MA-Electronica de Potencia

Lic. Emilio Chuayffet Chemor Secretario de Educación

Dr. Fernando Serrano Migallón Subsecretario de Educación Superior

Mtro. Héctor Arreola Soria Coordinador General de Universidades Tecnológicas y Politécnicas

Dr. Gustavo Flores Fernández Coordinador de Universidades Politécnicas.

II

Pagina Legal. Participantes M.C. Enrique Martínez Peña – Universidad politécnica de Victoria Dr. Rodolfo Echavarría Solís – Universidad politécnica de Victoria M.C. Carlos Orozco García – Universidad Politécnica de Victoria

Primera Edición: 2013

DR  2013 Coordinación de Universidades Politécnicas. Número de registro: México, D.F.

ISBN-----------------

III

ÍNDICE

INTRODUCCIÓN ............................................................................................................................................

1

PROGRAMA DE ESTUDIOS ..........................................................................................................................

2

FICHA TÉCNICA ................................. .................. ................. .................. ................. .................. ................. ... 3 DESARROLLO DE LA PRÁCTICA O PROYECTO...........................................................................................

5

INSTRUMENTOS DE EVALUACIÓN .................. ................. .................. ................. .................. ................. .... 15 GLOSARIO ................................................................................................................................................... BIBLIOGRAFÍA

............................................................................................................................................

29 32

IV

De todas las energías utilizadas en la actualidad, la energía eléctrica es la más ampliamente utilizada por la industria. La industria actual requiere sistemas que permitan convertir la energía eléctrica primaria, proveniente de la red de distribución eléctrica, a las diferentes formas requeridas para cada aplicación. Las aplicaciones de los circuitos electrónicos de potencia abarcan desde los circuitos de conversión de alta potencia, como los sistemas de transmisión de corriente continua (cc), hasta aparatos de uso común, por ejemplo: destornilladores eléctricos sin cable o las fuentes de poder de las computadoras portátiles. Las aplicaciones típicas de la electrónica de potencia son, entre otras, la conversión de corriente alterna (ca) en corriente continua (cc), la conversión de corriente continua en alterna (cc en ca), la conversión de una corriente continua no regulada a una corriente continua regulada y la conversión de una alimentación alterna de determinada amplitud y frecuencia en otra amplitud y frecuencia distintas. Un sistema electrónico de potencia estará formado por los circuitos electrónicos que se encargan de controlar un determinado proceso o convertidor, donde estos circuitos electrónicos están formados por uno o más convertidores formados por dispositivos semiconductores de potencia, actuadores, transductores y procesadores o sistemas de control (microprocesadores y microcontroladores). El propósito de la presente asignatura, es que el alumno aplique los conocimientos obtenidos durante el curso y desarrolle las habilidades necesarias mediante prácticas, para implementar sistemas electrónicos de potencia que permitan dar solución a los diferentes problemas en aplicaciones mecatrónicas, por ejemplo, el control de motores eléctricos de corriente alterna y continua, que constituyen unas de las áreas de mayor utilización y complejidad de la electrónica de potencia, control de motores paso a paso, robots industriales, etc.

1

a l

e d e a e s d r a a d e n i c . p n o a a e i c n i c c m r n a ó : i r c t 1 u i c e P b s l e t o p l e E ú R r a e p

l e . e t a n a r e g a i r p r r a o c o c i e r a e d n d l o o l : i o t r 1 t s u n C e l c o E u á c * C c y

e t r o p . e a e r c d a t i r c a a t á s i p r p L j : o a 2 e l P t o e E c d

l a t n e m u c o D

n l e u o t e r r d o t p a n o . a e c c r i a a r t e i c d c p l e á r r o n a a e : c p i t t 1 i u r a u o P b l c p a l r E ú v e i e * R e d c d

a r a p n . n e e o s ó e i d d c r c o a t a s : e a o i c s v i c t 1 d r n i t i u e s D a e c c n s á E í r t u b a r i o r * G o p c p t

l a t n e m u c o D

e

d o s . j o n e t t ó o i u i c c c a r t : e i c u 1 d m a a P t r n E i s a o * L p c

o s s ñ o e a l o i s l l e a d y d r . o n a l e i s p ó p , t o i s d s a o t o c o : c a l o i t z s i 1 i r u r o u i P b l c p p c l E ú a r á l x i e * R c e e c r

l a o t n p e m m a u c c e o D D

l a t n e m u c o D

0

5

5

5

3

4

4

4

0

0

0

0

0 1

5 1

0 1

0 1

. ) n ó ñ a c ( r e o t d . c o o p e i y u t u o q p r P E m ) ) ó 1 2 c

. o . t ) n u ó p ñ m a ó o c c i ( o p e n r r e t o d ó d o c i e s t c e a c o m o t e i p í t l i n t y u l c e n o q u s r u e P E M O F i m ) ) ) ) ) l 1 2 3 4 5 a

. ) n ó ñ a o c ( o i p r n r e t o e ó o c d i t d . e s e c c o o m l o t t a í p t e i n n y u t u l i c e o q p u s u e r P E m M O F i m ) ) ó ) ) ) l 1 2 c 3 4 5 a

