points. When the minimum is not reached in a single block, this average will not be applied and the student will be pending further evaluation. Prior to the first call, the teacher will notify each student whether or not they have passed the subject based on the level demonstrated in the continuous assessment system.

In case of not passing in this way, the student will have two additional calls to do so (global assessment test). The subject of the blocks that have not passed the minimum score of 4.0 will be compulsory, and the subject with higher score is optional, always under the responsibility of the student.

Type of tests and evaluation criteria:

For each of the indicated content blocks (unless expressly indicated), the types of activities described below will be controlled, applying the assessment criteria indicated:

Exercises, theoretical questions and proposed works: Their approach and correct development, the writing and coherence of the treated will be valued, as well as the achievement of results and the final conclusions obtained. The qualification of the proposed theoretical-practical exercises will be taken into account.
Laboratory practices: In each one of the practices the dynamics followed for its correct execution and operation will be valued, as well as the problems raised in its development. In the proposal of Tasks for each Practice Block (to be published in Moodle) the aspects of individual and group work to be carried out are indicated. The qualification of the report presented will assess whether the data required is correct and the questions asked have been answered correctly. The final grade for each block will be from 0 to 10. The suspended or not completed practices will be evaluated in a laboratory exam for which the appropriate dates will be enabled.
Written assessment test (for Blocks 1, 2): It will consist of solving theoretical / practical questions and problems, with reduced space for answers, where the student will demonstrate, through drawings, graphics, texts, equations and / or calculation, their mastery of the concepts worked on in each subject block. The mark of the partial block will be calculated as the average of the obtained in the topics covered. The qualification obtained in each test will suppose between 60% and 70% of the mark of the corresponding block, provided that the minimum mark of each block of the subject has been exceeded (4.0 points).
Individual activities in Moodle Forums (for Blocks 1, 2): The active participation of the student will be taken into account, responding to the proposals made by the teacher in the corresponding forums.
Group activities in class (for Block 3): This block will evaluate the defense and public exposure of the part of the subject assigned to each group of students as well as the technical report presented in this regard. Student participation will be voluntary.

The weighting of the qualification process, of the different activities, in which the continuous evaluation process of the subject has been structured will be as follows:

SECTIONS 1 and 2:

Class activities, exercises and proposed work, Moodle activities: Maximum 20%.
Laboratory practices: 30%.
Written assessment tests: 50% -70%.

SECTION 3:

Activity memory: 30%.
Public defense of activity: 70%.

The percentages presented for all the blocks assume that the minimum mark (4.0 points) has been exceeded in each part of the subject: theory blocks 1 to 3 and the laboratory practices corresponding to each block.

4. Methodology, learning tasks, syllabus and resources

4.1. Methodological overview

The Power Electronics course is conceived as a set of contents, but distributed in three blocks, where it deals with concepts of operation of power components and their protection elements to power elements such as static switches, drives and regulators, rectifiers and power inverters.

The first two blocks will be dealt with under three fundamental and complementary ways: the theoretical concepts of each didactic unit, the resolution of problems or questions and practices, supported in turn by another series of activities such as tutorials and seminars and will be tested individually, regardless of the blocks.

The third block will have a different treatment because the students will work in groups only previously assigned sections, they will be able to express their preferences but all the subjects will have to be assigned to some group. They will prepare presentation materials and defend their work with a public presentation, which will be valued by the rest of the students and the teacher.

The teacher/student interaction is carried out in this way, through the distribution of work and responsibilities between students and teachers. However, it must be taken into account that, to a certain extent, students can set the pace of learning according to their needs and availability, following the guidelines set by the teacher.

The organization of teaching involves the active participation of the student, and will be carried out following the following guidelines:

Lectures: Theoretical activities imparted in a fundamentally expositive way by the teacher, in such a way as to expose the theoretical supports of the subject, highlighting the fundamental, structuring the concepts and relating them to each other. If classroom teaching were not possible due to health reasons, it would be carried out on-line.
Practical lessons: The teacher solves problems or practical cases for illustrative purposes. This type of teaching complements the theory explained in the lectures with practical aspects. If classroom teaching were not possible due to health reasons, it would be carried out on-line.
Seminars: The total group of lectures or practical lessons may or may not be divided into smaller groups, as appropriate. They will be used to analyze cases, solve problems, etc. Unlike what happens with the practical lessons, the teacher is not a protagonist, simply listening, counselling, clarifying, evaluating, assessing. It seeks to encourage student participation, as well as making the continuous assessment of students possible and to learn about the performance of learning.
Lab Practice: The total group of lectures will be divided into several shifts, according to the number of students enrolled, but never with more than 20 students per shift, so that smaller groups can be formed. Students will do assemblies, measurements, simulations, etc., in the laboratories in the presence of the teacher. If classroom teaching were not possible due to health reasons, it would be carried out on-line.

