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Aplicaciones Industriales de la Electrónica de Potencia
Curso 2017/18
1. Datos Descriptivos de la Asignatura
ASIGNATURA: Aplicaciones Industriales de la Electrónica de Potencia CÓDIGO: 335662121
- Centro: Escuela Superior de Ingeniería y Tecnología
- Titulación: Máster en Ingeniería Industrial
- Plan de Estudios: 2014 (publicado en 30-01-2014)
- Rama de conocimiento: Arquitectura e Ingeniería
- Itinerario/Intensificación: Ingeniería Electrónica
- Departamento/s: - Área/s de conocimiento:
  • Tecnología Electrónica
- Curso: 2
- Carácter: Obligatoria especialidad
- Duración: Cuatrimestral
- Créditos ECTS: 4.5
- Horario:
- Dirección web de la asignatura: http://www.campusvirtual.ull.es
- Idioma: Castellano e Inglés (Decreto 168/2008: un 5% será impartido en Inglés)


2. Requisitos para cursar la asignatura
No se han establecido


3. Profesorado que imparte la asignatura
Profesor/a Coordinador/a: SERGIO RODRIGUEZ BUENAFUENTE
- Grupo: 2 (Teoría) PA201 (problemas) TU201 (tutorías presenciales obligatorias)
- Departamento: Ingeniería Industrial
- Área de conocimiento: Tecnología Electrónica
- Lugar Tutoría: Laboratorio de Termofísica, planta cero del ala sur del Edificio de Física y Matemáticas.
- Horario Tutoría: Lunes, martes y miércoles de 11:30 a 13:00. El horario de tutorías es orientativo y puede sufrir modificaciones que serán debidamente informadas.
- Teléfono (despacho/tutoría): 922 318 303
- Correo electrónico: srbuenaf@ull.es
- Dirección web docente: http://www.campusvirtual.ull.es


4. Contextualización de la asignatura en el plan de estudio
- Bloque formativo al que pertenece la asignatura: Ingeniería Electrónica
- Perfil profesional: Ingeniería Industrial


5. 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
[CB8] Que los estudiantes sean capaces de integrar conocimientos y enfrentarse a la complejidad de formular juicios a partir de una información que, siendo incompleta o limitada, incluya reflexiones sobre las responsabilidades sociales y éticas vinculadas a la aplicación de sus conocimientos y juicios.
[CB9] Que los estudiantes sepan comunicar sus conclusiones y los conocimientos y razones últimas que las sustentan a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades
[CB10] Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo.
Específicas: Ingeniería electrónica
[IE6] Capacidad para abordar la problemática inherente a la electrónica de potencia y la generación de la energía eléctrica.
Específicas: Instalaciones, plantas y construcciones complementarias
[IP4] Conocimiento y capacidades para proyectar y diseñar instalaciones eléctricas y de fluidos, iluminación, climatización y ventilación, ahorro y eficiencia energética, acústica, comunicaciones, domótica y edificios inteligentes e instalaciones de seguridad
[IP6] Conocimientos y capacidades para realizar verificación y control de instalaciones, procesos y productos.
[IP7] Conocimientos y capacidades para realizar certificaciones, auditorías, verificaciones, ensayos e informes.
Específicas: Tecnologías industriales
[TI7] Capacidad para diseñar sistemas electrónicos y de instrumentación industrial.
Generales
[CG12] Conocimiento, comprensión y capacidad para aplicar la legislación necesaria en el ejercicio de la profesión de Ingeniero Industrial.