. ) n ó ñ a ) ) c ( 3 ) 5 n r e 4 i o ó o i o t d r p . t c c o o o e a p e i e c d t y u t s e n u í m l o q o t p t r n e P E m l i c e i m ) ) ó u s u l 1 2 c M O F a

a o r ñ a e p i . s s e e e d d . r . s o e n o a d n v r c ó a ó i . a i r t c n w c i r i n t a ó r ó f a s a r l r z o i p r o t c a S u e P a M z ) i ) i ) m l 1 D 3 p 4 i s e

) 2 ) a M 3 r I a ) S . p 4 P . s s e a e d n n v r . ó i r i t o n e ó r i r c a s d ó a l a r z o c r w a i p r a f t u P a a z i m ) i o i 1 D M p S s

) 2 ) 3 a r a ) e . p 4 d . s s s a s n v e o r e r v ó i . i r t o n o i a t t r i i s i s c a s d a ó r z o o s n i p r c r p a s n t P a e z i a ) i a i o r p 1 D M p D t

) 2 ) r a 3 a . p . s a s n v e r ó i . r t o n r i a s d a ó z o i p r r c r a P a z ) i a i 1 D M p

A / N

A / N

e e d l n d a o r i r o c t t o c n r s n e o o i s t C t n o : o a p m r 1 r t P

A / N

A N

A N

A N

e d s a a n a n c n e i r e r u ó s i o e a p r f á : c d a i 2 a s a l r a l r c l u i c i f o t P r u i r f l t r e t a t t u t n g r s c s o a n e m e c c o r C

A N

A N

A N

A N

X

X

X

X

X

X

X

X

. a d a t n e e . d m n n o ó i c ó i c c s a a u a r i t l u c o m t s e c r e e l e j R b L o ) E ) r ) 1 p 2 3

s e n o i c a o u . t a i s i s a c c n . r i t e n e r v á ó l e i f c o m i s l n e o s e b C o R p ) o ) x r 1 e 2 p

) 2

o a i n . c ó a i n . c d e n . c r ó l u a e i f c e r m n i n t a s r o s a n C o P I p ) ) g o ) x r 1 e 2 3 p l a l o r t e r n b o o c o . s e m l s a d ó e o i r a c n s c o i c y e o i n d t p ó a c n i t a i a u ó r c c u t : i d d r n q a o t v o c e a e c i i c t r e t p i c t o m e e n A n l I i e p i d m

n s e o t s i o u s d c o a i r l e d r c y a . : d o e s c a o b l d i l n o n i c o ó a i s i c r i s s g r r ó r ó c i t a a a l t c c l s l á é a e n e e m l l e n D R t a e e a

n e . m a u e i s d c n e s e r e t o n n u i o p r c e a d a r c o i a c b l p i a a n l E s ó r a t l c e e l d e e d a c i n ó r t c s e e n l e i o a c l a e i c d l a p i c a s n a a l t r e o d p s m é i v a r a . l r t s a a l c a e i a f i i i t c r n n t s e t e u d o d I n p i

s . o a v a t i d l i i c i a n s e l a u e o d s p r s p e i s e e i f c d o n d d c y o a s i n a o ó : c l l r d e a e e t a r r c t r r p r t e a b e n i o n l C M s e e e

e s a d e l a l t y s r e s a o d m a r p e c o e u s i r o r f a n q l t c s l u a u é l a e c l l c á r i e e t n a r t c c s d a . i o á n s e n d b r l i ó e ó a p o d u i l c t a c i E a a y n n m l n u a u e d u l g t c a b n i m e n d i m o o s , e t r s e o n l e t r e r a a n l a a i s a v a d , l e p a c n d a i s e e u y c e m t n n i s a a ó n v e e g t i m n r i c a c r o n e l i a e a m e v a t r v n e o s r y p . a , ó i t l n a s i a y o e i v r d s d t o e t a n e z n t i s u o e c n i a q o l e i ) a m i a d , d o s i a c i c a i i a n e c n s e i c d t a t p í e n e c l t n s , e e m t m s a t e r n o p o r o f o t e e a ( o p r r s p l n r a a e a a e v e e w l r f t c d , d n i u i r r r z a t e o o c t l o a p b c s a c t c c f i t a O e n é a C l * e f e e * d u

e r b l o a s c i a o r f o . d t c s a u e r : i d d o o i v o t i r i s c t i t c r i n A i n t I

. a t . c n a ó e c r i i i c e d t c c d n á n r a ó ó p i a i . c y l c s c u a e l u r t r m e n o t l s l e a e s l i a d n T b I R o ) ) e ) r 1 2 m 3 p s . , e s a n d c j o o i ó c i a t e i c e d c e n i u n a d l á e i t r q a ó r a r a p s m n t c s b x a o d e l e c e n n e . s e o e C d s : n e d A o n e e o ó o i e y I r m l l d d c e o l l r t s a c o i o l c s s a R : r r i r s o e a d T u u i r l e r i p a y r a m l a s i o a m r r o t s p R s i v u ñ r t C e e s e x i e q e o n n d D E s f e S C D y i e