Practical activities are carried out in groups of two /three students per shift, although for the reports students of two or more shifts can be grouped. For each subject block, guidelines for practical tasks will be given (compulsory and optional); In addition, the reporting rules will be specified in a guidance document, which will be handed out at the beginning of the practical activities.

Group tutorials: Programmed activities of learning follow-up in which the teacher meets with a group of students to guide their work of autonomous learning and supervision of works directed or requiring a high degree of advice by the teacher.
Individual tutorials: These are the ones made through the individual attention of the teacher in the department. They aim to help solve the doubts that students come across, particularly those who for various reasons cannot attend group tutorials or need more personalized attention. These tutorials can be in person or virtual.

The approach, methodology and assessment of this guide are intended to be the same for any teaching scenarios. They will be adapted to the social-health situation at any particular time, as well as to the instructions given by the authorities concerned.

4.2. Learning tasks

The course includes the following learning tasks:

Generic on-site activities:

Lectures: The theoretical concepts of the subject will be explained and illustrative practical examples will be developed as a support for the theory when it is deemed necessary.
Practical lessons: Problems and practical cases will be made as a complement to the theoretical concepts studied.
Practical tasks: Students will be divided into several groups of no more than 20 students, being guided by the tutorial action of the teacher.
Defense and presentation of topics: on the particular contents that are assigned to each group of students, corresponding to Block 3.

Generic off-site activities:

Study and assimilation of the theory explained in the lectures.
Understanding and assimilation of solved cases in practical lessons.
Preparation of seminars, solving suggested problems, etc.
Participation in Forums of the subject via Moodle, to provide links of information on the Internet.
Preparation and development of scripts and corresponding reports.
Preparation of written continuous assessment tests, and global assessment tests.

Autonomous tutored activities: Although they will be done on-site, they have been taken into account separately because of their particular features, they will be focused mainly on seminars and tutorials under the supervision of the teacher.

Reinforcement activities: Off-site activities preferably, via the virtual portal of teaching (Moodle), will be designed to reinforce the basic contents of the subject. These activities can be personalized or not.

4.3. Syllabus

The theoretical contents are articulated based on three blocks (numbers 1 to 3). Each of the blocks is made up of weekly allocation topics, one for each of the weeks of the course, these topics contain the necessary contents for the acquisition of the predetermined learning results.

Theoretical contents:

Section 1: POWER SEMICONDUCTORS AND BASIC POWER SYSTEMS

1-. Power Diodes and Transistors

2-. Thyristor, TRIAC and other active components

3-. Protection, Association and Refrigeration

4-. A.C. and D.C. static switches.

Section 2: POWER AND MOTOR CONTROL

5-. Power Converters and Regulators

6-. Uncontrolled and controlled rectifiers

7-. Topologies and Inverter and Converter circuits

8-. Speed drives for electric motors

Section 3: APPLICATIONS OF POWER ELECTRONICS

9-. Temperature controls and heating

10-. Uninterrupted power supply systems (U.P.S.)

11-. Control Systems in Alternative Energies

12-. Other fields of application of Power Electronics

Practical contents:

Each Section exposed in the previous section has associated practices in this regard, either through practical assumptions and/or physical or simulated assembly work leading to obtaining results and their analysis and interpretation. As the topics are developed, these Practices will be proposed, preferably in the classroom and also through the Moodle platform.

Practices to be developed in the Laboratory are given below. They will be carried out by the students in one-hour sessions, except in the final practice, in which the three hours corresponding to Section 4 are accumulated.

PRACTICES Section 1

Exercise 1: Power Diodes and Transistors
Exercise 2: Thyristor, TRIAC and others
Exercise 3: Protection, Semiconductor Association, Refrigeration (proprietary software)
Exercise 4: Static switches

PRACTICES Section 2

Exercise 1: Power shifters
Exercise 2: D.C. Regulators
Exercise 3: Non-controlled Rectifiers
Exercise 4: Controlled rectifiers
Exercise 5: Variable speed drives in electric motors

IMPORTANT: The content of theory and practices will be adapted to the time available, as well as to laboratory material.

