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Guía docente de la asignatura
Control de Máquinas y
Accionamientos Eléctricos
Titulación: Grado Ingeniero Eléctrico
Curso 2012-‐2013
Guía Docente 1. Datos de la asignatura
Nombre Control de Máquinas y Accionamientos Eléctricos
Materia Control de Máquinas y Accionamientos Eléctricos
Módulo Materias Específicas
Código 506103007
Titulación/es Grado Ingeniero Eléctrico
Plan de estudios 2009
Centro Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial
Tipo Obligatoria
Periodo lectivo Cuatrimestral (C2) Curso Tercero
Idioma Español
ECTS 4,5 Horas / ECTS 30 Carga total de trabajo (horas) 135
Horario clases teoría Lunes 12:10 a 13 Martes 9 a 10:50
Aula
Horario clases prácticas Martes 18:10 a 20 Lugar Laboratorios
2. Datos del profesorado
Profesor responsable Angel Molina García, Antonio Villarejo Mañas Esther De Jodar Bonilla
Departamento Ingeniería Eléctrica – Tecnología Electrónica
Área de conocimiento Ingeniería Eléctrica – Tecnología Electrónica
Ubicación del despacho 1ª Antiguo Hospital de Marina – Campus Muralla del Mar
Teléfono 96832 5462/5461 Fax 96832 5356/5345
Correo electrónico [email protected] [email protected] [email protected]
URL / WEB http://www.upct.es/~die/ http://www.dte.upct.es/
Horario de atención / Tutorías Confirmar en Aula Virtual
Ubicación durante las tutorías Despacho Departamentos
3. Descripción de la asignatura
3.1. Presentación El desarrollo que la electrónica de potencia ha experimentado a lo largo de estas últimas décadas ha influido de manera decisiva en distintos campos de aplicación, uno de los más activos es el que está directamente relacionado con la conversión de potencia eléctrica y el control de máquinas y accionamientos eléctricos, objetivos principales de la asignatura motivo de la presente guía docente.
3.2. Ubicación en el plan de estudios La asignatura es cuatrimestral, y está ubicada en el segundo cuatrimestre del tercer curso.
3.3. Descripción de la asignatura. Adecuación al perfil profesional La asignatura contribuye a desarrollar competencias relacionadas con la transformación de la energía eléctrica, el control de accionamientos eléctricos y la integración de la electrónica de potencia. Ésta guarda una estrecha relación con las materias de Máquinas Eléctricas y Electrónica de Potencia. Así, se presentarán los diferentes modelos de máquinas eléctricas, sus requerimientos y limitaciones, así como su aplicabilidad al control. Igualmente, se desarrollarán diferentes soluciones para la implementación electrónica desde un punto de vista práctico, destacando las características de cada una de las soluciones actualmente presentes en muchos de los dispositivos comerciales.
3.4. Relación con otras asignaturas. Prerrequisitos y recomendaciones Se recomienda haber cursado con anterioridad de forma satisfactoria las asignaturas con la que ésta guarda una estrecha relación en cuanto a conceptos, como son (por orden de impartición según plan de estudios): Análisis de circuitos, Análisis avanzado de circuitos, Máquinas eléctricas, Fundamentos de electrónica, Regulación automática y Electrónica de potencia.
3.5. Medidas especiales previstas Aquellos alumnos con necesidades especiales podrán acordar con el profesorado de la asignatura las medidas necesarias para facilitar su seguimiento de la materia. Estas necesidades especiales han de comunicarse al inicio del cuatrimestre en el que se imparte la asignatura.
4. Competencias
4.1. Competencias específicas de la asignatura (según el plan de estudios) Conocimientos sobre control de máquinas y accionamientos eléctricos y sus aplicaciones.