, n C l e u e d A I d e n R e T o t i , n a . r e a i r g r R n r C a S o o i c t c . n T s e l a o e d u y c C M C l o o l o t y u r i u O c t l n c r T á o i c c c G s o l e e t d n a , i , o d s j a e a b c a m . i e t r , t t á T n t e C e s d e M m s y l s o a a d c O t i o T n t e s í r m G m , i e y C r t s A e c a I p a r c R x e a i T c r m , o s é R s a t C e l , S r s : n i o a s i b c i c r i e r a c s m o l e á t s u n i m D i r i i * d t s

r o t o i u a d c i t s a r u i e t c r m t c n a n e e u p r n . e u o e e f c d u i e i n e q d d t s s á r a o c l o o i c r e p n r t e e a e m l R t o m o r o r t p t r c n á e e o a l d c p e n u , o o d i n v a e z r l i p t i o l ñ u e a . s i n i d c n ó c l t e i e o c a n t e p e u e d s l m n a o o b t r c n n o o e c c d r e s i o u d t r t o s t n e n i u m o c e r l C i * c e

s o v i t i s o p e s d i d t o s i u o c l r e i d c n n u ó i n c e c e s l e o s d a a i z l l i r t a u t n l . e o r i a m t c u n n o e g r c t A e o * d p

l e T e r e B b d G I o o e l s a t n T c i a i e E o f r F o m S d t a a c u n O : i d d o M i o v o c , i i c t r n T i c t u J n A n f I i B

e e d r b s . o a c s s : s i o o c o s t s i l v i l a í t n o n r i e t r t s ó r r o t a u c a p c s g r e a s l e e r i D P c d e

s n a e i c a n c s c . i a t s t c l é o á a s v r t i e t p r e n i a p o s o z r i i c p l e a t s a n c i i d e i f R e i c s : d e o n p l o s e d e d

s e r a t o e r r a s . b p i o s a s s s n i c a n o r n o i r t e t e n a r t : m e s e a o r ú m e i t r s e c c p e e i l e x e C R e n e d

. a a l i n c e n s e o t o p s d a e o z l i l d e i d t u s e o n r t o n ó i d e i c t i a r m t e a u v n n m o o n i c o c n c s o u e l f l d e e s d r o n i v ó i b t i i i r c s c a s o v i e p t s c D i * d a

e s a f r o e s p y d e s s o : n r o c . o ó o d l l d i s s i a á a l o o i c c r c r i r o f i s f s a o t i t o n á s p n o c o f e x i r r D E e c m t

. A C l a y D u s C t s p a e j s e a r c t a o n n j a i d o e t r : c v n t e e a e e r v v r p r s n e a b i o e o C M s d c

o . o t t i a c u , i u a i c c n n r e r i s i ó c f a c u t r n n a a r c u e u a r d e y p a l o n r z r , m i l t ó o n a n i ó s i e o c a r c R c i e a c v e f c i i i n l d t c p e a r

o t i u a . c r i r a a i c p c n n n e u ó t r i o a c a p ñ t e e u d s i m s D n e o l : c a ñ e e d s

, e s d e s n a y o i c i s r T t n c B e G , t é I l , s e e T e d s J n s a B o e , i c s i c d t a t u e l s r í r o u i n e d m g t . c l a i a a p s a i r e m c a o t n s e c c n a a l t s a i o d o a t o p l p e d r a o m n y t s , a e y n e r c T i p a E m t n r i F r i e e d S t e r n s O t I e r o o M d * l c

a e e d d d a a i s y t e u e a l r g o d p n s d n m ó o i o a o c c a : s l i e f u o i i r t i d a c b c s i c e d i o e m n n D s r I o

a l . e n t n ó a i i c a d t e u m m a n i c o n c e e t o d p s o e i v d t s i s e o r o p s d i a d u e t c d a n ó r i a v c i a t t c i A c x * e

s o e v d i t i l o s r a o t í p n g r s o i e d c n e e e d d e s d o o n t t n i ó u i e c i s r r m i e a c v n s n o o i i c l e n n n u e ó f i n c l e e n a r e i c a i f t i v t . e r c a r e e c p i r t n r r , t e i t e c n e s l é I u a q f e

, a c i r t c . , é e e l s e t n a e a í f r m e g a d e n i c l e o s í r e f t n d o o n c ó n ó e i s i c d r a s e v l u o n t i i m u i c e s r i n l a c i ó r e i c t u a n r c t i i f a n i d o t c e C e * r m

2

Nombre:

Electrónica de Potencia

Clave:

ELP-ES

Justificación:

Esta asignatura permitirá al alumno diseñar, interpretar, manipular e implementar sistemas electrónicos de potencia que permitan activar a los sistemas electromecánicos de potencia que intervienen en un sistema mecatrónico como elementos de actuación.

Objetivo:

El alumno será capaz de interpretar el funcionamiento de los dispositivos semiconductores de potencia para diseñar los circuitos de control, disparo y protección de los actuadores electromecánicos en aplicaciones mecatrónicas.

Habilidades:

* Comunicación oral y escrita * Resolución de problemas * Capacidad de análisis y síntesis * Capacidad de investigación por diversas fuentes

Competencias genéricas a desarrollar:

*Capacidad para análisis y síntesis *Capacidad para aprender *Capacidad para resolver problemas *Capacidad para aplicar los conocimientos en la práctica *Capacidad para adaptarse a nuevas situaciones *Capacidad para cuidar la calidad *Capacidad para gestionar la información *Capacidad para trabajar en forma autónoma y en equipo.