4.4. Course planning and calendar

Temporary distribution of a teaching week:

The subject is defined in the Verification Report of the Degree with a low experimental grade so that the 10 hours a week are distributed as follows:

Theory-practical classes: 3 hours a week (blocks 1, 2) / 5 hours per week (block 3).
Practice tasks: 1 hour per week.
Other activities: 6 hours per week (blocks 1, 2) / 4 hours per week (block 3).

Test schedule:

For the assessment tests, described in the continuous assessment process, the following schedule is suggested:

Test 1: (Topics 1, to 4).
Test 2: (Topics 5 to 8).

Speech-Presentation of Works:

Works of Block 3 (Other Power Electronics systems), will be orally tested during the three final weeks of the course, depending on the number of students and the specific development of the preparatory tasks.

4.5. Bibliography and recommended resources

http://psfunizar10.unizar.es/br13/egAsignaturas.php?codigo=28826

Curso Académico: 2022/23

424 - Graduado en Ingeniería Mecatrónica

28826 - Electrónica de potencia

Información del Plan Docente

Año académico:

2022/23

Asignatura:

28826 - Electrónica de potencia

Centro académico:

175 - Escuela Universitaria Politécnica de La Almunia

Titulación:

424 - Graduado en Ingeniería Mecatrónica

Créditos:

6.0

Curso:

Periodo de impartición:

Segundo semestre

Clase de asignatura:

Obligatoria

Materia:

---

1. Información Básica

1.1. Objetivos de la asignatura

El objetivo general de la asignatura consiste, en aportar los conocimientos necesarios para interpretar y resolver circuitos electrónicos de control de potencia, especialmente en las áreas de interruptores estáticos, rectificadores, variadores, reguladores e inversores de potencia.

Para ello son necesarios el uso correcto de las aplicaciones informáticas más comunes, para obtener información de los componentes de potencia y sus aplicaciones, e igualmente interpretar correctamente la documentación técnica de los componentes utilizados; así como las aplicaciones informáticas para la simulación de circuitos. También debe conseguirse el manejo correcto de los aparatos de medida y alimentación de uso habitual en el laboratorio de electrónica, así como la adecuada interpretación de las mediciones efectuadas.

Los indicadores de que se han alcanzado los objetivos serán: la capacidad de interpretar planos de equipos y aplicaciones electrónicas comerciales y también la capacidad de realizar esquemas electrónicos de los circuitos típicos de salida de potencia y de los elementos de control, según la normativa y simbología apropiada, y finalmente la realización de informes técnicos sobre las actividades prácticas realizadas.

Estos planteamientos y objetivos están alineados con los siguientes Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) de la Agenda 2030 de Naciones Unidas (https://www.un.org/sustainabledevelopment/es/), de tal manera que la adquisición de los resultados de aprendizaje de la asignatura proporciona capacitación y competencia para contribuir en cierta medida a su logro:

4.4 De aquí a 2030, aumentar considerablemente el número de jóvenes y adultos que tienen las competencias necesarias, en particular técnicas y profesionales, para acceder al empleo, el trabajo decente y el emprendimiento.
4.7 De aquí a 2030, asegurar que todos los alumnos adquieran los conocimientos teóricos y prácticos necesarios para promover el desarrollo sostenible, entre otras cosas mediante la educación para el desarrollo sostenible y los estilos de vida sostenibles, los derechos humanos, la igualdad de género, la promoción de una cultura de paz y no violencia, la ciudadanía mundial y la valoración de la diversidad cultural y la contribución de la cultura al desarrollo sostenible.
9.1 Desarrollar infraestructuras fiables, sostenibles, resilientes y de calidad, incluidas infraestructuras regionales y transfronterizas, para apoyar el desarrollo económico y el bienestar humano, haciendo especial hincapié en el acceso asequible y equitativo para todos.
9.4 De aquí a 2030, modernizar la infraestructura y reconvertir las industrias para que sean sostenibles, utilizando los recursos con mayor eficacia y promoviendo la adopción de tecnologías y procesos industriales limpios y ambientalmente racionales, y logrando que todos los países tomen medidas de acuerdo con sus capacidades respectivas.
12.2 De aquí a 2030, lograr la gestión sostenible y el uso eficiente de los recursos naturales.
12.5 De aquí a 2030, reducir considerablemente la generación de desechos mediante actividades de prevención, reducción, reciclado y reutilización.