6. Contenidos de la asignatura
Contenidos teóricos y prácticos de la asignatura
- Profesor/a: Sergio Rodríguez Buenafuente
- Temas (epígrafes; el orden de los temas puede ser modificado):
1. INTRODUCCIÓN A LA ELECTRÓNICA INDUSTRIAL
- A. Contexto y dimensión de la asignatura
- B. Normativa Básica de Compatibilidad Electromagnética.
2. CONVERTIDORES DC/DC
- A. Repaso de topologías.
- B. Modelo promediado: estudio de transitorios.
- C. Aplicaciones y casos prácticos.
3. CONVERTIDORES DC/AC
- A. Repaso de topologías.
- B. Técnicas de modulación.
- C. Introducción a los inversores resonantes.
- D. Aplicaciones y casos prácticos.
4. CONVERTIDORES AC/DC
- A. Efecto de los rectificadores en la red.
- B. Técnicas de compensación del factor de potencia.
- D. Aplicaciones y casos prácticos.
5. CONVERTIDORES AC/AC
- A. Repaso de topologías.
- B. Aplicaciones y casos prácticos.
6. REGULADORES DE DC
- A. Tipos de cargas.
- B. Aplicaciones y casos prácticos.
7. REGULADORES DE AC
- A. Tipos de cargas.
- B. Aplicaciones y casos prácticos.
ANEXO 1. COMPONENTES MAGNÉTICOS EN ELECTRÓNICA DE POTENCIA: BOBINAS Y TRANSFORMADORES
ANEXO 2. CONTROL TÉRMICO DE LOS SISTEMAS ELECTRÓNICOS DE POTENCIA

PRÁCTICAS (el número y contenido de las prácticas es orientativo y puede variar)
- Profesor/a: Sergio Rodríguez Buenafuente
- Temas (epígrafes):
P1. Fuente de alimentación conmutada.
P2. Inversor 220V 50Hz
P3. Control de motor DC
P4. Control de motor AC.
Actividades a desarrollar en otro idioma
- Profesor/a: Sergio Rodríguez Buenafuente
- Temas (epígrafes):
* Interpretación de hojas de datos de circuitos integrados de control.
* Manejo de documentación complementaria relacionada con diferentes aspectos de la asignatura.
* Tutoriales y ayudas del simulador de circuitos electrónicos usado en la asignatura.


7. Metodología y volumen de trabajo del estudiante
Descripción
Para cada tema se procederá de la siguiente manera:

1. Clase teóricas (1 ó 2 horas semanales). Se proporciona bibliografía del tema. Se esboza el tema en conjunto. Se repasan los conceptos básicos o previos necesarios. Se trabajan las partes más novedosas y/o complejas con ejercicios guiados y propuestos.

2. Clases prácticas (1 ó 2 horas semanales). Se plantean ejercicios a desarrollar en el aula, que se tendrán que entregar al finalizar la sesión. Estos ejercicios se evaluarán y formarán parte de la nota.

3. Diseño de un circuito de potencia relacionado con el tema. Se forma grupos de 4 personas, que deberán elaborar una programación indicando las tareas a ejecutar, la temporalización de las mismas y los roles a desempeñar por cada componente del grupo. El tiempo máximo de ejecución del proyecto será determinado por el profesor. El diseño debe contemplar todos las tareas necesarias para que se pueda ejecutar el diseño en su totalidad, justificación de la topología elegida, dimensionado de los componentes, selección de los mismos, simulaciones, etc. (NOTA: Para cada tema se formarán grupos nuevos.). El seguimiento de los diseños por parte del profesor se realizará en horas de tutorías.

4. Presentación de la memoria del diseño y defensa del mismo ante los demás grupos y el profesor. Al final de las presentaciones, se hará una discusión común de los diseños de todos los grupos.

5. En función de la disponibilidad de tiempo, materiales, y laboratorio, alguno de los diseños se podrá implementar en el laboratorio y verificar su funcionamiento.