3

Capacidades a desarrollar en la asignatura

Competencias a las que contribuye la asignatura

Elaborar el circuito electrónico para integrarlo a Construir circuitos electrónicos para su los sistemas mecatrónicos mediante las integración en sistemas mecatrónicos especificaciones de diseño. mediante la interconexión de elementos y dispositivos electrónicos.

Unidades de aprendizaje Introducción a la electrónica de potencia

Estimación de tiempo (horas) necesario para Dispositivos tiristores transmitir el aprendizaje al Dispositivos alumno, por Unidad semiconductores de de Aprendizaje: estado sólido de conmutación Circuitos de control de fase, rectificación e inversión de energía eléctrica Total de horas por cuatrimestre: Total de horas por semana: Créditos:

HORAS TEORÍA No Presencial presencial

HORAS PRÁCTICA No Presencial presencial

10

0

3

0

15

0

4

5

10

0

4

5

10

0

4

5

75 5 5

4

5

Nombre de la asignatura: Nombre de la Unidad de Aprendizaje: Nombre de la práctica o proyecto:

Electrónica de Potencia Introducción a la electrónica de potencia Diseño e Implementación de un Dimmer

Número: Resultado de aprendizaje:

1

Duración (horas):

3

* Obtener formas de onda y valores escalares de corrientes, tensiones y potencia mediante un software especializado.

Material 1 triac BTA12600 1 clavija 1 potenciómetro Requerimientos (Material 1 protoboard o equipo): capacitores y resistencias Equipo. 1 osciloscopio 1 multímetro 1 fuente de alimentación Actividades a desarrollar en la práctica: 



Profesor: - Enseñar el manejo de dimmers. - Proporcionar hojas de datos del fabricante del triac. - Proporcionar el material que hace referencia a los temas, estos pueden ser: documentos electrónicos, material multimedia y enlaces de Internet de interés que den apoyo teórico-práctico. Alumno: - Explorar los componentes arriba mencionados para familiarizarse y adaptarse a su manejo y conexión eléctrica. - Revisar todo el material multimedia, documentos electrónicos, enlaces de Internet proporcionados por el profesor. - Seguir el siguiente procedimiento:

6



Diseñe e implemente un circuito dimmer para controlar el encendido de un foco incandescente, de acuerdo al esquema de la siguiente figura.

FOCO

127 VCA CIRCUITO

TRIAC

DE CONTROL

El reporte debe incluir los siguientes puntos: a) b) c) d) e)

Introducción, Desarrollo, Resultados experimentales, Conclusiones, Resultados de simulación.

Evidencias a las que contribuye el desarrollo de la práctica: * Elaborar un reporte de una práctica que incluya los cálculos de las magnitudes eléctricas y la obtención de las formas de onda mediante la simulación.

7


Electrónica de Potencia Dispositivos tiristores Control de fase con SCR


2

Duración (horas):

4

* Describir las características estáticas, dinámicas, térmicas y modos de trabajo, de los tiristores: SCR, TRIAC, GTO y MCT, mediante simulaciones o experimentalmente.

Material 2 SCR 1 clavija 1 protoboard Capacitores y resistencias Circuitos diversos Requerimientos (Material 1 transformador de pulsos o equipo): 1 transformador de alimentación de baja potencia Equipo. 1 osciloscopio 1 multím etro 1 fuente de alimentación Actividades a desarrollar en la práctica: 



Profesor: - Enseñar el manejo de scr. - Proporcionar hojas de datos del fabricante de los scr. - Proporcionar el material que hace referencia a los temas, estos pueden ser: documentos electrónicos, material multimedia y enlaces de Internet de interés que den apoyo teórico-práctico. Alumno: - Explorar los componentes arriba mencionados para familiarizarse y adaptarse a su manejo y conexión eléctrica. - Revisar todo el material multimedia, documentos electrónicos, enlaces de Internet proporcionados por el profesor.

8

-

Seguir el siguiente procedimiento:

1) Diseñe e implemente un circuito driver para activar un SCR de acuerdo al siguiente esquema:

2) Diseñe e implemente un circuito de control de fase sincronizado con la línea, para activar un SCR, con el driver utilizado en el punto anterior. El circuito debe de cumplir con las siguientes características: 1) Sincronía con la línea de CA. 2) Botón de encendido y apagado. 3) Control de fase de la señal. El esquema general del circuito es el siguiente:

9

FOCO

SCR´s 127 VCA CIRCUITO DE CONTROL


Introducción, Desarrollo, Resultados experimentales, Conclusiones, Resultados de simulación.

Evidencias a las que contribuye el desarrollo de la práctica: * Reporte de un circuito de potencia que permita controlar los diferentes parámetros de un actuador electromecánico.

10


Electrónica de Potencia Dispositivos semiconductores de estado sólido de conmutación Control de motor con transistor de potencia


3

Duración (horas):

4

* Activar actuadores de potencia mediante la excitación de dispositivos de conmutación.