1.2. Contexto y sentido de la asignatura en la titulación

La asignatura de Electrónica de Potencia, forma parte del Grado en Ingeniería Mecatrónica que imparte la EUPLA, dentro del módulo de Electricidad y Electrónica. Se trata de una asignatura de tercer curso ubicada en el sexto semestre y de carácter obligatorio (OB), con una carga lectiva de 6 créditos ECTS.

1.3. Recomendaciones para cursar la asignatura

El desarrollo de la asignatura de Electrónica de Potencia, exige poner en juego conocimientos y estrategias, procedentes de asignaturas correspondientes a los cursos y semestres anteriores del Grado de Ingeniería Mecatrónica, relacionados con:

Matemáticas, Física, Química, Dibujo Técnico, Informática, Ingeniería Eléctrica, Tecnología Electrónica I y Tecnología Electrónica II.

No obstante, no es requisito legal haberlas superado para poder cursar Electrónica de Potencia.

2. Competencias y resultados de aprendizaje

2.1. Competencias

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

- (EI05) El conocimiento de los fundamentos de la electrónica.
- (EE06) El conocimiento aplicado de electrónica de potencia.
- (EE07) la capacidad de diseñar sistemas electrónicos de potencia.
- (GI03): Conocimientos en materias básicas y tecnológicas que le capaciten para el aprendizaje de nuevos métodos y teorías, y le doten de versatilidad para adaptarse a nuevas situaciones.
- (GI04): Capacidad para resolver problemas con iniciativa, toma de decisiones, creatividad, razonamiento crítico y de comunicar y transmitir conocimientos, habilidades y destrezas en el campo de la Ingeniería Industrial.
- (GC02): Interpretar datos experimentales, contrastarlos con los teóricos y extraer conclusiones.
- (GC03): Capacidad para la abstracción y el razonamiento lógico.
- (GC04): Capacidad para aprender de forma continuada.
- (GC05): Capacidad para evaluar alternativas.
- (GC06): Capacidad para adaptarse a la rápida evolución de las tecnologías.
- (GC07): Capacidad para liderar un equipo así como ser un miembro activo del mismo.
- (GC08): Capacidad para localizar información técnica, así como su comprensión y valoración.
- (GC09): Actitud positiva frente a las innovaciones tecnológicas.
- (GC10): Capacidad para redactar documentación técnica y para presentarla con ayuda de herramientas informáticas adecuadas.
- (GC11): Capacidad para comunicar sus razonamientos y diseños de modo claro a públicos especializados y no especializados.
- (GC14): Capacidad para comprender el funcionamiento y desarrollar el mantenimiento de equipos e instalaciones mecánicas, eléctricas y electrónicas.
- (GC15): Capacidad para analizar y aplicar modelos simplificados a los equipos y aplicaciones tecnológicas que permitan hacer previsiones sobre su comportamiento.
- (GC16): Capacidad para configurar, simular, construir y comprobar prototipos de sistemas electrónicos y mecánicos.
- (GC17): Capacidad para la interpretación correcta de planos y documentación técnica.

