ma-electronica de potencia

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  • 7/25/2019 MA-Electronica de Potencia

    1/36

    INGENIERA MECATRNICA

    ELECTRNICA DE

    POTENCIA

    ELP-ES

    REV00

  • 7/25/2019 MA-Electronica de Potencia

    2/36

    II

    irectorio

    Lic. Emilio Chuayffet ChemorSecretario de Educacin

    Dr. Fernando Serrano MigallnSubsecretario de Educacin Superior

    Mtro. Hctor Arreola SoriaCoordinador General de Universidades Tecnolgicas y Politcnicas

    Dr. Gustavo Flores FernndezCoordinador de Universidades Politcnicas.

  • 7/25/2019 MA-Electronica de Potencia

    3/36

    III

    Pagina Legal.

    Participantes

    M.C. Enrique Martnez Pea Universidad politcnica de VictoriaDr. Rodolfo Echavarra Sols Universidad politcnica de VictoriaM.C. Carlos Orozco Garca Universidad Politcnica de Victoria

    Primera Edicin: 2013

    DR2013 Coordinacin de Universidades Politcnicas.

    Nmero de registro:

    Mxico, D.F.

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

  • 7/25/2019 MA-Electronica de Potencia

    4/36

    IV

    NDICE

    INTRODUCCIN ............................................................................................................................................ 1

    PROGRAMA DE ESTUDIOS .......................................................................................................................... 2

    FICHA TCNICA............................................................................................................................................. 3

    DESARROLLO DE LA PRCTICA O PROYECTO........................................................................................... 5

    INSTRUMENTOS DE EVALUACIN............................................................................................................. 15

    GLOSARIO ................................................................................................................................................... 29

    BIBLIOGRAFA ............................................................................................................................................ 32

  • 7/25/2019 MA-Electronica de Potencia

    5/36

    1

    INTRODUCCIN

    De todas las energas utilizadas en la actualidad, la energa elctrica es la ms ampliamente

    utilizada por la industria. La industria actual requiere sistemas que permitan convertir la

    energa elctrica primaria, proveniente de la red de distribucin elctrica, a las diferentes

    formas requeridas para cada aplicacin.

    Las aplicaciones de los circuitos electrnicos de potencia abarcan desde los circuitos de

    conversin de alta potencia, como los sistemas de transmisin de corriente continua (cc),

    hasta aparatos de uso comn, por ejemplo: destornilladores elctricos sin cable o las

    fuentes de poder de las computadoras porttiles. Las aplicaciones tpicas de la electrnica

    de potencia son, entre otras, la conversin de corriente alterna (ca) en corriente continua

    (cc), la conversin de corriente continua en alterna (cc en ca), la conversin de una corriente

    continua no regulada a una corriente continua regulada y la conversin de una alimentacin

    alterna de determinada amplitud y frecuencia en otra amplitud y frecuencia distintas.

    Un sistema electrnico de potencia estar formado por los circuitos electrnicos que se

    encargan de controlar un determinado proceso o convertidor, donde estos circuitos

    electrnicos estn formados por uno o ms convertidores formados por dispositivos

    semiconductores de potencia, actuadores, transductores y procesadores o sistemas decontrol (microprocesadores y microcontroladores).

    El propsito de la presente asignatura, es que el alumno aplique los conocimientos

    obtenidos durante el curso y desarrolle las habilidades necesarias mediante prcticas, para

    implementar sistemas electrnicos de potencia que permitan dar solucin a los diferentes

    problemas en aplicaciones mecatrnicas, por ejemplo, el control de motores elctricos de

    corriente alterna y continua, que constituyen unas de las reas de mayor utilizacin y

    complejidad de la electrnica de potencia, control de motores paso a paso, robotsindustriales, etc.

  • 7/25/2019 MA-Electronica de Potencia

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    *

    Identificarlaimportanciadelaelectrnicade

    potenciaatravsdelasaplicaciones

    industriales.

    *Calcularanalticamentelasmagnitudes

    elctricas(potenciaactiva,reactivayaparente,

    factordepotencia,

    distorsinarmnica,valor

    eficaz,valormedio)queintervienenenla

    etapadepotencia

    *Obtenerformasdeondayvaloresescalares

    decorrientes,

    tensionesypotenciamediante

    unsoftwareespecializado.

    E

    Elaborarunresumen

    delasaplicacionesde

    electrnicadepotencia.

    E

    Elaborarunreporte

    deunaprcticaque

    incluyalosclculosdelas

    magnitudeselctricasyla

    obtencindelasformasde

    ondamediantela

    simulacin.

    Inicio:

    Actividad

    introductoriasobrela

    electrnicade

    potenciaycmo

    impactaenelcontrol

    deequipos

    mecatrnicos.

    Desarrollo:

    Relacindelos

    temasabordadosen

    anlisisdecircuitos

    elctricosy

    electrnica

    analgica.

    Cierre:

    Mapaconcepual

    sobreladiferencia

    entrelosdispositivos

    electrnicosde

    entradaydesalida.

    1)Confer

    enciao

    exposici

    n.

    2)Panel.

    3)Instruc

    cin

    programa

    da.

    X

    X

    NA

    NA

    N/A

    1)Pizarrn.

    2)

    Diapositivas.

    3)Marcadores.para

    pizarrn.

    4)Softwarede

    simulacindesieo

    electrnico

    1)Proyector(can).

    2)Equipo

    de

    cmputo.

    10

    0

    3

    0

    Documental

    EP1:

    Rbricapara

    resumende

    aplicacionesdela

    electrnicade

    potencia.