Actividades formativas en créditos ECTS, su metodología de enseñanza-aprendizaje y su relación con las competencias que debe adquirir el estudiante
Actividades formativas Horas presenciales Horas de trabajo autónomo Total Horas Relación con competencias
Clases teóricas  16.00      16  [CB6], [CB7], [CB8], [CB10], [CG12], [IP4], [IP6], [IP7], [TI7], [IE6]
Clases prácticas (aula / sala de demostraciones / prácticas laboratorio)  15.00      15  [CB6], [CB10], [IP4], [IP6], [IP7], [TI7], [IE6]
Realización de seminarios u otras actividades complementarias  3.00      3  [IP6], [IP7], [TI7], [IE6]
Realización de trabajos (individual/grupal)  5.00   15.00   20  [CB6], [CB7], [CB8], [CB9], [CB10], [CG12], [IP4], [IP6], [IP7], [TI7], [IE6]
Estudio/preparación clases teóricas     25.00   25  [CB6], [CB8], [CB10], [CG12], [IP4], [IP6], [IP7], [TI7], [IE6]
Estudio/preparación clases prácticas     20.00   20  [CB6], [CB7], [CB8], [CB10], [CG12], [IP4], [IP6], [IP7], [TI7], [IE6]
Preparación de exámenes     7.50   7.5  [CB6], [CB7], [CB8], [CB10], [CG12], [IP4], [IP6], [IP7], [TI7], [IE6]
Realización de exámenes  3.00      3  [CB7], [CB8], [CB9], [CG12], [IP4], [IP6], [IP7], [TI7], [IE6]
Asistencia a tutorías  3.00      3  [CB6], [CB7], [CB8], [CB9], [CB10], [CG12], [IP4], [IP6], [IP7], [TI7], [IE6]
Total horas  45   67.5   112.5 
Total ECTS  4.5 


8. Bibliografía / Recursos
Bibliografía básica
1 Electrónica de potencia / Daniel W. Hart. Prentice Hall, 2004

2 Electrónica de potencia : circuitos, dispositivos y aplicaciones / Muhammad H. Rasid.Pearson Educacion, 2004

3 Problemas de electrónica de potencia. Andrés Barrado Bautista, Antonio Lázaro Blanco. Madrid : Pearson Prentice
Hall, [2007]


4 Compatibilidad electromagnética y seguridad funcional en sistemas electrónicos / Joan Pere López Veraguas. Barcelona, Marcombo 2010
Bibliografía complementaria
1 Fundamentals of Power Electronics 2ªEd Robert W. Erickson & Dragan Maksimović. Kluwer Academic Publishers 2001

2 Switch-Mode Power Supplies. Spice Simulations and Practical Designs. Chistophe P. Basso MacGrawHill 2008


9. Sistema de evaluación y calificación
Descripción
Según REGLAMENTO DE EVALUACIÓN Y CALIFICACIÓN DE LA UNIVERSIDAD DE LA LAGUNA, publicado en el BOC del 19 de enero de 2016, existen dos tipos de evaluación:
a) Evaluación Continua.
b) Evaluación Alternativa.

PRUEBAS EVALUABLES EN LA MODALIDAD DE EVALUACIÓN CONTINUA:
1. PRUEBA DE DESARROLLO [30%]: exámenes escritos sobre el temario. Constará de una serie de problemas, cada uno de los cuales tiene una parte «básica» y una parte avanzada.
La suma de la parte «básica» de todos los ejercicios será como máximo 6.
La suma de la parte «avanzada» de todos los problemas como máximo 4.
El profesor evaluará primero la parte «básica» de los ejercicios. Si la nota obtenida es menor que 4, no se evaluará la parte «avanzada», y la nota de esta prueba será la obtenida en la parte «básica».
Si la nota de las partes «básicas» es mayor o igual que 4, el profesor evaluará la parte «avanzada» de los ejercicios, y la nota de la prueba será la suma de la parte «básica» y la parte «avanzada».
La nota de esta prueba supone el 30% de la nota de la asignatura. Si la nota de esta prueba no supera el 3.9, se considera que no ha sido superada, y contabilizará como cero.

2. TRABAJOS Y PROYECTOS [45%]: diseño de circuitos de electrónica de potencia. El profesor propondrá un circuito común a todos los grupos. Cada grupo deberá ejecutar el diseño atendiendo a las especificaciones indicadas por el profesor. Cada grupo deberá realizar una defensa de su diseño ante los demás grupos. Habrá un debate final entre todos los grupos sobre el diseño. Los criterios de evaluación de esta prueba serán detallados por el profesor, mediante una rúbrica que será presentada al estudiantado junto con la petición de la tarea. En general se tendrá en cuenta el cumplimiento de la planificación, el formato de la memoria (incluyendo corrección ortográfica y gramatical), corrección de los cálculos, simulación del funcionamiento, defensa del diseño, etc. Además de la evaluación colectiva del proyecto, se incluirá una evaluación individual de cada componente del grupo. La nota obtenida por una persona será la suma de la nota colectiva del grupo con su nota individual.
Cada proyecto de este tipo puntuará con un máximo de 10, y la nota final de la prueba será la media aritmética de todas ellas. Si el resultado de esta prueba no es mayor o igual que 4, se considerará como NO superada, y contabilizará con CERO a la nota final. El aporte a la nota total de la asignatura es del 45%.
ESTOS PROYECTOS DEBEN SER ORIGINALES EN SU TOTALIDAD. LA DETECCIÓN DE COPIA, FRAUDE O PLAGIO SUPONDRÁ LA ANULACIÓN DE LA PRUEBA, SIN DESCARTAR OTRAS POSIBLES ACCIONES CONTEMPLADAS EN LA NORMATIVA DE LA UNIVERSIDAD.

