Electrònica de Potència

Objectius

• Conèxier els principals sistemes de conversió electrònica d'energia elèctrica (DC-AC, AC-DC, AC-AC i DC-DC).
• Conèixer els dispositius electrònics de potència que s'utilitzan per implementar els convertidors electrònics de potència.
• Proporcionar els coneixements necessaris per a la utilització correcta dels instruments bàsics de laboratori.
• Formar l'enginyer per desenvolupar projectes en els quals es requereixin equips electrònics per a la conversió de l'energia elèctrica.
• Dissenyar i implementar sistemes complets d'electrònica de potència a partir del coneixement dels diferents elements que constitueixen un convertidor electrònic de potència.
• Proporcionar tècniques i criteris que permetin la sistematització del disseny de sistemes de conversió electrònica de potència.
• Promoure el treball en equip, el rigor, la iniciativa, la creativitat i l'emprenedoria.

Resultats d'aprenentatge

1. Coneix i utilitza correctament els dispositius de potència i els seus sistemes d'accionament i de protecció.
2. Comprèn i utilitza correctament els instruments electrònics bàsics de laboratori i interpreta i tracta objectivament i amb rigor les mesures obtingudes amb aquests instruments.
3. Analitza, dissenya i resol sistemes d'electrònica de potència i de conversió d'energia.
4. Es coordina i treballa en equip elaborant, de manera rigorosa, documentació i presentacions tècniques que exposa i defensa en públic.
5. Comprèn i utilitza de forma correcta el programari i les aplicacions informàtiques que s'utilitzen habitualment, tant en el disseny de sistemes d'electrònica de potència, com en l'elaboració de les presentacions orals i de la documentació tècnica.
6. Recopila i interpreta dades i informacions, tant d'índole científica, com ètica i social, sobre les quals basa reflexions i conclusions.

Competències

Generals

• Mostrar actitud positiva per aprendre permanentment, innovar, crear valor i adquirir nous coneixements.

Específiques

• Conèixer i aplicar els fonaments de l'electrònica analògica i de la digital i saber utilitzar els recursos de la instrumentació electrònica i dels fonaments d'electrònica digital als microprocessadors. Aplicar el coneixement de l'electrònica de potència a l'enginyeria mecatrònica i dissenyar sistemes electrònics analògics, digitals i de potència en l'àmbit de l'enginyeria mecatrònica.

Bàsiques

• Saber aplicar els coneixements a la feina i en la vocació d'una manera professional i posseir les competències que se solen demostrar mitjançant l'elaboració i defensa d'arguments i la resolució de problemes en l'àrea d'estudi pròpia.
• Ser capaç de transmetre informació, idees, problemes i solucions a un públic especialitzat i no especialitzat.

Transversals

• Exercir la ciutadania activa i la responsabilitat individual amb compromís amb els valors democràtics, de sostenibilitat i de disseny universal, a partir de pràctiques basades en l'aprenentatge i servei i en la inclusió social.
• Interactuar en contextos globals i internacionals per identificar necessitats i noves realitats que permetin transferir el coneixement cap a àmbits de desenvolupament professional actuals o emergents, amb capacitat d'adaptació i d'autodirecció en els processos professionals i de recerca.

Continguts

1. Introducció a l'electrònica de potència
2. Potència i qualitat del senyal
3. Dispositius de potència
4. Pèrdues en els interruptors: el problema tèrmic
5. Convertidors CA/CC: els rectificadors
6. Convertidors CC/CC
7. Convertidors CC/CA: els inversors
8. Convertidors CA/CA

Avaluació

L'avaluació d'aquesta assignatura es basa en el seguiment continu del treball de l'estudiant al llarg del curs. Les activitats d'avaluació s'agrupen en tres categories:

1. La realització de 2 proves objectives per escrit, la primera a la meitat del curs, i la segona al final del curs
2. La realització dels ABPs (problemes i simulacions), que permeten estudiar i practicar els conceptes de l'assignatura de manera continuada durant tot el semestre
3. La realització de pràctiques de laboratori, que permeten experimentar i aprofundir sobre els conceptes de l'assignatura

La nota final de l'assignatura es calcula a partir de la mitjana ponderada de les notes de les activitats avaluables, segons la taula següent:

(*) Tot i que els exàmens parcials 1 i 2 son activitats avaluables recuperables, no es poden recuperar els 2 exàmens en la seva totalitat, ja que les activitats avaluables recuperables no poden superar el 50 % de la nota final. Per tant, es pot recuperar un examen en la seva totalitat i de l'altre examen només se'n pot recuperar la meitat: o bé la part de test o bé la part d'exercicis.

(**) Per aprovar l'assignatura, cal que la nota mitja de cadascun dels 2 exàmens sigui igual o superior a 4.

Metodologia

Classes amb participació activa de l'estudiantat

Durant el curs s'imparteixen classes de tipus magistral, però amb molta participació per part de l'estudiantat. Són de dues hores de durada cadascuna, amb la totalitat dels alumnes.

En les classes s'introdueixen els conceptes bàsics del temari i s'intensifiquen aquells apartats que es consideren importants per a l'assimilació de l'assignatura. Sempre que és possible s'intenta fer una aproximació als conceptes diferent de la que apareix als apunts, amb la intenció de donar a l'estudiant diferents visions que serveixin per millorar la comprensió del temari.

Una part significativa de les hores destinades a classes magistrals s'utilitzaran en la resolució d'exercicis i problemes de disseny de circuits d'electrònica de potència.

Aprenentatge basat en projectes (ABP)

Al llarg de tot el curs els estudiants porten a terme un projecte global en el qual apliquen els coneixements apresos en l'assignatura.

Al final del curs, cada grup ha de presentar i defensar el seu projecte (el disseny, la construcció i els resultats) i ha de respondre les qüestions formulades pel professorat.

Avaluació continuada

• • Es fan una sèrie d'activitats consistents en exercicis de simulacions i testos teòrics de manera continuada al llarg del curs que tenen com a fil conductor el projecte global.
  • Els exercicis i les simulacions permeten estudiar i practicar els conceptes pràctics apresos a classe i desenvolupar el projecte. Es fan en grup.
  • Les diferents activitats es van anunciant a classe i publicant a l'aula virtual.
  • La professora dona suport i resol els dubtes en les classes de tutoria, per correu electrònic o en sessions de consulta online (videoconferència).

Pràctiques de laboratori

• • Es fan una sèrie de pràctiques de laboratori amb la finalitat de reforçar la part teòrica amb continguts i eines pràctiques, i per poder construir el projecte global.
  • S'ha de presentar un informe incloent els resultats experimentals obtinguts.
  • Les pràctiques de laboratori es realitzen en grup.

Proves escrites

Per assegurar els resultats d'aprenentatge hi ha dos exàmens situats a la meitat i al final del curs amb preguntes teòriques i amb resolució d'exercicis.

Bibliografia

Bàsica

• Hart Daniel W. (2011). Power Electronics. McGraw-Hill.
• Mohan, N.; Undeland, T. M.; Robbins, W. (2003). Power Electronics. Wiley.
• Rashid, M.H. (2004). Electrónica de Potencia (3 ed.). Pearson.

Complementària

El professorat facilitarà les referències de la bibliografia complementària i de lectura obligatòria al llarg del desenvolupament de l'assignatura i a través del Campus Virtual.