Material 1 IGBT 1 protoboard 1 Comparador 1 Optoacoplador Requerimientos (Material 1 driver IR2110 o equipo): 1 motor de CD Equipo. 1 osciloscopio 1 multímetro 1 fuente de alimentación de 0 – 180 V Actividades a desarrollar en la práctica: 



Profesor: - Enseñar el manejo de IGBT. - Proporcionar hojas de datos del fabricante del IGBT. - Proporcionar el material que hace referencia a los temas, estos pueden ser: documentos electrónicos, material multimedia y enlaces de Internet de interés que den apoyo teóricopráctico. Alumno: - Explorar los componentes arriba mencionados para familiarizarse y adaptarse a su manejo y conexión eléctrica. - Revisar todo el material multimedia, documentos electrónicos, enlaces de Internet proporcionados por el profesor. -




Diseñe e implemente un circuito de control para el IGBT, utilizando una técnica PWM, de

11

acuerdo al esquema siguiente: Vcc

IGBT OPTO

DRIVER

El esquema general del circuito de potencia es el siguiente:

MOTOR CD

DC

CONTROL PWM


Introducción, Desarrollo, Resultados experimentales Conclusiones, Resultados de simulación.

Evidencias a las que contribuye el desarrollo de la práctica: * *

Realiza práctica en donde interpreta las especificaciones técnicas de los dispositivos. Diseñar un circuito de conmutación para señales de potencia.

12


Electrónica de Potencia Circuitos de control de fase, rectificación e inversión de energía eléctrica. Construcción de rectificadores multifase en estrella para controlar una carga trifásica.


4

Duración (horas):

4

*Construir circuitos de control de fase, rectificación e inversión de energía eléctrica, mediante la simulación o físicamente.

Material 1 MOSFET IRF840 1 Bobina 1 Capacitor Requerimientos (Material 1 diodo fastrecovery o equipo): Equipo. 1 osciloscopio 1 multímetro 1 fuente de alimentación Actividades a desarrollar en la práctica: 



Profesor: - Enseñar el manejo de inversores. - Proporcionar hojas de datos del fabricante del MOSFET. - Proporcionar el material que hace referencia a los temas, estos pueden ser: documentos electrónicos, material multimedia y enlaces de Internet de interés que den apoyo teórico-práctico. Alumno: - Explorar los componentes arriba mencionados para familiarizarse y adaptarse a su manejo y conexión eléctrica. - Revisar todo el material multimedia, documentos electrónicos, enlaces de Internet proporcionados por el profesor. -


13

1) Implemente un convertidor Buck, de acuerdo al esquema de la figura. 2) La frecuencia del pulso de disparo debe ser de 10 kHz, al menos. 3) El voltaje de entrada debe ser 20 V. 4) Diseñe el filtro de salida. 5) La carga debe demandar una corriente de 0.5 A. 6) El ciclo de trabajo debe ser del 0 al 100%.

Interruptor de potencia

v

L

O

Fuente de alimentación V

D

CD

1

C

Carga


Introducción, Desarrollo, Resultados experimentales Conclusiones, Resultados de simulación.

Evidencias a las que contribuye el desarrollo de la práctica: * Realizar un circuito de control de fase, rectificación y un circuito inversor, para una aplicación mecatrónica.

14

15

UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE _____________________ NOMBRE DE LA ASIGNATURA:

Pondera ción

Aspecto a evaluar

INDEPENDIENTE

BÁSICO AVANZADO

NO COMPETENTE

10

9

8

5

estructura con el siguiente contenido:

Estructura

.

COMPETENTE Se observa una

5

ELECTRÓNICA DE POTENCIA

portada, índice, contenido, conclusiones y

No coincide el índice numérico

No se encuentran

(paginación) con los

ordenados los temas

contenidos

No contiene todos los puntos enumerados en la sección “competente”

bibliografía Utiliza por lo menos

10

Bibliografía

cinco referencias bibliográficas. Mínimo tres de ellas son libros.

Utiliza por lo menos

Utiliza por lo menos

cuatro referencias

tres referencias

bibliográficas. Mínimo

bibliográficas. Mínimo

dos de ellas son

uno de ellas es un

libros.

libro.

Ninguna de las bibliografías es un libro.

Escribe máximo dos

30

Conclusiones

Presenta conclusiones

conclusiones

suficientes sobre la

pertinentes al área

Solo se muestra una

investigación y están

de mecatrónica, se

conclusión muy

acordes a la carrera de

nota que las hace

escueta.

mecatrónica.

con su propio

No entrega conclusiones

lenguaje.

20

35

Ortografía

El texto no tiene

El texto casi no tiene

errores gramaticales,


de tildación o

de tildación o

puntuación.

puntuación.

El texto tiene errores gramaticales, de tildación o puntuación.

El texto tiene muchos errores gramaticales, de tildación o puntuación.

Procesamien-

La información es

La información es

La información

La información

to correcto de

relatada de manera

relatada de manera

relatada es poco

relatada es

la informa-

clara y en lenguaje

clara y en lenguaje

clara.

poco clara y

16

ción

propio. Son

propio. Son

refleja copias

consideradas las

consideradas

textuales del

ideas más importantes

algunas de las ideas

libro o bibliografía

del texto.

más importantes del

utilizada.

texto.