    EP2:Listade

    cotejoparareporte

    delaprctica.

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    d

    *Describirlascaractersticasestticas,

    dinmicas,

    trmicasymodosdetrabajo,

    delos

    tiristores:SCR,

    TRIAC,

    GTOyMCT,mediante

    simulacionesoexperimentalmente.

    *Construirconbaseeneldiseoprevio,un

    circuitodecontroldepotenciaultilizando

    elementosde

    conmutacicn.

    *Argumentarlaseleccindelosdispositivos

    decontrolutilizadosenuncircuitode

    potencia.

    E

    Cuestionariodel

    clculodecorrientede

    controlylacargaenun

    circuitoconSCR.,

    TRIAC,

    GTOyMCT.

    E

    Reportedeuncircuito

    depotenciaquepermita

    controlarlosdiferentes

    parmetrosdeunactuador

    electromecnico.

    Inicio:

    Actividadfocal

    introductoriasobre

    tiristores.

    Desarrollo:

    Exposicinsobre

    sealesdeexcitacin,

    formasdeondade

    entrada

    ydesalidade

    SCRyTRIAC.

    Cierre:

    Desarrollodeprcticas

    ysimulacionesque

    involucrenelmanejo

    detiristoresen

    equiposmecatrnicos.

    1)Instruccindirecta.

    2)Tallery

    prctica

    mediante

    laaccin.

    3)Resolucinde

    problemas.

    X

    X

    NA

    NA

    N/A

    1)Pizarrn.

    2)

    Diapositivas.

    3)

    Marcadorespara

    pizarrn.

    4)

    Softwarede

    simulacinPSIM

    1)Proyector(can).

    2)Equipodecmputo.

    3)Multme

    tro

    4)Osciloscopio

    5)Fuentede

    alimentacin

    15

    0

    4

    5

    Documental

    *EC1:

    Cuestionarioparael

    clculodecorriente

    ycontroldecarga.

    *EP1:

    Rbricapara

    evaluarelreporte

    delaprcticadeun

    circuitodecontrol

    depotencia.

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    d

    *Interpretarlascaractersticaselctricasde

    losdiacyoptoacopladores,

    BJT,

    IGBTy

    MOSFET,mediantesimulaciones,

    determinandolasmagnitudesdetensiones,

    corrientesypotencia.

    *Describirelfuncionamientodelos

    dispositivosdeconmutacinutilizadosenla

    activacindelosconvertidoresdepotencia.

    *Activaractuadoresdepotenciamediantela

    excitacindedispositivosdeconmutacin.

    E

    :Realizaprcticaen

    dondeinterpretalas

    especificacionestcnicas

    delosdispositivos.

    E

    :Disearuncircuito

    deconmutacinpara

    sealesdepotencia.

    Inicio:

    Actividadfocal

    introductoriasobreel

    funcionamientode

    BJT,

    MOSFETeIGBT

    Desarrollo:

    Preguntassobre

    caractersticasde

    dispositivos

    electrnicos.

    Cierre:

    Resmensobre

    elementos

    necesariospara

    excitartransistores

    depotencia.

    1)Resolu

    cinde

    problema

    s

    2)Lecturacomentada.

    3)Ejercitacin.

    X

    X

    NA

    NA

    Pr1:Controlde

    motorcon

    transistorde

    potencia

    1)Pizarrn.

    2)

    Diapositivas.

    3)

    Marcadorespara

    pizarrn.

    4)

    Dispositivos

    transistoresde

    poetncia

    1)Proyector(can).

    2)Equipo

    de

    cmputo.

    3)Multm

    etro

    4)Oscilos

    copio

    5)Fuente

    de

    alimentac

    in

    10

    0

    4

    5

    Documental

    Decampo

    *ED1:

    Guade

    observacinpara

    prcticade

    circuitosde

    potenciacon

    transistores.

    *EP1:

    Listadecotejo

    para

    circuitosde

    conmutacin.

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    *

    Interpretarelfuncionamientodedispositivos

    queintervienenenloscircuitosdecontrolde

    fase,rectificacineinversindeenerga

    elctrica.

    *Contruircircuitosdecontroldefase,

    rectificacineinversindeenergaelctrica,

    mediantelasimulacinofsicamente.

    E

    Realizaruncircuito

    decontroldefase,

    rectificacinyuncircuito

    inversor,parauna

    aplicacinmecatrnica.

    Inicio:

    Discusinguiada

    sobrelos

    rectificadoresde

    mediaondayde

    ondacompleta

    Desarrollo:

    Exposicinde

    erctificadores

    controladosporfase

    monofsicosy

    trifsicos.

    Cierre:

    Mapaconceptual

    sobreventajasy

    desventajas

    convertidoresCD-CA.

    1)Confer

    enciao

    exposici

    n.

    2)Resolv

    ersituaciones

    problem

    ticas.

    X

    X

    NA

    Pr2:

    Construuccinde

    rectificadores

    multifaseen

    estrellapara

    controlaruna

    cargatrifsica

    N/A

    1)Pizarrn.

    2)

    Diapositivas.

    3)

    Marcadorespara

    pizarrn.

    1)Proyector(can).

    2)Equipo

    de

    cmputo.

    3)

    Multmetr

    o4)

    Osciloscopio5)

    Fuentede

    alimentac

    in

    10

    0

    4

    5

    Documental

    *EP1:

    Rbricaparalos

    clculos,eldiseo

    elprototipoyla

    exposicindelos

    circuitos

    realizados.