2.2. Resultados de aprendizaje

Explicar el comportamiento de los dispositivos semiconductores de potencia y sus componentes de protección, aplicando los principios y leyes eléctricas fundamentales, utilizando vocabulario, símbolos y formas de expresión apropiadas.
Analizar y describir el funcionamiento de las topologías típicas, que se utilizan en el control electrónico de potencia eléctrica, justificando su funcionamiento mediante esquemas de bloques, gráficas de ondas de entrada-salida, ecuaciones y funciones de transferencia.
Seleccionar y utilizar correctamente los componentes de un circuito electrónico de potencia, tanto en aplicaciones de corriente continua como de corriente alterna y en estas las monofásicas y trifásicas, detallando su función en el bloque donde se utilizan.
Analizar e interpretar esquemas y planos de aplicaciones y equipos electrónicos de potencia, comprendiendo la función de un elemento o grupo funcional de elementos en el conjunto, en base a la normativa existente.
Seleccionar e interpretar información adecuada para plantear y valorar soluciones a necesidades y problemas técnicos comunes en el ámbito de la Electrónica de Potencia, con un nivel de precisión coherente con el de las diversas magnitudes que intervienen en ellos.
Elegir y utilizar adecuadamente los aparatos de medida típicos en el Laboratorio Electrónico, valorando su campo de aplicación y grado de precisión.
Saber utilizar la metodología general y las herramientas de software apropiadas para trabajar en las aplicaciones de Electrónica de Potencia.
Identificar los diferentes componentes semiconductores de potencia y las necesidades y criterios de su protección, lo cual también se requiere la capacidad de interpretar documentación técnica: hojas de características de dispositivos electrónicos, manuales de aparatos, normativas, reglamentos, etc.
Conocer el manejo de los principales aparatos de medidas eléctricas: voltímetro, amperímetro, óhmetro, vatímetro, osciloscopio, analizadores de calidad de red y armónicos, medidores de magnitudes físicas de las máquinas controladas (velocidad, temperatura, etc.) y adquirir destreza en su uso sobre montajes prácticos.

2.3. Importancia de los resultados de aprendizaje

Esta asignatura se imparte en el módulo de Electricidad y Electrónica, se fundamenta en las denominadas Tecnología Electrónica I, centrada en la Electrónica Analógica, y Tecnología Electrónica II enfocada hacia la Electrónica Digital (impartidas sucesivamente en los dos semestres anteriores); con un buen nivel en esas bases, el alumno no debería tener dificultades para alcanzar buenos resultados en el aprendizaje de la Electrónica de Potencia.

3. Evaluación

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

La evaluación de la asignatura contempla el sistema de evaluación continua, como la más acorde para estar en consonancia con las directrices del EEES (acuerdos de Bolonia), en cuanto al grado de implicación y trabajo continuado del alumno a lo largo del curso.

Para que el alumnado pueda beneficiarse del sistema de evaluación continua, será necesaria su asistencia a al menos el 80% de las clases. La falta de asistencia deberá ser adecuadamente justificada.

El sistema de evaluación continua culminará con la suma ponderada de la calificación obtenida en cada uno de los tres bloques contenidos en la asignatura. El cuarto bloque constará de un trabajo voluntario con una validez extra de hasta un 10% sobre la nota final:

NOTA FINAL = Bloque 1 (50%) + Bloque 2 (50%) {+ Bloque 4 (10%)}

La asignatura quedará superada cuando en esta evaluación ponderada, se obtenga una puntuación igual o superior a 5.0 puntos teniendo en cuenta que, para aplicarse esta ponderación, la nota mínima de cada bloque de la asignatura será de 4.0 puntos. Cuando no se alcance el mínimo en un solo bloque este promedio no se aplicará y el estudiante quedará pendiente de una posterior evaluación. Previamente a la primera convocatoria el profesor notificará a cada alumno/a si ha superado o no la asignatura en función del nivel demostrado en el sistema de evaluación continua.

En caso de no aprobar de este modo, el alumno dispondrá de dos convocatorias adicionales para hacerlo (prueba global de evaluación). Será obligatoria la materia de los bloques que no han superado la puntuación mínima de 4.0, y optativa la materia con puntuación superior, siempre bajo la responsabilidad exclusiva del estudiante.

Tipo de pruebas y criterios de evaluación:

Para cada uno de los bloques de contenidos señalados (salvo indicación expresa), se controlaran los tipos de actividades que se describen a continuación, aplicando los criterios de valoración que se indican:

Ejercicios, cuestiones teóricas y trabajos propuestos: Se valorará su planteamiento y correcto desarrollo, la redacción y coherencia de lo tratado, así como la consecución de resultados y las conclusiones finales obtenidas. Se tendrá en cuenta la calificación de los ejercicios teóricos-prácticos propuestos.
Prácticas de laboratorio: En cada una de las prácticas se valorará la dinámica seguida para su correcta ejecución y funcionamiento, así como la problemática suscitada en su desarrollo. En la propuesta de Tareas para cada Bloque de prácticas (que se publicará en Moodle) se indican los aspectos de trabajo individual y en grupo que deben realizarse. La calificación de la memoria presentada, valorará si los datos exigidos son los correctos y se ha respondido correctamente a las cuestiones planteadas. La calificación final para cada bloque será de 0 a 10. Las prácticas suspendidas o no finalizadas serán evaluadas en un examen de laboratorio para el que se habilitarán las fechas adecuadas.
Prueba de evaluación escrita (para los Bloques 1 y 2): Consistirá en la resolución de cuestiones teórico/prácticas y problemas, con espacio reducido para las respuestas, donde el alumno/a pondrá de manifiesto, mediante dibujos, gráficos, textos, ecuaciones y/o cálculo, su dominio de los conceptos trabajados en cada bloque de materia. La nota del parcial de bloque se calculará como la media de la obtenida en los temas que este abarque. La calificación obtenida en cada prueba supondrá entre el 60% y el 70% de la nota del bloque correspondiente, siempre que se haya superado la nota mínima de cada bloque de la asignatura (4.0 puntos).
Actividades individuales en Foros Moodle (para los Bloques 1 y 2): Se tendrá en cuenta la participación activa del alumno/a, respondiendo a las propuestas que puedan ser planteadas por el profesor en los foros correspondientes.
Actividades de grupo en clase (para el Bloque 3): En este bloque se evaluará la defensa y exposición pública de la parte de materia que se haya asignado a cada grupo de alumnos así como el informe técnico presentado al respecto. La participación del alumnado será voluntaria.

La ponderación del proceso de calificación, de las diferentes actividades, en la que se ha estructurado el proceso de evaluación continua de la asignatura será la siguiente:

BLOQUES 1 y 2:

Actividades en clase, ejercicios y trabajos propuestos, actividades Moodle: Máximo 20%.
Prácticas de laboratorio: 30%.
Pruebas de evaluación escritas: 50%-70%.

BLOQUE 3

Memoria de actividad: 30%.
Defensa pública de actividad: 70%.

Los porcentajes expuestos para todos los bloques suponen que se haya superado la nota mínima (4.0 puntos) en cada parte de la asignatura: bloques de teoría 1 y 2 y prácticas de laboratorio en cada bloque.

4. Metodología, actividades de aprendizaje, programa y recursos

4.1. Presentación metodológica general

La asignatura Electrónica de Potencia se concibe como un conjunto de contenidos, pero distribuidos en tres bloques. donde se tratan desde conceptos de funcionamiento de los componentes de potencia y sus elementos de protección a elementos de potencia como interruptores estáticos, variadores y reguladores, rectificadores e inversores de potencia. El bloque final, recoge algunas de las aplicaciones fundamentales de la Electrónica de Potencia, sin pretender abarcar todos los campos de aplicación de esta disciplina.

Los dos primeros bloques se trabajarán bajo tres formas fundamentales y complementarias: los conceptos teóricos de cada unidad didáctica, la resolución de problemas o cuestiones y las prácticas de laboratorio, apoyadas a su vez por otra serie de actividades como tutorías y seminarios y se someterán a prueba de examen individual, independiente para cada uno de los bloques.

El tercer bloque tendrá un tratamiento diferente, pues los alumnos/as trabajarán en grupo solo los apartados que previamente se les asignen, podrán manifestar sus preferencias pero todos los temas habrán de asignarse a algún grupo. Elaborarán materiales de presentación y defenderán su trabajo con una exposición pública, que será valorada en modo ponderado por el resto de alumnos y el profesor.

La interacción profesor/alumno, se materializa así, por medio de un reparto de trabajo y responsabilidades entre alumnado y profesorado. No obstante, se tendrá en cuenta que en cierta medida el alumnado podrá marcar el ritmo de aprendizaje en función de sus necesidades y disponibilidad, siguiendo las directrices marcadas por el profesor.

La organización de la docencia, implica la participación activa del alumno, y se realizará siguiendo las pautas siguientes:

Clases teóricas: Actividades teóricas impartidas de forma fundamentalmente expositiva por parte del profesor, de tal manera que se exponga los soportes teóricos de la asignatura, resaltando lo fundamental, estructurando los conceptos y relacionándolos entre sí. Si esta docencia no pudiera realizarse de forma presencial por causas sanitarias, se realizaría de forma telemática.
Clases prácticas: El profesor resuelve problemas o casos prácticos con fines ilustrativos. Este tipo de docencia complementa la teoría expuesta en las clases magistrales con aspectos prácticos. Si esta docencia no pudiera realizarse de forma presencial por causas sanitarias, se realizaría de forma telemática.
Seminarios: El grupo total de las clases teóricas o de las clases prácticas se puede o no dividir en grupos más reducidos, según convenga. Se emplearan para analizar casos, resolver supuestos, resolver problemas, etc. A diferencia de lo que sucede con las clases prácticas, el profesor no es protagonista, limitándose a escuchar, atender, orientar, aclarar, valorar, evaluar. Se busca fomentar la participación del alumno, así como tratar de facilitar la evaluación continua del alumnado y conocer el rendimiento del aprendizaje.
Prácticas de laboratorio: El grupo total de las clases magistrales se dividirá en varios turnos, según el número de alumnos/as matriculados, pero nunca con un número mayor de 8 grupos por turno. Los grupos serán de dos/tres alumnos por turno, aunque para los informes se puedan agrupar alumnos de dos turnos. Los alumnos realizarán montajes, mediciones, simulaciones, etc., en los laboratorios en presencia del profesor de prácticas. Para cada bloque de materia, se entregarán enunciados orientativos de las tareas prácticas (obligatorias y optativas); además las normas de presentación de informes se concretarán en un documento que se entregará al inicio de las actividades prácticas. Si esta docencia no pudiera realizarse de forma presencial por causas sanitarias, se realizaría de forma telemática.
Tutorías grupales: Actividades programadas de seguimiento del aprendizaje en las que el profesor se reúne con un grupo de estudiantes para orientar sus labores de aprendizaje autónomo y de tutela de trabajos dirigidos o que requieren un grado de asesoramiento elevado por parte del profesor.
Tutorías individuales: Son las realizadas a través de la atención personalizada, de forma individual, del profesor en el departamento. Tienen como objetivo ayudar a resolver las dudas que encuentran los alumnos, especialmente de aquellos que por diversos motivos no pueden asistir a las tutorías grupales o necesitan una atención puntual más personalizada. Dichas tutorías podrán ser presenciales o virtuales.

El planteamiento, metodología y evaluación de esta guía está preparado para ser el mismo en cualquier escenario de docencia. Se ajustarán a las condiciones socio-sanitarias de cada momento, así como a las indicaciones dadas por las autoridades competentes.

4.2. Actividades de aprendizaje

Actividades genéricas presenciales:

Clases teóricas: Se explicarán los conceptos teóricos de la asignatura y se desarrollarán ejemplos prácticos ilustrativos como apoyo a la teoría cuando se crea necesario.
Clases prácticas: Se realizarán problemas y casos prácticos como complemento a los conceptos teóricos estudiados.
Prácticas: Los alumnos serán divididos en varios grupos de no más de 20 alumnos/as, estando orientados por la acción tutorial del profesor.
Defensa y exposición de temas: sobre los contenidos concretos que se asignen a cada grupo de alumnos, correspondientes al Bloque 3.

Actividades genéricas no presenciales:

Estudio y asimilación de la teoría expuesta en las clases magistrales.
Comprensión y asimilación de casos resueltos en las clases prácticas.
Preparación de seminarios, resolver problemas propuestos, etc.
Participar en Foros/Moodle de la asignatura, para aportar enlaces de información.
Preparar y elaborar los guiones e informes correspondientes.
Preparar las pruebas de evaluación continua y la prueba global de evaluación.

Actividades autónomas tutorizadas:

Aunque tendrán carácter presencial, se han tenido en cuenta aparte por su idiosincrasia, estarán enfocadas principalmente a seminarios y tutorías bajo la supervisión del profesor.

Actividades de refuerzo:

De marcado carácter no presencial, a través del portal virtual de enseñanza (Moodle) se dirigirán diversas actividades que refuercen los contenidos básicos de la asignatura. Estas actividades podrán ser personalizadas o no, controlándose su realización a través del mismo.

4.3. Programa

Los contenidos teóricos se articulan en base a tres bloques (números 1 a 3). Cada uno de los bloques, está formado por temas de asignación semanal, uno por cada una de las semanas del curso, dichos temas recogen los contenidos necesarios para la adquisición de los resultados de aprendizaje predeterminados.

Contenidos teóricos:

Bloque 1: SEMICONDUCTORES Y SISTEMAS BÁSICOS DE POTENCIA

1.- Diodos y Transistores de Potencia

2.- Tiristor, TRIAC y otros componentes activos

3.- Protección, Asociación y Refrigeración

4.- Interruptores estáticos de C.C. y C.A.