4.2. Competencias genéricas / transversales (según el plan de estudios) Competencias Instrumentales: T1.1 Capacidad de análisis y síntesis T1.2 Capacidad de organización y planificación T1.3 Comunicación oral y escrita en lengua propia T1.4 Comprensión oral y escrita de lengua extranjera T1.5 Habilidades básicas computacionales T1.6 Capacidad de gestión de la información T1.7 Resolución de problemas T1.8 Toma de decisiones Competencias Personales: T2.1 Capacidad crítica y autocrítica T2.2 Trabajo en equipo T2.3 Habilidades en las relaciones interpersonales T2.4 Habilidades de trabajo en un equipo interdisciplinar T2.5 Habilidades para comunicarse con expertos en otros campos T2.6 Reconocimiento de la diversidad y multiculturalidad T2.7 Habilidad para trabajar en un contexto internacional T2.8 Compromiso ético Competencias Sistemáticas: T3.1 Capacidad para aplicar los conocimientos a la práctica T3.2 Capacidad de aprender T3.3 Adaptación a nuevas situaciones T3.4 Capacidad de generar nuevas ideas (creatividad) T3.5 Liderazgo T3.6 Conocimiento de otras culturas y costumbres T3.7 Habilidad de realizar trabajo autónomo T3.8 Iniciativa y espíritu emprendedor T3.9 Preocupación por la calidad T3.10 Motivación de logro
4.3. Objetivos generales / competencias específicas del título (según el plan de estudios) Conocimientos disciplinares: E1.1 Conocimiento en las materias básicas matemáticas, física, química, organización de empresas, expresión gráfica, estadística e informática, que capaciten al alumno para el aprendizaje de nuevos métodos y teorías. E1.2 Conocimientos en materias tecnológicas para la realización de mediciones, cálculos, valoraciones, tasaciones, peritaciones, estudios, informes, planes de labores y otros trabajos análogos. E1.3 Conocimiento, comprensión y capacidad para aplicar la legislación necesaria en el ejercicio de la profesión de Ingeniero Técnico Industrial. Competencias profesionales: E2.1 Capacidad para la redacción, firma y desarrollo de proyectos en el ámbito de la ingeniería industrial que tengan por objeto, de acuerdo con los conocimientos específicos adquiridos, la construcción, reforma, reparación, conservación, demolición, fabricación, instalación, montaje o explotación de: estructuras, equipos mecánicos, instalaciones energéticas, instalaciones eléctricas y electrónicas, instalaciones y plantas industriales y procesos de fabricación y automatización en función de la ley de atribuciones profesionales. E2.2 Capacidad para el manejo de especificaciones, reglamentos y normas de obligado cumplimiento. E2.3 Capacidad de analizar y valorar el impacto social y medioambiental de las soluciones técnicas. E2.4 Capacidad de dirección de las actividades objeto de los proyectos de ingeniería descritos en la competencia E2.1, así como de organización y planificación en el ámbito de la empresa, y otras instituciones y organizaciones.
4.4. Resultados esperados del aprendizaje
1. Conocer los modelos de máquinas eléctricas y su ámbito de aplicabilidad 2. Comprender los principios básicos del control escalar y vectorial 3. Conocer las técnicas de modulación y su aplicación al control de accionamientos
eléctricos 4. Conocer las soluciones comerciales aplicadas al control de máquinas e identificar sus
componentes y modos de funcionamiento
5. Contenidos
5.1. Contenidos (según el plan de estudios) Modelado dinámico de máquinas eléctricas basado en vectores espaciales, control escalar de máquinas eléctricas, control vectorial de máquinas eléctricas, inversores modulados con vectores espaciales.
5.2. Programa de teoría 1.-‐ Introducción: el control escalar y vectorial 2.-‐ Vectores espaciales aplicados a máquinas de inducción 3.-‐ Análisis dinámico de máquinas de inducción: aproximación al control vectorial 4.-‐ Análisis matemático del control vectorial 5.-‐ Variación de parámetros en máquinas de inducción: influencia en el control 6.-‐ Vectores espaciales aplicados a inversores modulados por ancho de pulso (SV-‐PWM) 7.-‐ Control vectorial en máquinas de inducción sin medida de velocidad angular 8.-‐ Control vectorial en máquinas eléctricas con imanes permanentes
5.3. Programa de prácticas 1.-‐ Introducción a Matlab/Simulink: aplicación al modelado de máquinas eléctricas 2.-‐ Simulación de máquinas de inducción 3.-‐ Simulación del control vectorial de máquinas de inducción 4.-‐ Implementación del control escalar: análisis y medidas de laboratorio 5.-‐ Implementación del control vectorial: análisis y medidas de labotario
5.4. Programa resumido en inglés (opcional) 1.-‐ Scalar and vector control: an introduction 2.-‐ Induction machine equations assisted by space vectors 3.-‐ Dynamic analysis of induction machines in terms of space vectors 4.-‐ Mathematical description of vector control 5.-‐ Detunning effects in induction motor vector control 6.-‐ Space vector pulse-‐width-‐modulated (SV-‐PWM) inverters 7.-‐ Encoder-‐less operation of induction motor drives 8.-‐ Vector control of permanent-‐magnet synchronous motor drives
5.5. Objetivos de aprendizaje detallados por Unidades Didácticas (opcional)
6. Metodología docente
6.1. Actividades formativas Actividad Descripción de la actividad Trabajo del estudiante ECTS
Clase de teoría Clase expositiva. Resolución de dudas planteadas por los estudiantes Se tratarán los temas fundamentales y los aspectos relevantes.
Presencial: Comprensión de la materia y planteamiento de dudas 0,6
No presencial: Estudio de la materia 1,48
Clases de problemas
Preparación de ejercicios y casos prácticos de dificultad graduada.