    3

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    PROGRAMA DE ESTUDIOS

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    3

    FICHA TCNICA

    ELECTRNICA DE POTENCIA

    Nombre: Electrnica de Potencia

    Clave: ELP-ES

    Justificacin:

    Esta asignatura permitir al alumno disear, interpretar, manipular eimplementar sistemas electrnicos de potencia que permitan activar a lossistemas electromecnicos de potencia que intervienen en un sistemamecatrnico como elementos de actuacin.

    Objetivo:El alumno ser capaz de interpretar el funcionamiento de los dispositivossemiconductores de potencia para disear los circuitos de control, disparo yproteccin de los actuadores electromecnicos en aplicaciones mecatrnicas.

    Habilidades:

    * Comunicacin oral y escrita* Resolucin de problemas* Capacidad de anlisis y sntesis* Capacidad de investigacin por diversas fuentes

    Competenciasgenricas adesarrollar:

    *Capacidad para anlisis y sntesis*Capacidad para aprender

    *Capacidad para resolver problemas*Capacidad para aplicar los conocimientos en la prctica*Capacidad para adaptarse a nuevas situaciones*Capacidad para cuidar la calidad*Capacidad para gestionar la informacin*Capacidad para trabajar en forma autnoma y en equipo.

  • 7/25/2019 MA-Electronica de Potencia

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    4

    Capacidades a desarrollar en la asignatura Competencias a las que contribuye la

    asignatura

    Elaborar el circuito electrnico para integrarlo alos sistemas mecatrnicos mediante lasespecificaciones de diseo.

    Construir circuitos electrnicos para suintegracin en sistemas mecatrnicosmediante la interconexin de elementos ydispositivos electrnicos.

    Estimacin de tiempo(horas) necesario para

    transmitir elaprendizaje al

    alumno, por Unidadde Aprendizaje:

    Unidades deaprendizaje

    HORAS TEORA HORAS PRCTICA

    PresencialNo

    presencial PresencialNo

    presencial

    Introduccin a laelectrnica de

    potencia10 0 3 0

    Dispositivos tiristores 15 0 4 5

    Dispositivossemiconductores de

    estado slido deconmutacin

    10 0 4 5

    Circuitos de control de

    fase, rectificacin einversin de energaelctrica

    10 0 4 5

    Total de horas porcuatrimestre:

    75

    Total de horas porsemana:

    5

    Crditos: 5

  • 7/25/2019 MA-Electronica de Potencia

    9/36

    5

    DESARROLLO

    DE LA

    PRCTICA O

    PROYECTO

  • 7/25/2019 MA-Electronica de Potencia

    10/36

    6

    Nombre de la asignatura:Electrnica de Potencia

    Nombre de la Unidad deAprendizaje:

    Introduccin a la electrnica de potencia

    Nombre de la prctica oproyecto: Diseo e Implementacin de un Dimmer

    Nmero: 1 Duracin (horas): 3

    Resultado deaprendizaje:

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

    Requerimientos (Materialo equipo):

    Material1 triac BTA126001 clavija1 potencimetro1 protoboardcapacitores y resistencias

    Equipo.1 osciloscopio

    1 multmetro1 fuente de alimentacinActividades a desarrollar en la prctica:

    Profesor:- Ensear 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 electrnicos, material multimedia y enlaces de Internet de inters que denapoyo terico-prctico.

    Alumno:- Explorar los componentes arriba mencionados para familiarizarse y adaptarse a su

    manejo y conexin elctrica.- Revisar todo el material multimedia, documentos electrnicos, enlaces de Internet

    proporcionados por el profesor.- Seguir el siguiente procedimiento:

    DESARROLLO DE LA PRCTICA O PROYECTO

  • 7/25/2019 MA-Electronica de Potencia

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    Disee e implemente un circuito dimmer para controlar el encendido de un focoincandescente, de acuerdo al esquema de la siguiente figura.

    127 VCA

    CIRCUITO

    DE

    CONTROL

    FOCO

    TRIAC

    El reporte debe incluir los siguientes puntos:

    a)

    Introduccin,b) Desarrollo,c) Resultados experimentales,

    d)

    Conclusiones,e) Resultados de simulacin.

    Evidencias a las que contribuye el desarrollo de la prctica:

    * EP2:Elaborar un reporte de una prctica que incluya los clculos de las magnitudes elctricas y laobtencin de las formas de onda mediante la simulacin.

  • 7/25/2019 MA-Electronica de Potencia

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    Nombre de la asignatura:Electrnica de Potencia

    Nombre de la Unidad deAprendizaje:

    Dispositivos tiristores

    Nombre de la prctica oproyecto: Control de fase con SCR

    Nmero: 2 Duracin (horas): 4

    Resultado deaprendizaje:

    * Describir las caractersticas estticas, dinmicas, trmicas y modos detrabajo, de los tiristores: SCR, TRIAC, GTO y MCT, mediante simulaciones oexperimentalmente.

    Requerimientos (Materialo equipo):

    Material2 SCR1 clavija1 protoboardCapacitores y resistenciasCircuitos diversos1 transformador de pulsos1 transformador de alimentacin de baja potencia

    Equipo.1 osciloscopio1 multmetro1 fuente de alimentacin

    Actividades a desarrollar en la prctica:

    Profesor:- Ensear 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 electrnicos, material multimedia y enlaces de Internet de inters que denapoyo terico-prctico.

    Alumno:- Explorar los componentes arriba mencionados para familiarizarse y adaptarse a su

    manejo y conexin elctrica.- Revisar todo el material multimedia, documentos electrnicos, enlaces de Internet

    proporcionados por el profesor.