17

UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE _____________________ Nombre del alumno:

Matrícula:

Firma del alumno:

DATOS GENERALES DEL PROCESO DE EVALUACIÓN Producto:

Nombre de la práctica:

Reporte

Fecha: /

Asignatura:

/

Periodo cuatrimestral:

Electrónica de potencia Nombre del evaluador:

Firma del evaluador:

INSTRUCCIONES Revisar el reporte que se solicita y marque en los apartados “SI” cuando la evidencia se cumple; en caso contrario marque “NO”. En la columna “OBSERVACIONES” especifique las indicaciones que puedan ayudar al alumno a saber cuáles son las condiciones no cumplidas, si fuese necesario. CUMPLE Valor del Característica a cumplir (Reactivo) OBSERVACIONES SI NO reactivo 5% 10%

El reporte cumple con los requisitos de: a) Hoja de presentación. b) Introducción. c)

5%

ndice. El reporte cumple con los requisitos

5%

de: d) Lista de material y equipo. e) Explicación textual de la práctica.

10% 10%

f) Agrega imágenes o tablas y éstas,

18

están referenciadas en el texto g) Entrega simulaciones 15%

20%

h) Explica resultados i)

5%

La bibliografía incluida en la introducción está debidamente documentada.

10%

Se descarta que sea una copia (plagio parcial o completo).

5%

Entregó el reporte en la fecha y hora señalada.

100%

19



Marque con una “X” la columna que corresponda (SI o NO) según sí el producto a evaluar o

el desempeño del alumno cumplen con lo especificado en el reactivo, en caso de marcar “no” señale por qué en la columna de observaciones. Se utiliza la columna NA (No aplica)

cuando por circunstancias no imputables al alumno no se le puede evaluar ese reactivo. NUM 1

VALOR 9

2

9

3

8

4

5

10

6

6

4

7

4

8

8

REACTIVO

CUMPLIMIENTO OBSERVACIONES SI NO NA

El alumno: Define la electrónica de potencia. Menciona cinco aplicaciones de la electrónica de potencia. Explica cómo se puede apagar un SCR. Menciona las principales características de un TRIAC. Dibuja el diagrama equivalente de un SCR y explica el fenómeno que sucede cuando se aplica una corriente a la compuerta. Se tiene una aplicación de un convertidor a 500 V, 15 A, conmutado a 100 kHz ¿qué dispositivo de potencia elegiría y por qué? Define el concepto de armónico de corriente y voltaje. Explica el funcionamiento del siguiente circuito driver para SCR ¿Qué función cumple cada

20

elemento?

El diodo de potencia:

9

4

a) Necesita estar polarizado inversamente para conducir. b) Requiere de un pulso en compuerta. c) No debe de alimentarse con un voltaje mayor al de ruptura. d) Funciona normalmente como diodo zener. El tiempo de recuperación inversa:

10

11

4

7

a) Nos indica la frecuencia a la que puede trabajar un diodo. b) Puede ir desde nanosegundos hasta microsegundos. c) Indica el tiempo que tarda el diodo en dejar de conducir. d) Todas las anteriores. El rectificador controlado de silicio (SCR): a) Se puede apagar por un pulso en el Gate. b) Es un dispositivo de tres capas NPN. c) Es un dispositivo lento. d) Puede manejar muy poca potencia. El SCR se puede apagar mediante:

12

13

7

10

a) Un pulso en compuerta. b) La inversión del voltaje entre ánodo y cátodo. c) Un voltaje ánodo-cátodo positivo. d) Ninguna de las anteriores. El TRIAC: a) Se ubica en la esquina inferior izquierda de la gráfica Frecuencia-Potencia b) Es similar a dos SCR’s en antiparalelo.

14

10

c) Es un dispositivo lento. d) Todas las anteriores. El MOSFET de potencia

21

a) Se puede encender con un pulso de +15 V en el gate. b) Es sensible a las descargas estáticas. c) Se ubica en la esquina inferior derecha de la curva frecuencia-potencia. d) Todas las anteriores.

22


Ponderaci ón

Aspecto a evaluar

COMPETENTE

INDEPENDIENTE

BÁSICO AVANZADO

NO COMPETENTE

10

9

8

5

El trabajo se presenta a tiempo, sin manchas, ni

10


Limpieza,

correcciones hechas “a

Puntualidad

mano”, está

debidamente engargolado

Se presenta después

Por lo menos una hoja

de la hora señalada,

Se entrega un día

sucia, No se encuentra

pero el mismo día.

después de fecha

engargolado o se entrega

Sus hojas están

señalada.

dos días o más después

limpias y engargolado

de la fecha señalada.

Se observa una estructura con el siguiente contenido:

15

Estructura

portada, índice, desarrollo, conclusiones y

No coincide el índice numérico (paginación) con los contenidos

No se encuentran ordenados los contenidos

No contiene por lo menos los puntos enumerados en la sección “competente”

simulaciones Contiene desarrollo

35

Desarrollo

paso a paso, diagramas desarrollados, material y equipo utilizado.

Ortografía

Conclusiones

realizar diagramas

desarrollo de la práctica cronológicamente El reporte tiene

tiene

errores


gramaticales, de

de tildación o

tildación o

puntuación.

puntuación.