Presencial: Participación activa en la resolución de problemas, proponiendo posibles soluciones y planteando las dudas que puedan ocasionarse.
0,4
No presencial: Resolución en base a la materia impartida los problemas y ejercicios planteados.
0,4
Clases de prácticas
Sesiones de prácticas de laboratorio e informática necesarias como apoyo a la comprensión de contenidos teóricos, adquiriendo habilidad en el uso de paquetes informáticos técnicos y en el empleo y utilización de equipamiento de electrónica de potencia.
Presencial: Realización de simulaciones y montajes reales de esquemas de control de máquinas, adquisición de datos eléctricos y mecánicos necesarios para la realización de un informe de prácticas.
0,5
No presencial:
Actividades de trabajo cooperativo
Planteamiento de problemas o simulaciones complementarias para que los alumnos en grupos adquieran un valor añadido en su visión de la materia
Presencial: No presencial: Puesta en común y discusión de soluciones planteadas a las propuestas realizadas por el profesor
0,5
Tutorías
Resolución de dudas, habitualmente de forma individual aunque también se incluye la posibilidad de grupos, acerca de la materia teórica, los problemas y ejercicios, las prácticas o las actividades de trabajo cooperativo propuestas.
Presencial: Planteamiento de dudas en horario de tutorías. 0,14
No presencial:
Preparación de trabajos e informes
Presentación y exposición al resto de los grupos de los trabajos propuestos, incluyendo un informe con la solución o el contenido propuesto.
Presencial: Presentación de trabajos 0,14
No presencial: Realización de trabajos 0,2
Realización de exámenes
Realización de la prueba de examen según convocatoria oficial de la misma
Presencial: Asistencia y realización del examen 0,14
No presencial: 4,5
7. Evaluación
7.1. Técnicas de evaluación
Instrumentos Realización / criterios Ponderación Competencias genéricas
(4.2)evaluadas
Resultados (4.4) evaluados
Prueba escrita individual
Cuestiones teóricas orientadas a conceptos, definiciones…y problemas de extensión media o larga
70%
T1.1, T1.3, T1.7, T1.8,
T3.1,T3.2, T3.3
(1) a (3)
Informe en grupo
El alumno deberá realizar simulaciones que le ayudarán a comprender la asignatura y resolver un diseño que se realizará en grupo.
30%
T1.2, T1.3, T1.4, T1.5, T1.6
T2.1, T2.2, T3.1,
T3.2 T3.8, T3.9, T3.10
(4)
Para aprobar la asignatura la nota media en las dos partes debe ser superior a 5 puntos, necesitándose un mínimo de 3,5 puntos en cada parte para poder promediar el resultado.
7.2. Mecanismos de control y seguimiento El seguimiento del aprendizaje se realizará mediante las siguientes actividades: • Cuestiones propuestas en clase • Tutorías en grupo • Supervisión del trabajo presencial en las clases de problemas y en el laboratorio • Pruebas objetivas distribuidas durante el curso
7.3. Resultados esperados / actividades formativas / evaluación de los resultados (opcional)
Resultados esperados del aprendizaje (4.4)
Clases de teoría
Clases ejercicios
Trab
ajos e in
form
es
Prue
ba te
oría
Prue
ba ejercicios
Ejercicios propu
estos
Trab
ajo en
grupo
Conocer los modelos de máquinas eléctricas y su ámbito de aplicabilidad X X X X
Comprender los principios básicos del control escalar y vectorial X X X X
Conocer las técnicas de modulación y su aplicación al control de accionamientos eléctricos X X X X
Conocer las soluciones comerciales aplicadas al control de máquinas e identificar sus componentes y modos de funcionamiento X X X X X
9. Recursos y bibliografía
9.1. Bibliografía básica Advanced Electric Drives: Analysis, Control and Modeling using Simulink N. Mohan, Ed. Mnpere, 2001 Control electrónico y simulación de motores de corriente alterna F. Martínez Rodrigo, L.C. Herrero de Lucas, J.M. González de la Fuente Universidad de Valladolid, 2006
9.2. Bibliografía complementaria Electric Drives: An Integrative Approach, N. Mohan, Ed. Mnpere, 2003 Control of electrical drives, Werner Leonhard, Ed. Springer, 2001 Electric Machines and Drives, N. Mohan, Ed. Willey, 2012 Design of Brushless Permanent-‐Magnet Motors J. R. Hendershot, Timothy John Eastham Miller, Oxford science publications Ed. Magna Pysics Pub., 1994
9.3. Recursos en red y otros recursos Aula virtual de la asignatura dentro de espacio http://moodle.upct.es/