    DESARROLLO DE LA PRCTICA O PROYECTO

  • 7/25/2019 MA-Electronica de Potencia

    13/36

    9

    - Seguir el siguiente procedimiento:

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

    2) Disee e implemente un circuito de control de fase sincronizado con la lnea, para activar un SCR,con el driver utilizado en el punto anterior. El circuito debe de cumplir con las siguientescaractersticas:

    1) Sincrona con la lnea de CA.

    2) Botn de encendido y apagado.

    3) Control de fase de la seal.

    El esquema general del circuito es el siguiente:

  • 7/25/2019 MA-Electronica de Potencia

    14/36

    10

    127 VCA

    CIRCUITO

    DE

    CONTROL

    FOCO

    SCRs

    El reporte debe incluir los siguientes puntos:

    a) Introduccin,b) Desarrollo,c) Resultados experimentales,d) Conclusiones,e) Resultados de simulacin.

    Evidencias a las que contribuye el desarrollo de la prctica:

    * EP1:Reporte de un circuito de potencia que permita controlar los diferentes parmetros de unactuador electromecnico.

  • 7/25/2019 MA-Electronica de Potencia

    15/36

    11

    Nombre de la asignatura: Electrnica de Potencia

    Nombre de la Unidad deAprendizaje:

    Dispositivos semiconductores de estado slido de conmutacin

    Nombre de la prctica oproyecto: Control de motor con transistor de potencia

    Nmero: 3 Duracin (horas): 4

    Resultado deaprendizaje:

    * Activar actuadores de potencia mediante la excitacin de dispositivos deconmutacin.

    Requerimientos (Materialo equipo):

    Material1 IGBT1 protoboard1 Comparador1 Optoacoplador1 driver IR21101 motor de CD

    Equipo.1 osciloscopio1 multmetro1 fuente de alimentacin de 0 180 V

    Actividades a desarrollar en la prctica:

    Profesor:- Ensear 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

    electrnicos, material multimedia y enlaces de Internet de inters que den apoyo terico-prctico.

    Alumno:- Explorar los componentes arriba mencionados para familiarizarse y adaptarse a su

    manejo y conexin elctrica.- Revisar todo el material multimedia, documentos electrnicos, enlaces de Internet

    proporcionados por el profesor.

    - Seguir el siguiente procedimiento:

    Disee e implemente un circuito de control para el IGBT, utilizando una tcnica PWM, de

    DESARROLLO DE LA PRCTICA O PROYECTO

  • 7/25/2019 MA-Electronica de Potencia

    16/36

    12

    acuerdo al esquema siguiente:

    Vcc

    OPTO DRIVERIGBT

    El esquema general del circuito de potencia es el siguiente:

    DC

    CONTROL

    PWM

    MOTOR

    CD

    El reporte debe incluir los siguientes puntos:

    a) Introduccin,b) Desarrollo,c) Resultados experimentalesd) Conclusiones,e) Resultados de simulacin.

    Evidencias a las que contribuye el desarrollo de la prctica:

    *ED1:Realiza prctica en donde interpreta las especificaciones tcnicas de los dispositivos.*EP1:Disear un circuito de conmutacin para seales de potencia.

  • 7/25/2019 MA-Electronica de Potencia

    17/36

    13

    Nombre de la asignatura: Electrnica de Potencia

    Nombre de la Unidad deAprendizaje:

    Circuitos de control de fase, rectificacin e inversin de energa elctrica.

    Nombre de la prctica oproyecto:

    Construccin de rectificadores multifase en estrella para controlar unacarga trifsica.

    Nmero: 4 Duracin (horas): 4

    Resultado deaprendizaje:

    *Construir circuitos de control de fase, rectificacin e inversin de energa

    elctrica, mediante la simulacin o fsicamente.

    Requerimientos (Materialo equipo):

    Material1 MOSFET IRF8401 Bobina1 Capacitor1 diodo fastrecovery

    Equipo.1 osciloscopio1 multmetro1 fuente de alimentacin

    Actividades a desarrollar en la prctica:

    Profesor:- Ensear 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 electrnicos, material multimedia y enlaces de Internet de inters que denapoyo terico-prctico.

    Alumno:- Explorar los componentes arriba mencionados para familiarizarse y adaptarse a su

    manejo y conexin elctrica.- Revisar todo el material multimedia, documentos electrnicos, enlaces de Internet

    proporcionados por el profesor.

    - Seguir el siguiente procedimiento:

    DESARROLLO DE LA PRCTICA O PROYECTO

  • 7/25/2019 MA-Electronica de Potencia

    18/36

    14

    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) Disee 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%.

    Fuente dealimentacin

    VCD

    Interruptor

    de potenciaL

    D1

    vO

    CargaC

    El reporte debe incluir los siguientes puntos:

    a) Introduccin,b) Desarrollo,c) Resultados experimentalesd) Conclusiones,e) Resultados de simulacin.

    Evidencias a las que contribuye el desarrollo de la prctica:

    * EP1:Realizar un circuito de control de fase, rectificacin y un circuito inversor, para una aplicacinmecatrnica.