Presenta conclusiones

Escribe conclusiones

Solo se muestra una

suficientes sobre la

sin hacer referencia a

conclusión muy

práctica, relaciona

los resultados de las

escueta pero se nota

simulaciones con

simulaciones y las

que no se basó en

resultados reales.

mediciones reales.

otros compañeros.

errores gramaticales, de tildación o puntuación.

30

CAD electrónico para

No plantea el

El reporte casi no

El reporte no tiene

10

No utiliza un software

No agrega material o equipo utilizado, o no incluye diagramas El reporte tiene muchos errores gramaticales, de tildación o puntuación.

No entrega conclusiones

23


Matrícula:

Firma del alumno:


Nombre de la práctica:

ED1

Control de motor con transistor de potencia.

Asignatura:

Fecha: /

/



Firma del evaluador :

INSTRUCCIONES Revisar el programa que se solicita y marque en los apartados “SI” cuando la evidencia se cumple; en caso contrario marque “NO”. En la columna “OBSERVACIONES” especifique las indicaciones

que puedan ayudar al alumno a saber cuáles son las condiciones no cumplidas, si fuese necesario. CUMPLE Valor del Característica a cumplir (Reactivo) OBSERVACIONES SI NO reactivo 5% 5%

10%

20%

a) Tiene consigo todos los materiales necesarios para iniciar la práctica b) Utiliza la hoja de datos del fabricante (medio impreso o electrónico). La práctica cumple con los requisitos de: c) Sigue los principios de seguridad sobre el uso de equipos de laboratorio. d) Implementa adecuadamente cada conexión requerida.

24

10% 5% 5% 10%

20%

10%

e) Calcula voltajes correctamente f) Calibra adecuadamente el equipo de medición cuando se requiere g) Ejecuta en el tiempo asignado h) Mantiene orden y disciplina al realizar práctica. Cumplió totalmente con la entrega del reporte: * Introducción * Desarrollo *Resultados experimentales * Resultados de simulación * Conclusiones Entregó el reporte en la fecha y hora señalada.

100%

25


Matrícula:

Firma del alumno:


Circuito:

Fecha:

Circuito eléctrico

Diseñar un circuito de conmutación para

/

/

señales de potencia. Asignatura:



Firma del evaluador:

INSTRUCCIONES Revisar el circuito que se solicita y marque en los apartados “SI” cuando la evidencia se cumple; en caso contrario marque “NO”. En la columna “OBSERVACIONES” especifique las indicaciones que puedan

ayudar al alumno a saber cuáles son las condiciones no cumplidas, si fuese necesario. CUMPLE Valor del Característica a cumplir (Reactivo) OBSERVACIONES SI NO reactivo 5% 10%

El alumno cumple con los requisitos de: a) Limpieza. b) Tiene el material completo a utilizar. c) Los puentes en circuito no son demasiado muy largos.

5%

El circuito cumple con los requisitos 15% 10%

de: d) Realiza su función adecuadamente. e) Se tiene un diagrama con el cual se basa la realización del circuito.

26

f) Emplea adecuadamente el osciloscopio u otro elemento de 5%

medición g) Presenta simulaciones del circuito

10%

20%

5%

15%

h) Explica resultados En caso de modificarle el circuito al alumno, éste puede encontrar el error. Implementó el circuito en la fecha y hora señalada.

100%

27


Ponderaci ón

10

15

Aspecto a evaluar Limpieza, Puntualidad

Cálculos

COMPETENTE

10


INDEPENDIENTE

9

BÁSICO AVANZADO

8

NO COMPETENTE

5

El circuito se presenta

El circuito se entrega

Circuito se entrega

El circuito se entrega más

debidamente cableado

sin problemas pero

dos días después de

de dos días después de

y a tiempo.

demorado en un día.

la fecha solicitada.

fecha acordada.

Se tomaron en cuenta

Por lo menos uno de

factores como la

los factores

No se toman en

Los cálculos no coinciden

potencia, voltaje,

mencionados no se

cuenta dos o más

con la carga a la cual se

corriente y temperatura

toma en cuenta.

factores eléctricos.

suministrará el circuito.

Se emplean los

20

Diseño

dispositivos más

Uno de los aspectos

Dos o más aspectos

El diseño está basado en

adecuados, tomando

mencionados no se

no se toman en

dispositivos obsoletos o

en cuenta rendimiento,

toma en cuenta.

cuenta.

demasiado caros.

Le faltan dispositivos

No hay

disipadores de calor

estandarización en el

o los cables se

tamaño y color del

encuentran sueltos.

cable.

Exponen todos los

Exponen todos los

Exponen todos los

integrantes, están

integrantes, no

integrantes, utilizan

presentables, utilizan

utilizan lenguaje

demasiadas

lenguaje técnico

técnico, pero

diapositivas o están

apropiado y mencionan

mencionan todos los

llenas de palabras

todos los aspectos del

aspectos del

(leen en vez de

proyecto.

proyecto.

platicar o comentar).

tamaño y costo. Se debe de presentar sin puentes demasiados largos, el

35

Prototipo

calibre de cables debe ser de acuerdo a la corriente demandada

El prototipo presenta falsos contactos en sus conexiones.

por la carga.