3. PRUEBAS DE EJECUCIÓN DE TAREAS REALES Y/O SIMULADAS[20%]: problemas evaluables, ejecutados sin la ayuda del profesor. Se tendrá en cuenta el uso del simulador de circuitos electrónicos como herramienta de verificación y auto-corrección de los problemas resueltos. Los problemas son planteados en clase, ejecutados y entregados al profesor en la misma sesión.
La nota máxima de cada problema será 10, y la nota total de la prueba será la media aritmética de todos ellos.
El aporte de esta prueba a la nota final de la signatura es del 20%.

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LA MODALIDAD DE EVALUACIÓN CONTINUA SÓLO ES APLICABLE EN LA PRIMERA CONVOCATORIA (EN CUALQUIERA DE LOS DOS LLAMAMIENTOS). LAS PERSONAS QUE NO CONCURRAN EN ESTA CONVOCATORIA, SERÁN EVALUADOS MEDIANTE LA MODALIDAD DE EVALUACIÓN ÚNICA. LAS PERSONAS QUE NO SUPEREN LA EVALUACIÓN CONTINUA EN EL PRIMER LLAMAMIENTO, DEBERÁN CONCURRIR EN LA
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PRUEBAS EVALUABLES EN LA MODALIDAD ALTERNATIVA: tendrán lugar en la fecha de las convocatorias oficiales (salvo la primera) y se realizarán en dos tandas:
MAÑANA (orientativo: de 09:00 a 12:30)
1. TRABAJOS Y PROYECTOS [45%] ( 3.5h)
TARDE (orientativo: de 15:00 a 19:00)
2. PRUEBA DE DESARROLLO [30%] (2.5h)
3. PRUEBAS DE EJECUCIÓN DE TAREAS REALES Y/O SIMULADAS[20%] (45m)

DESCRIPCIÓN DE LAS PRUEBAS DE LA MODALIDAD DE EVALUACIÓN ÚNICA:

1. TRABAJOS Y PROYECTOS [45%] ( 3.5h)
Diseño de circuitos de electrónica de potencia. El profesor propondrá un circuito y unas especificaciones. Cada estudiante deberá realizar el diseño (elección de topología, dimensionado de los elementos constituyentes, criterios de control, etc) teórico. Luego deberá realizar una simulación del mismo y comparar los datos obtenidos de la simulación con los valores teóricos de su diseño, interpretando y comentando las posibles diferencias entre unos y otros. Luego deberá seleccionar elementos reales acordes con el dimensionado previamente realizado, y simular para comprobar el efecto de las no idealidades, y determinar (teóricamente) que acciones tomar para recuperar las especificaciones solicitadas. Seguidamente deberá simular dichas acciones y verificar si se cumplen las especificaciones, interpretando y comentando los resultados. Los criterios de evaluación de esta prueba serán detallados por el profesor, mediante una rúbrica que será presentada al estudiantado junto con el enunciado la prueba .
Para la ejecución de esta prueba el alumnado puede utilizar todo el material que desee, incluyendo su propio ordenador portátil, y tendrá acceso a Internet.
La nota máxima de esta prueba es 10. Si el resultado de esta prueba no es mayor o igual que 4, se considerará como NO superada, y contabilizará con CERO a la nota final. El aporte a la nota total de la asignatura es del 45%.