  • 7/25/2019 MA-Electronica de Potencia

    19/36

    15

    INSTRUMENTOS

    DE

    EVALUACIN

  • 7/25/2019 MA-Electronica de Potencia

    20/36

    16

    Pondera

    cin

    Aspecto a

    evaluar

    COMPETENTE INDEPENDIENTEBSICO

    AVANZADO NO COMPETENTE

    10 9 8 5

    5 Estructura

    Se observa una

    estructura con el

    siguiente contenido:

    portada, ndice,

    contenido,

    conclusiones y

    bibliografa

    No coincide el ndice

    numrico

    (paginacin) con los

    contenidos

    No se encuentran

    ordenados los temas

    No contiene todos los

    puntos enumerados en la

    seccin competente

    10 Bibliografa

    Utiliza por lo menos

    cinco referencias

    bibliogrficas. Mnimo

    tres de ellas son libros.

    Utiliza por lo menos

    cuatro referencias

    bibliogrficas. Mnimo

    dos de ellas son

    libros.

    Utiliza por lo menos

    tres referencias

    bibliogrficas. Mnimo

    uno de ellas es un

    libro.

    Ninguna de las

    bibliografas es un libro.

    30 Conclusiones

    Presenta conclusiones

    suficientes sobre la

    investigacin y estn

    acordes a la carrera de

    mecatrnica.

    Escribe mximo dos

    conclusiones

    pertinentes al rea

    de mecatrnica, se

    nota que las hace

    con su propio

    lenguaje.

    Solo se muestra una

    conclusin muy

    escueta.

    No entrega conclusiones

    20 Ortografa

    El texto no tiene

    errores gramaticales,

    de tildacin o

    puntuacin.

    El texto casi no tiene

    errores gramaticales,

    de tildacin o

    puntuacin.

    El texto tiene

    errores

    gramaticales, detildacin o

    puntuacin.

    El texto tiene

    muchos

    errores

    gramaticales,

    de tildacin o

    puntuacin.

    35

    Procesamien-

    to correcto de

    la informa-

    La informacin es

    relatada de manera

    clara y en lenguaje

    La informacin es

    relatada de manera

    clara y en lenguaje

    La informacin

    relatada es poco

    clara.

    La informacin

    relatada es

    poco clara y

    RBRICA PARA RESMEN DE APLICACIONES DE ELECTRNICA DE

    POTENCIA

    U1 EP1

    UNIVERSIDAD POLITCNICA DE _____________________

    NOMBRE DE LA ASIGNATURA: ELECTRNICA DE POTENCIA .

  • 7/25/2019 MA-Electronica de Potencia

    21/36

    17

    cin propio. Son

    consideradas las

    ideas ms importantes

    del texto.

    propio. Son

    consideradas

    algunas de las ideas

    ms importantes del

    texto.

    refleja copias

    textuales del

    libro o bibliografa

    utilizada.

  • 7/25/2019 MA-Electronica de Potencia

    22/36

    18

    LISTA DE COTEJO PARA REPORTE DE PRCTICA

    U1 EP2

    UNIVERSIDAD POLITCNICA DE _____________________

    Nombre del alumno: Matrcula: Firma del alumno:

    DATOS GENERALES DEL PROCESO DE EVALUACIN

    Producto:

    Reporte

    Nombre de la prctica: Fecha:

    / /

    Asignatura:

    Electrnica de potencia

    Periodo cuatrimestral:

    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 puedanayudar al alumno a saber cules son las condiciones no cumplidas, si fuese necesario.

    Valor delreactivo Caracterstica a cumplir (Reactivo)

    CUMPLEOBSERVACIONESSI NO

    5%PresentacinEl reporte cumple con losrequisitos de:

    a) Hoja de presentacin.

    10%b) Introduccin.

    5%c) ndice.

    5%

    Desarrollo El reporte cumple con los requisitosde:

    d) Lista de material y equipo.

    10%e) Explicacin textual de la prctica.

    10% f) Agrega imgenes o tablas y stas,

  • 7/25/2019 MA-Electronica de Potencia

    23/36

    19

    estn referenciadas en el texto

    15%g) Entrega simulaciones

    20%

    Resultados

    h) Explica resultados

    5%

    i)

    La bibliografa incluida en laintroduccin est debidamentedocumentada.

    10%

    tica

    Se descarta que sea una copia (plagio parcial o

    completo).

    5%Responsabilidad

    Entreg el reporte en la fecha y hora sealada.

    100% CALIFICACIN:

  • 7/25/2019 MA-Electronica de Potencia

    24/36

    20

    ASIGNATURA: Electrnica de potencia

    FECHA: ____/ /__________

    UNIDAD DE APRENDIZAJE: Dispositivos tiristores

    ALUMNO: ____________________________________________________

    GRUPO: __________________ MATRICULA: _____________________

    INSTRUCCIONES DE APLICACIN DE ESTE INSTRUMENTO:

    Marque con una X la columna que corresponda (SI o NO) segn s el producto a evaluar oel desempeo del alumno cumplen con lo especificado en el reactivo, en caso de marcarno seale por qu 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 VALOR REACTIVOCUMPLIMIENTO

    OBSERVACIONESSI NO NA

    El alumno:

    1 9Define la electrnica de potencia.

    2 9Menciona cinco aplicaciones de la electrnica depotencia.

    3 8Explica cmo se puede apagar un SCR.

    4 10Menciona las principales caractersticas de unTRIAC.

    5 6

    Dibuja el diagrama equivalente de un SCR yexplica el fenmeno que sucede cuando seaplica una corriente a la compuerta.

    6 4Se tiene una aplicacin de un convertidor a 500V, 15 A, conmutado a 100 kHz qu dispositivode potencia elegira y por qu?

    7 4Define el concepto de armnico de corriente yvoltaje.