20

Exposición

Por lo menos uno de los integrantes no se presenta o no visten ropa formal o no utilizan diapositivas para su presentación.

28

1. (amperio): unidad de medición de la corriente eléctrica (A) 1 Amperio = 1 coulombio / seg. 1 Amperio = 1000 mA. 2. : instrumento de medición utilizado para medir la corriente que atraviesa un dispositivo. Este instrumento se coloca en serie con el dispositivo 3. : Valor pico de una onda. En ondas simétricas es el valor de la mitad del valor pico-pico. Ver: Corriente alterna 4. : Es la diferencia de fase entre dios ondas senoidales, usualmente debido a que en el circuito existen capacitores (condensadores) o inductores (bobinas) 5. : El valor por el cual la potencia de una señal disminuye en un filtro o una red de 2 puertos. Usualmente se expresa en decibeles. 6. : cada uno de los lados de un transformador, realizado con muchas espiras arrolladas sobre un núcleo magnético. Estos bobinados se llaman primario y secundario, respectivamente. 7. el tiempo. 8. tensión

: (CA) Corriente eléctrica que cambia su amplitud en forma periódica con

se

: Modo de suministro de energía eléctrica donde la polaridad de la mantiene constante. (Caso contrario a la corriente alterna)

9. : Circuito de 3 terminales en la cual las ramas están conectadas entre sí formando un triángulo o delta. 10. Circuito donde todas las fuentes de alimentación están representadas por una sola fuente equivalente y las resistencias de carga están representadas por una sola resistencia equivalente. 11. I=Q/t

: Cantidad de carga que circula por un conductor por unidad de tiempo.

12. : Circuito selectivo, que permite el paso de ciertas frecuencias, mientras bloquea las restantes

29

13. : Frecuencia donde los efectos reactivos se cancelan y la impedancia o admitancia alcanzan su mayor valor. 14. amplificador.

: Relación entre la corriente de salida y de entrada en un circuito

15. : Los transistores IGBT (insulatedgate bipolar transistor) o transistores de base aislada son la mejor solución al momento en electrónica de potencia, nos permiten alta velocidad de conmutación, altas corrientes y bajas perdidas. 16. : Oposición que representa un componente o componentes al paso de la corriente alterna. 17. de entrada.

: Impedancia medida al observar un circuito entre sus terminales

18. : Ley que afirma que en un conductor, el cociente entre la tensión (voltaje) y la intensidad (corriente) es una constante conocida con la resistencia 19. : es una condición en la cual una resistencia de carga no puede obtener más potencia de la fuente. Este caso se presenta cuando la resistencia de carga es igual a la resistencia interna de la fuente 20.

: Metal-Oxide Silicon Field Effect Transistor

21. : instrumento de múltiples propósitos, que se puede usar para medir resistencias, voltajes, corrientes, etc. 22.

: Unidad de medición de la resistencia eléctrica, representada por la letra griega W

23. : instrumento que mide la resistencia. Este instrumento hace circular una corriente por la resistencia y mide el voltaje a través de ella obteniendo su valor. 24. : Onda de corriente alterna (C.A.) que alterna su valor entre dos valores extremos sin pasar por los valores intermedios (lo contrario de lo que sucede con la onda senoidal y triangular, etc.) 25. : Onda de corriente alterna (C.A.) en la que la variación de la amplitud en función del tiempo puede ser descrita mediante segmentos rectos, creándose la imagen de un triángulo de base horizontal.

30

26. : Instrumento utilizado para la medición de la amplitud y período de señales de corriente alterna. El osciloscopio muestra en la pantalla la forma de onda medida, su forma y su periodo. 27. : La velocidad con la que se consume o suministra energía de un sistema. Potencia = Energía / tiempo. La unidad de medición de la potencia es el Watt o Vatio (W) 28. : Amplificador que usa dos transistores que se alternan en su activación. Los transistores se turnan en su activación. Cuando uno está en corte el otro está en saturación y viceversa. 29. : Modulación por ancho de pulso es una técnica de control empleada en los sistemas de potencia para regular la tensión 30.

: Programable Unijuction Transistor

31. : Es el uso de componentes pasivos con el propósito de mejorar la estabilidad y la respuesta en frecuencia de un sistema o circuito sin sacrificar, si es posible, la ganancia. 32.

: circuito que convierte la corriente Alterna (C.A.) en corriente continua (C.C.).

33. en la carga. 34.

: Es la capacidad de mantener una tensión dada, aún con cambios : circuito diseñado para mantener una tensión constante,

35. : Es la medida de cuanto se opone un circuito al paso de la corriente eléctrica a través de él. 36. : valor eficaz que un instrumento debería medir para una onda seno. Es calculado a partir de una onda rectificada. Si se miden señales que no son senoidales, el valor es erróneo. 37. : Rectificador controlado de silicio, estos elementos semiconductores son muy utilizados para controlar la cantidad de potencia que se entrega a una carga. 38. : El triac es un dispositivo semiconductor de tres terminales que se usa para controlar el flujo de corriente promedio a una carga. 39.

: (Unijunction Transistor - Transistor Monounión o Uni-unión)

31

MA-Electronica de Potencia

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