2. PRUEBA DE DESARROLLO [30%] (2.5h)
Examen escrito sobre el temario: ejecutado en la fecha oficial de las convocatorias (excepto la primera) de la asignatura. La nota máxima del examen será 10. La duración del examen será de dos horas y media.
Descripción de la prueba y criterios de evaluación:
El examen consistirá en varios problemas propuestos. Cada problema constará de una parte «básica» y una parte «avanzada».
La suma de las partes «básicas» de todos los problemas será como máximo 6.
La suma de la parte «avanzada» de los problemas será como máximo 4.
Primero se corregirá la parte «básica». Si la nota de la parte «básica» es inferior a 4, no se corregirá la parte avanzada de ninguno de los problemas , y la nota del examen será la que se haya obtenido en la parte «básica».
Si la nota de la parte «básica» es mayor o igual a 4, se procederá a la corrección de la parte «avanzada», y se sumará para obtener la nota total del examen.
La nota de esta prueba supone un 30% de la nota final de la asignatura. Si la nota del examen es inferior a 4, se considera que la prueba no ha sido superada y computará como cero en la nota final.

3. PRUEBAS DE EJECUCIÓN DE TAREAS REALES Y/O SIMULADAS[20%] (45m) Prueba escrita y simulada sobre alguno de los temas: ejecutado en la fecha oficial de las convocatorias (excepto la primera) de la asignatura, seguidamente de la prueba escrita anterior, tras un descanso de 10 minutos.
Descripción de la prueba y criterios de evaluación:
La prueba consiste en diseñar un circuito de electrónica de potencia, del que se indican los requerimientos que debe cumplir, indicando las especificaciones calculadas teóricamente, y verificando dichas especificaciones mediante simulaciones.
Se solicitarán una serie de cuestiones «básicas», que sumarán como máximo 6. Si la nota de la parte básica es inferior a 4, no se corregirá la parte avanzada, y la nota de la prueba será la obtenida en la parte básica.
Se solicitarán una serie de cuestiones «avanzadas» que sumarán como máximo 4. La nota máxima total de esta prueba será 10. La duración de esta prueba será de dos horas y media.
Los criterios de evaluación serán explicados detalladamente por el profesor. Durante la realización de este examen, el alumnado puede utilizar todo el material que desee, incluyendo su propio ordenador portátil y conexión a internet.
La nota de esta prueba supone un 20% de la nota final de la asignatura. Si la nota del examen es inferior a 3.9, se considera que la prueba no ha sido superada y computará como cero en la nota final.



Estrategia Evaluativa
TIPO DE PRUEBA COMPETENCIAS CRITERIOS PONDERACIÓN
Pruebas de desarrollo  [CB7], [CB8], [CB9], [CG12], [IP4], [IP6], [IP7], [TI7], [IE6]   Evaluación individual. Claridad, precisión y concisión de los desarrollos, el resultado final de cada problema, la correcta aplicación de las unidades y la interpretación de los resultados.
[O1], [O2], [O4], [O5], [O6], [O7], [O8],
[O11], [O15]
 
 30.0% 
Trabajos y proyectos  [CB6], [CB7], [CB8], [CB9], [CB10], [CG12], [IP4], [IP6], [IP7], [TI7], [IE6]   Evaluación por grupos. Plan de Trabajo realista y detallado. Estructura clara y completa. Creatividad, coherencia y adecuación. Viabilidad real. Seguimiento del plan de trabajo.
[O1], [O2], [O3], [O4], [O5], [O6], [O7], [O8], [O9],
[O10], [O11] , [O12], [O13]  
 50.0% 
Pruebas de ejecuciones de tareas reales y/o simuladas  [CB6], [CB10], [IP4], [IP6], [IP7], [TI7], [IE6]   Evaluación individual. Uso del simulador como herramienta de verificación en la resolución de problemas. Corrección de los cálculos. Adquisición de los conocimientos.
[O1], [O2], [O4], [O5], [O6], [O7], [O8],
[O13] 
 20.0% 


10. Resultados de Aprendizaje
 El objetivo de esta asignatura es permitir al alumnado adquirir una base formativa en el campo de la electrónica de potencia y sus aplicaciones industriales, lo que se puede resumir en los siguientes resultados de aprendizaje principales:

[RA1] Conocer las topologías básicas de circuitos de electrónica de potencia, convertidores DC/DC, AC/DC, AC/AC y DC/DC; reguladores AC y DC; sus componentes constitutivos; las ecuaciones de análisis y diseño de los mismos.
Competencias: [CB6], [IE6], [T17]

[RA2] Conocer las principales aplicaciones industriales de los circuitos electrónicos de potencia.
Competencias: [CB6], [CB7], [CB8], [IE6], [IP6], [T17]

[RA3] Poseer las habilidades procedimentales para el desarrollo de sistemas electrónicos de potencia valiéndose de las herramientas de diseño disponibles.
Competencias: [CB6], [CB10], [IE6], [IP4], [T17]

[RA4] Poseer la capacidad para establecer las necesidades críticas de un sistema electrónico de potencia, seleccionar la topología y componentes más adecuados para dar solución a una aplicación industrial específica.
Competencias: [CB6], [IE6], [IP4], [IP6], [IP7], [T17]

[RA5] Conocer la normativa básica en Compatibilidad Electromagnética para equipos de Electrónica de Potencia.
Competencias: [CB6], [CB8], [IE6], [IP4], [IP6], [IP7], [CG12]

[RA6] Conocer bibliografía básica y avanzada, así como recursos de otra índole (simuladores, foros técnicos, fabricantes de dispositivos, distribuidores de material electrónico, etc) relacionados con la electrónica de potencia.
Competencias: [CB6], [CB8], [CB10], [IE6], [T17]

[RA7] Poseer la capacidad de redactar memorias y presentaciones sobre diseños de sistemas electrónicos de potencia, así como de defenderlas de manera clara y sin ambigüedades ante públicos especializados y no especializados.
Competencias: [CB6], [IP4], [IP7]
 


11. Cronograma / calendario de la asignatura
Descripción
 * La distribución de los temas por semana es orientativo, puede sufrir cambios según las necesidades de organización docente.
* El orden de los temas puede ser modificado atendiendo a criterios de organización y/o temporalización. 

Primer Cuatrimestre
SEMANA Temas Actividades de
enseñanza aprendizaje
Horas
de trabajo
presencial
Horas
de trabajo
autónomo
Total
Semana 1:  1   Clases teóricas y prácticas.   2.80   4.00   6.8 
Semana 2:  2   Clases teóricas y prácticas.   2.80   4.00   6.8 
Semana 3:  2   Clases teóricas y prácticas.
Petición trabajo 1. 
 2.80   4.00   6.8 
Semana 4:  3   Clases teóricas y prácticas.
 
 2.80   4.00   6.8 
Semana 5:  3   Clases teóricas y prácticas.
Petición trabajo 2.
Presentación trabajo 1. 
 2.80   4.00   6.8 
Semana 6:  4   Clases teóricas y prácticas.   2.80   4.00   6.8 
Semana 7:  4   Clases teóricas y prácticas.
Petición trabajo 3.
Presentación trabajo 2. 
 2.80   4.00   6.8 
Semana 8:  5   Clases teóricas y prácticas.   2.80   4.00   6.8 
Semana 9:  5   Clases teóricas y prácticas.
Presentación trabajo 3. 
 2.80   4.00   6.8 
Semana 10:  6   Clases teóricas y prácticas.   2.80   4.00   6.8 
Semana 11:  6   Clases teóricas y prácticas.
Petición trabajo 4. 
 2.80   4.00   6.8 
Semana 12:  7   Clases teóricas y prácticas.   2.80   4.00   6.8 
Semana 13:  7   Clases teóricas y prácticas.
Presentación trabajo 4. 
 2.80   4.00   6.8 
Semana 14:  8 y 9   Clases teóricas y prácticas.   2.80   4.00   6.8 
Semana 15:  Todos.   Clases de repaso.   2.80   4.00   6.8 
Semanas 16 a 18:  Todos.   Preparación y realización de exámenes.   3.00   7.50   10.5 
Total horas 45 67.5 112.5


Fecha de última modificación: 06-09-2017
Fecha de aprobación: 31-07-2017