    8 8Explica el funcionamiento del siguiente circuitodriver para SCR Qu funcin cumple cada

    CUESTIONARIO

    U2 EC1

  • 7/25/2019 MA-Electronica de Potencia

    25/36

    21

    elemento?

    9 4

    El diodo de potencia:

    a) Necesita estar polarizado inversamente paraconducir.b) Requiere de un pulso en compuerta.c) No debe de alimentarse con un voltaje mayoral de ruptura.d) Funciona normalmente como diodo zener.

    10 4

    El tiempo de recuperacin inversa:

    a) Nos indica la frecuencia a la que puedetrabajar un diodo.b) Puede ir desde nanosegundos hastamicrosegundos.c) Indica el tiempo que tarda el diodo en dejar deconducir.d) Todas las anteriores.

    11 7

    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.

    12 7

    El SCR se puede apagar mediante:

    a) Un pulso en compuerta.b) La inversin del voltaje entre nodo y ctodo.c) Un voltaje nodo-ctodo positivo.d) Ninguna de las anteriores.

    13 10

    El TRIAC:

    a) Se ubica en la esquina inferior izquierda de lagrfica Frecuencia-Potenciab) Es similar a dos SCRs en antiparalelo.c) Es un dispositivo lento.d) Todas las anteriores.

    14 10 El MOSFET de potencia

  • 7/25/2019 MA-Electronica de Potencia

    26/36

    22

    a) Se puede encender con un pulso de +15 V enel gate.b) Es sensible a las descargas estticas.c) Se ubica en la esquina inferior derecha de la

    curva frecuencia-potencia.d) Todas las anteriores.

    100 CALIFICACIN:

  • 7/25/2019 MA-Electronica de Potencia

    27/36

    23

    Ponderaci

    n

    Aspecto a

    evaluar

    COMPETENTE INDEPENDIENTEBSICO

    AVANZADO NO COMPETENTE

    10 9 8 5

    10Limpieza,

    Puntualidad

    El trabajo se presenta a

    tiempo, sin manchas, ni

    correcciones hechas a

    mano, est

    debidamente

    engargolado

    Se presenta despus

    de la hora sealada,

    pero el mismo da.

    Sus hojas estn

    limpias y engargolado

    Se entrega un da

    despus de fecha

    sealada.

    Por lo menos una hoja

    sucia, No se encuentra

    engargolado o se entrega

    dos das o ms despus

    de la fecha sealada.

    15 Estructura

    Se observa una

    estructura con el

    siguiente contenido:

    portada, ndice,

    desarrollo,

    conclusiones y

    simulaciones

    No coincide el ndice

    numrico

    (paginacin) con los

    contenidos

    No se encuentran

    ordenados los

    contenidos

    No contiene por lo menos

    los puntos enumerados

    en la seccin

    competente

    35 Desarrollo

    Contiene desarrollo

    paso a paso, diagramas

    desarrollados, material

    y equipo utilizado.

    No utiliza un software

    CAD electrnico para

    realizar diagramas

    No plantea el

    desarrollo de la

    prctica

    cronolgicamente

    No agrega material o

    equipo utilizado, o no

    incluye diagramas

    10 Ortografa

    El reporte no tiene

    errores gramaticales,

    de tildacin o

    puntuacin.

    El reporte casi no

    tiene

    errores gramaticales,

    de tildacin o

    puntuacin.

    El reporte tiene

    errores

    gramaticales, de

    tildacin o

    puntuacin.

    El reporte tiene

    muchos

    errores

    gramaticales,

    de tildacin o

    puntuacin.

    30 Conclusiones

    Presenta conclusiones

    suficientes sobre la

    prctica, relaciona

    simulaciones con

    resultados reales.

    Escribe conclusiones

    sin hacer referencia a

    los resultados de las

    simulaciones y las

    mediciones reales.

    Solo se muestra una

    conclusin muy

    escueta pero se nota

    que no se bas en

    otros compaeros.

    No entrega conclusiones

    RBRICA PARA EVALUAR EL REPORTE DE LA PRCTICA

    DE UN CIRCUITO DE CONTROL DE POTENCIA

    U2 EP1

    UNIVERSIDAD POLITCNICA DE _____________________

    NOMBRE DE LA ASIGNATURA: ELECTRNICA DE POTENCIA

  • 7/25/2019 MA-Electronica de Potencia

    28/36

    24

    GUA DE OBSERVACIN PARA PRCTICA

    U3 ED1

    UNIVERSIDAD POLITCNICA DE _____________________

    Nombre del alumno: Matrcula: Firma del alumno:

    DATOS GENERALES DEL PROCESO DE EVALUACIN

    Producto:ED1

    Nombre de la prctica:Control de motor con transistor de potencia.

    Fecha:/ /

    Asignatura:

    Electrnica de potencia

    Periodo cuatrimestral:

    Nombre del evaluador: Firma del evaluador :

    INSTRUCCIONES

    Revisar el programa que se solicita y marque en los apartados SI cuando la evidencia secumple; en caso contrario marque NO. En la columna OBSERVACIONES especifique las indicacionesque puedan ayudar al alumno a saber cules son las condiciones no cumplidas, si fuese necesario.

    Valor delreactivo Caracterstica a cumplir (Reactivo)

    CUMPLEOBSERVACIONESSI NO

    5%Presentacin

    a) Tiene consigo todos los materialesnecesarios para iniciar la prctica

    5%b) Utiliza la hoja de datos del

    fabricante (medio impreso oelectrnico).

