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ASIGNATURA: ELECTRÓNICA DE POTENCIA
Nombre de la asignatura:
ELECTRÓNICA DE POTENCIA
Línea de investigación o de trabajo: Electrónica de Potencia
Tiempo de dedicación del estudiante en las actividades de:
DOC
48
TIS
60
TPS
0
Horas Totales
108
Créditos
6
DOC: Docencia; TIS: Trabajo independiente significativo; TPS: Trabajo profesional supervisado
1. Historial de la asignatura
Lugar y fecha de
elaboración o revisión
CENIDET
18/01/05
Observaciones
(cambios y justificación)
Revisión de planes y programas de estudio
(Modelo Siglo XXI) 2005
Participantes
Miembros del Consejo de
Posgrado del Depto. de Ing.
Electrónica del CENIDET
IT Boca del Río (Marzo 4-6
de 2009)
Presidentes de consejos de
posgrado de IT´s de la DGEST
CENIDET
23/03/11
Miembros del Consejo de
Posgrado del Depto. de Ing.
Electrónica del CENIDET
Diagnóstico de los Planes de Estudio
vigentes (2005)
A partir de la reunión de Revisión y
Actualización de Planes de Estudio de
Posgrado (I.T. de Boca del Río, 4-6 de marzo
2009) y Reunión de Consolidación (I.T. de
Cd. Madero, 14-16 de abril 2010) se
desarrollaron los contenidos extendidos de
las materias del programa de posgrado.
2. Pre-requisitos y correquisitos
Asignatura optativa que se imparte en el segundo o tercer semestre y tiene como pre-requisitos la
materia de “Fundamentos de Mecatrónica” y “Electrónica Básica” (que la llevan alumnos que no
provienen de una licenciatura en Electrónica).
3. Objetivo de la asignatura
El alumno tendrá las bases de dispositivos semiconductores de potencia, topologías o circuitos de
conversión de energía (Conversión CA/CD, CD/CD, CD/CA y CA/CA), así como una idea básica de
las aplicaciones más importantes de los convertidores electrónicos de potencia.
4. Aportación al perfil del graduado
En el campo de la Mecatrónica, prácticamente en la totalidad de dispositivos utilizados para la
conversión de la energía eléctrica, interviene de una manera primordial la Electrónica de Potencia,
por lo que el presente curso contribuye a un mejor entendimiento de las estrategias necesarias para
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Programa de Maestría en Ciencias en Ingeniería Electrónica
el manejo de energía en Mecatrónica (máquinas eléctricas, servomecanismos, interruptores que
intervienen en la automatización de procesos, etc.).
5. Contenido temático por temas y subtemas
UNIDAD
1
SUBTEMAS
TEMAS
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
Introducción
Tiempo estimado: 4 hrs.
2
2.1 Tipos de interruptores de potencia y sus
características.
2.2 Tipos de diodos de potencia
2.3 El transistor de potencia.
2.4 El SCR y sus características.
2.5 El MOSFET de potencia, El IGBT y GTO.
Dispositivos semiconductores de
potencia
Tiempo estimado: 4 hrs.
3
Rectificadores
controlados
controlados
y
no
Tiempo estimado: 6 hrs.
4
Convertidores CD-CD
Tiempo estimado: 8 hrs.
5
Reguladores de voltaje de corriente
alterna
Tiempo estimado: 6 hrs.
6
Convertidores CD/CA
Tiempo estimado: 6 hrs.
Qué es la Electrónica de Potencia.
Cuáles son sus aplicaciones.
Historia de la Electrónica de Potencia.
Circuitos y dispositivos.
Tendencias tecnológicas.
3.1 Introducción,
3.2 Diodos con RC, RL, RL y RLC.
3.3 Rectificadores media onda y onda completa
monofásicos y trifásicos.
3.4 Filtro de salida en rectificación monofásica y
trifásica.
4.1 Introducción.
4.2 Principios de operación de los convertidores
conmutados.
4.3 El convertidor Buck, Boost y Buck-Boost,
4.4 Consideraciones magnéticas en el diseño de
convertidores CD-CD.
4.5 Revisión de convertidores aislados.
5.1 Introducción.
5.2 Principios de control On-Off y Control por
Fase.
5.3 Control por fase en sistemas monofásicos y
trifásicos.
5.4 Cambiadores de tomas monofásicos.
6.1
6.2
6.3
6.4
Introducción.
Inversores monofásicos.
Inversores trifásicos.
Control
de
voltaje
de
inversores
monofásicos.
6.5 Técnicas de modulación avanzadas.
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UNIDAD
7
TEMAS
Control de maquinas eléctricas
Tiempo estimado: 6 hrs.
8
Otras aplicaciones de la electrónica
de potencia.
SUBTEMAS
7.1 Introducción.
7.2 Motores de CA y CD.
7.3 Esquemas tradicionales de control.
8.1 Aplicaciones en alta frecuencia.
8.2 En fuentes no convencionales de energía.
8.3 Otras aplicaciones.
Tiempo estimado: 8 hrs.
6. Metodología de desarrollo del curso
•
•
•
•
•
Exposición de los objetivos y contenidos teóricos de los diferentes temas.
Uso del simulador PSPICE para realizar simulaciones de los circuitos estudiados.
Realización de tareas de diseño y demostración de la teoría de operación de los circuitos.
Realización de prácticas de laboratorio
Investigación complementaria realizada por los estudiantes.
7. Sugerencias de evaluación
• Exámenes parciales: 40%
• Examen Final: 20%
• Proyecto de investigación: 10%
• Tareas y prácticas: 20%
• Asistencia y participación en clase: 10%
8. Bibliografía y software de apoyo
LIBROS DE TEXTO:
“Power Electronics. Circuits, Devices and Applications” (Second Edition)
Muhammad H. Rashid, Editorial Prentice Hall
“Power Electronics and Variable Frequency Drives”
Edited by Bimal K. Bose, Editorial IEEE Press
OTROS LIBROS DE CONSULTA:
“Power Electronics Handbook”
Edited by Muhammad Rashid, Editorial AP Academic Press
“How to Select ASD Systems. Selected Readings”
Edited by Wayne L. Stebbins, Editorial IEEE Press
“Pulse-width Modulated DC-DC Power Converters”
Marian K. Kazimierczuk, Editorial Wiley
“The Industrial Electronics Handbook”
Editor J.David Irwin, Editorial IEEE Press
SOFTWARE DE APOYO:
PSPICE 9.1 Studen versión de Cadence Design Systems
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9. Actividades propuestas
Unidad
Actividad propuesta
Introducción
Dispositivos semiconductores
de potencia
Rectificadores controlados
Convertidores CD-CD
Convertidores CD/CA
Control de máquinas eléctricas
Otras aplicaciones de
Electrónica de Potencia
la
Investigación complementaria.
Tarea relacionada con el tema e investigación complementaria.
Tarea de simulación de rectificador controlado con tiristores o
transistores.
Desarrollo de un convertidor REDUCTOR (Buck) o ELEVADOR
(Boost) en el laboratorio (práctica de laboratorio y proyecto).
Desarrollo y prácticas sobre un inversor PWM de puente
completo.
Práctica de control de un motor de CD y/o CA en el Laboratorio
de Máquinas Eléctricas.
Trabajo de investigación.
10. Catedrático responsable:
Dr. Jaime Eugenio Arau Roffiel
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