Bloque 2: POTENCIA Y CONTROL DE MOTORES

5.-Variadores y reguladores de potencia

6.-Rectificadores no controlados y controlados

7.- Topologías y circuitos de Inversores y Convertidores

8.- Variadores de velocidad de motores eléctricos

Bloque 3: APLICACIONES DE LA ELECTRÓNICA DE POTENCIA

9.- Controles de temperatura y calentamientos

10.- Sistemas de alimentación ininterrumpida (S.A.I.)

11.- Sistemas de control en Energías Alternativas

12.- Otros campos de aplicación de la Electrónica de Potencia

Contenidos prácticos:

Cada bloque expuesto en la sección anterior, lleva asociadas prácticas al respecto, ya sean mediante supuestos prácticos y/o trabajos de montaje físico o simulado conducentes a la obtención de resultados y a su análisis e interpretación. Conforme se desarrollen los temas se irán planteando dichas Prácticas, preferente en clase y además mediante la plataforma Moodle.

Se indican a continuación aquellas prácticas a desarrollar en el Laboratorio, que serán realizadas por los alumnos/as en sesiones de una hora aproximada de duración, excepto en la práctica final, en la cual se acumulan las tres horas correspondientes al bloque 4. La elaboración de todas estas actividades está sujeta a criterios de disponibilidad de fechas y/o material.

PRÁCTICAS BLOQUE 1

Ejercicio 1: Diodos y transistores de potencia
Ejercicio 2: Tiristor, TRIAC y otros
Ejercicio 3: Protección, asociación de semiconductores, Refrigeración (software propio)
Ejercicio 4: Interruptores estáticos

PRÁCTICAS BLOQUE 2

Ejercicio 1: Variadores de potencia
Ejercicio 2: Reguladores de C.C.
Ejercicio 3: Rectificadores no controlados
Ejercicio 4: Rectificadores controlados
Ejercicio 5: Variadores de velocidad en motores eléctricos (seminario)

NOTA: El contenido de la teoría y las prácticas se adaptará al tiempo disponible, así como al material de laboratorio.

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

Distribución temporal de una semana lectiva:

La asignatura está definida en la Memoria de Verificación del Título de Grado con un grado experimental bajo, por lo que las 10 horas semanales se distribuyen del siguiente modo:

Clases teórico-prácticas: 3 horas semanales (bloques 1 y 2) / 5 horas semanales (bloque 4).

Prácticas: 1 hora semanal.
Otras actividades: 6 horas semanales (bloques 1 y 2) / 4 horas semanales (bloque 4).

Los 6 créditos ECTS corresponden a 150 horas estudiante, que estarán repartidas del modo siguiente:

48 horas de clase teórica: 60 % de exposición de conceptos y 40 % de resolución de problemas-tipo, a razón de 3 horas semanales salvo en las semanas con prueba de control que se reducirá una hora y en las semanas finales que se incrementan dos horas.
15 horas de prácticas tuteladas de laboratorio: semanas 1ª a 15ª sesiones de 1 hora.
15 horas de seminarios y tutorías grupales: para completar las actividades prácticas de cada bloque y en especial para la preparación del bloque 4 (ver cuadro calendario en actividades y recursos).
66 horas de estudio personal: a razón de 5 horas en cada una de las semanas 1ª a 12ª, reduciéndose a 2 horas en las tres semanas finales, para elaborar trabajos, realizar ejercicios, estudiar teoría, etc... (en el cuadro posterior de calendario se establece la distribución recomendada).
4 horas de pruebas de control (2 controles de 2 horas), que se realizarán aproximadamente en las semanas: 6ª y 12ª.
A este cómputo de 150 horas se añadirán 3 horas de prueba global de evaluación, en dos convocatorias.

En el proceso de evaluación continua, las pruebas de evaluación escritas (parciales), estarán relacionadas con los temas siguientes:

Parcial 1: Temas 1 a 4 (Bloque 1).
Parcial 2: Temas 5 a 8 (Bloque 2).

Además en la tercera semana se asignará un trabajo práctico voluntario (Bloque 3), a desarrollar preferentemente en grupo, que deberá completarse antes de la semana doce, para en las últimas semanas del curso realizar una presentación / defensa pública al resto de alumnos.

4.5. Bibliografía y recursos recomendados

http://psfunizar10.unizar.es/br13/egAsignaturas.php?codigo=28826