    10%

    Desarrollo. La prctica cumple con losrequisitos de:

    c) Sigue los principios de seguridadsobre el uso de equipos delaboratorio.

    20%d) Implementa adecuadamente cada

    conexin requerida.

  • 7/25/2019 MA-Electronica de Potencia

    29/36

    25

    10% e) Calcula voltajes correctamente

    5%

    f) Calibra adecuadamente el equipo demedicin cuando se requiere

    5%g) Ejecuta en el tiempo asignado

    10%h) Mantiene orden y disciplina al

    realizar prctica.

    20%

    Resultados

    Cumpli totalmente con la entrega del reporte:* Introduccin* Desarrollo*Resultados experimentales* Resultados de simulacin* Conclusiones

    10%Responsabilidad

    Entreg el reporte en la fecha y hora sealada.

    100% CALIFICACIN:

  • 7/25/2019 MA-Electronica de Potencia

    30/36

    26

    LISTA DE COTEJO PARA CIRCUITOS DE CONMUTACIN

    U3 EP1

    UNIVERSIDAD POLITCNICA DE _____________________

    Nombre del alumno: Matrcula: Firma del alumno:

    DATOS GENERALES DEL PROCESO DE EVALUACIN

    Producto:

    Circuito elctrico

    Circuito:

    Disear un circuito de conmutacin para

    seales de potencia.

    Fecha:

    / /

    Asignatura:

    Electrnica de potencia

    Periodo cuatrimestral:

    Nombre del evaluador: Firma del evaluador:

    INSTRUCCIONES

    Revisar el circuito que se solicita y marque en los apartados SI cuando la evidencia se cumple; encaso contrario marque NO. En la columna OBSERVACIONES especifique las indicaciones que puedanayudar al alumno a saber cules son las condiciones no cumplidas, si fuese necesario.

    Valor delreactivo Caracterstica a cumplir (Reactivo)

    CUMPLEOBSERVACIONESSI NO

    5%PresentacinEl alumno cumple con losrequisitos de:

    a) Limpieza.

    10%b) Tiene el material completo a utilizar.

    5%

    c) Los puentes en circuito no son

    demasiado muy largos.

    15%

    Desarrollo El circuito cumple con los requisitosde:

    d) Realiza su funcin adecuadamente.

    10%e) Se tiene un diagrama con el cual se

    basa la realizacin del circuito.

  • 7/25/2019 MA-Electronica de Potencia

    31/36

    27

    5%

    f) Emplea adecuadamente el

    osciloscopio u otro elemento de

    medicin

    10%g) Presenta simulaciones del circuito

    20%

    Resultados

    h) Explica resultados

    5%i En caso de modificarle el circuito al

    alumno, ste puede encontrar elerror.

    15%

    Responsabilidad

    Implement el circuito en la fecha y horasealada.

    100% CALIFICACIN:

  • 7/25/2019 MA-Electronica de Potencia

    32/36

    28

    Ponderaci

    n

    Aspecto a

    evaluar

    COMPETENTE INDEPENDIENTEBSICO

    AVANZADO NO COMPETENTE

    10 9 8 5

    10Limpieza,

    Puntualidad

    El circuito se presenta

    debidamente cableado

    y a tiempo.

    El circuito se entrega

    sin problemas pero

    demorado en un da.

    Circuito se entrega

    dos das despus de

    la fecha solicitada.

    El circuito se entrega ms

    de dos das despus de

    fecha acordada.

    15 Clculos

    Se tomaron en cuenta

    factores como la

    potencia, voltaje,

    corriente y temperatura

    Por lo menos uno de

    los factores

    mencionados no se

    toma en cuenta.

    No se toman en

    cuenta dos o ms

    factores elctricos.

    Los clculos no coinciden

    con la carga a la cual se

    suministrar el circuito.

    20 Diseo

    Se emplean los

    dispositivos ms

    adecuados, tomando

    en cuenta rendimiento,

    tamao y costo.

    Uno de los aspectos

    mencionados no se

    toma en cuenta.

    Dos o ms aspectos

    no se toman en

    cuenta.

    El diseo est basado en

    dispositivos obsoletos o

    demasiado caros.

    35 Prototipo

    Se debe de presentar

    sin puentes

    demasiados largos, el

    calibre de cables debe

    ser de acuerdo a la

    corriente demandada

    por la carga.

    Le faltan dispositivos

    disipadores de calor

    o los cables se

    encuentran sueltos.

    No hay

    estandarizacin en el

    tamao y color del

    cable.

    El prototipo presenta

    falsos contactos en sus

    conexiones.

    20 Exposicin

    Exponen todos los

    integrantes, estn

    presentables, utilizan

    lenguaje tcnico

    apropiado y mencionan

    todos los aspectos del

    proyecto.

    Exponen todos los

    integrantes, no

    utilizan lenguaje

    tcnico, pero

    mencionan todos los

    aspectos del

    proyecto.

    Exponen todos los

    integrantes, utilizan

    demasiadas

    diapositivas o estn

    llenas de palabras

    (leen en vez de

    platicar o comentar).

    Por lo menos uno de los

    integrantes no se

    presenta o no visten ropaformal o no utilizan

    diapositivas para su

    presentacin.

    RBRICA PARA CLCULOS, DISEO, PROTOTIPO Y EXPOSICIN DE

    CIRCUITOS REALIZADOS

    U4, EP1

    UNIVERSIDAD POLITCNICA DE _____________________

    NOMBRE DE LA ASIGNATURA: ELECTRNICA DE POTENCIA

  • 7/25/2019 MA-Electronica de Potencia

    33/36

    29

    GLOSARIO

    1. Ampere(amperio): unidad de medicin de la corriente elctrica (A)1 Amperio = 1 coulombio / seg.1 Amperio = 1000 mA.

    2. Ampermetro: instrumento de medicin utilizado para medir la corriente que atraviesa undispositivo. Este instrumento se coloca en serie con el dispositivo

    3. Amplitud: Valor pico de una onda. En ondas simtricas es el valor de la mitad del valorpico-pico. Ver: Corriente alterna

    4. Angulo de fase: Es la diferencia de fase entre dios ondas senoidales, usualmente debidoa que en el circuito existen capacitores (condensadores) o inductores (bobinas)

    5. Atenuacin: El valor por el cual la potencia de una seal disminuye en un filtro o una redde 2 puertos. Usualmente se expresa en decibeles.

    6. Bobinado: cada uno de los lados de un transformador, realizado con muchas espirasarrolladas sobre un ncleo magntico. Estos bobinados se llaman primario y secundario,respectivamente.

    7. Corriente alterna: (CA) Corriente elctrica que cambia su amplitud en forma peridica conel tiempo.

    8. Corriente continua: Modo de suministro de energa elctrica donde la polaridad de latensin se mantiene constante. (Caso contrario a la corriente alterna)

    9. Circuito Delta: Circuito de 3 terminales en la cual las ramas estn conectadas entre sformando un tringulo o delta.

    10. Circuito equivalente: Circuito donde todas las fuentes de alimentacin estnrepresentadas por una sola fuente equivalente y las resistencias de carga estnrepresentadas por una sola resistencia equivalente.

    11. Corriente: Cantidad de carga que circula por un conductor por unidad de tiempo.I = Q / t

    12. Filtro: Circuito selectivo, que permite el paso de ciertas frecuencias, mientras bloquealas restantes

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    13. Frecuencia de resonancia: Frecuencia donde los efectos reactivos se cancelan y laimpedancia o admitancia alcanzan su mayor valor.

    14. Ganancia de corriente: Relacin entre la corriente de salida y de entrada en un circuitoamplificador.

    15. IGBT: Los transistores IGBT (insulatedgate bipolar transistor) o transistores de baseaislada son la mejor solucin al momento en electrnica de potencia, nos permiten altavelocidad de conmutacin, altas corrientes y bajas perdidas.

    16. Impedancia: Oposicin que representa un componente o componentes al paso de lacorriente alterna.

    17. Impedancia de entrada: Impedancia medida al observar un circuito entre sus terminalesde entrada.

    18. Ley de Ohm: Ley que afirma que en un conductor, el cociente entre la tensin (voltaje) yla intensidad (corriente) es una constante conocida con la resistencia

    19. Mxima transferencia de potencia: es una condicin en la cual una resistencia de cargano puede obtener ms potencia de la fuente. Este caso se presenta cuando la resistencia decarga es igual a la resistencia interna de la fuente

    20. MOSFET: Metal-Oxide Silicon Field Effect Transistor

    21. Multmetro: instrumento de mltiples propsitos, que se puede usar para medirresistencias, voltajes, corrientes, etc.

    22. Ohm: Unidad de medicin de la resistencia elctrica, representada por la letra griega W

    23. hmetro: instrumento que mide la resistencia. Este instrumento hace circular unacorriente por la resistencia y mide el voltaje a travs de ella obteniendo su valor.

    24. Onda cuadrada: 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 ondasenoidal y triangular, etc.)

    25. Onda triangular: Onda de corriente alterna (C.A.) en la que la variacin de la amplitud enfuncin del tiempo puede ser descrita mediante segmentos rectos, crendose la imagen deun tringulo de base horizontal.

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    26. Osciloscopio: Instrumento utilizado para la medicin de la amplitud y perodo de sealesde corriente alterna. El osciloscopio muestra en la pantalla la forma de onda medida, suforma y su periodo.

    27. Potencia: La velocidad con la que se consume o suministra energa de un sistema.Potencia = Energa / tiempo. La unidad de medicin de la potencia es el Watt o Vatio (W)

    28. Push-Pull: Amplificador que usa dos transistores que se alternan en su activacin. Lostransistores se turnan en su activacin. Cuando uno est en corte el otro est en saturaciny viceversa.

    29. PWM: Modulacin por ancho de pulso es una tcnica de control empleada en lossistemas de potencia para regular la tensin

    30. PUT: Programable Unijuction Transistor

    31. Realimentacin negativa: Es el uso de componentes pasivos con el propsito de mejorarla estabilidad y la respuesta en frecuencia de un sistema o circuito sin sacrificar, si esposible, la ganancia.

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

    33. Regulacin de tensin: Es la capacidad de mantener una tensin dada, an con cambiosen la carga.

    34. Regulador de tensin: circuito diseado para mantener una tensin constante,

    35. Resistencia: Es la medida de cuanto se opone un circuito al paso de la corrienteelctrica a travs de l.

    36. RMS: valor eficaz que un instrumento debera medir para una onda seno. Es calculado apartir de una onda rectificada. Si se miden seales que no son senoidales, el valor eserrneo.

    37. SCR: Rectificador controlado de silicio, estos elementos semiconductores son muyutilizados para controlar la cantidad de potencia que se entrega a una carga.

    38. TRIAC: El triac es un dispositivo semiconductor de tres terminales que se usa paracontrolar el flujo de corriente promedio a una carga.

    39. UJT: (Unijunction Transistor - Transistor Monounin o Uni-unin)

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