Diseño e implementación de aplicaciones de software de apoyo para el curso de electrónica de potencia
Este trabajo presenta el desarrollo de módulos de software diseñados para el apoyo en la docencia de la asignatura Electrónica de potencia, las cuales han sido desarrolladas usando LabVIEW. Las aplicaciones desarrolladas son módulos en los que se puede realizar simulaciones en tiempo real, variando...
- Autores:
-
Rengifo Segura, Jhon Sebastian
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2022
- Institución:
- Universidad de Ibagué
- Repositorio:
- Repositorio Universidad de Ibagué
- Idioma:
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- OAI Identifier:
- oai:repositorio.unibague.edu.co:20.500.12313/4887
- Acceso en línea:
- https://hdl.handle.net/20.500.12313/4887
- Palabra clave:
- Diseño de software para el curso de electrónica de potencia - Implementación de aplicaciones para el curso de electrónica
Implementación de aplicaciones para el curso de electrónica - Diseño de software para el curso de electrónica de potencia
LabVIEW
Convertidores de potencia
Análisis de señales
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Buck
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Diseño de software para el curso de electrónica de potencia - Implementación de aplicaciones para el curso de electrónica Implementación de aplicaciones para el curso de electrónica - Diseño de software para el curso de electrónica de potencia LabVIEW Convertidores de potencia Análisis de señales Armónicos Convertidores conmutados AC-DC Boost Buck Buck-boost LabVIEW Power Converters Signal Analysis Harmonics AC-DC Switched AC-DC Converters Boost Buck Buck-boost |
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Este trabajo presenta el desarrollo de módulos de software diseñados para el apoyo en la docencia de la asignatura Electrónica de potencia, las cuales han sido desarrolladas usando LabVIEW. Las aplicaciones desarrolladas son módulos en los que se puede realizar simulaciones en tiempo real, variando los parámetros para apreciar de una mejor manera la teoría enseñada por el docente. El sistema está compuesto por tres módulos, el primero referente a la introducción a la electrónica de potencia, en donde se abarcarán temas tales como, cálculos fundamentales en el análisis de señales con o sin contenido armónico y cargas inductivas, capacitivas o resistivas. El segundo, dedicado al tema de los convertidores de potencia AC-DC conmutados a frecuencia de red. Para este módulo se trabaja con los rectificadores a base de tiristores semi-controlados y completamente controlados en sus versiones monofásicas y trifásicas, controladas a partir del ángulo de disparo. El tercer módulo es referente a los convertidores de potencia DC-DC, trabajando las topologías más comunes tales como el convertidor “Boost”, el “Buck” y el “Buck- boost”. Cada uno de los módulos es desarrollado con el fin de que el estudiante pueda validar sus diseños y verificar los resultados de sus análisis en ejercicios propuestos, de forma fácil e intuitiva. |
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Guerrero-Hernández, A., Araque-Gallardo, J.A. and Gallo-Nieves, M. “Implementación de módulos didácticos para sistemas electrónicos de potencia,” Revista Educación en ingeniería, vol. 11, no.21, pp. 9-13, 2016. Zumel, P., Fernández, C., Lázaro, A., Barrado, A., Olías, E. and Pleite, J. Herramienta interactiva para la enseñanza de la electrónica de potencia, Universidad Carlos lll de Madrid, 2014. López-Santos, O., “Metodología para la investigación en electrónica de potencia basada en una nueva herramienta didáctica,” Revista Educación en Ingeniería, vol. 6, no. 12, pp. 80-89, 2011. Arévalo, M., and Rivera, J. Construcción de módulos didácticos de conversores ac/dc para el aprendizaje práctico de los estudiantes de la carrera de ingeniería de la universidad tecnológica equinoccial. Universidad Tecnológica Equinoccial. 2010. López-Santos, O. “Cambiando el rol de las actividades experimentales en la enseñanza de electrónica de potencia,” Revista Educación en Ingeniería, vol. 8, no. 15, pp. 13-23, 2013. Bauer, P., Dudak, J., Maga, D. and Hajek, V. “Distance Practical Education for Power Electronics,” International Journal of Engineering. vol. 23, no. 6, pp. 1210-1218, 2017. Agelidis, V.G. “The future of power electronics/power engineering education: challenges and opportunities,” IEEE Power Electronics Education Workshop, 16 - 17 June, Recife, Brazil pp. 1-8, 2010. Lu, D.D.C., Chu, R.H., Sathiakumar, S. and Agelidis, V.G. “A buck converter with simple maximum power point tracking for power electronics education on solar energy systems,” 2007 Australasian Universities Power Engineering Conference, 2007, pp. 1-5. Rashid, M. Electrónica de potencia, circuitos y aplicaciones., 3 edicion. Mexico: Pretince Hall, 2004. Rashid, M. Electrónica de potencia, circuitos y aplicaciones., 3 edicion. Mexico: Pretince Hall, 2004. Rashid, M. Electrónica de potencia, circuitos y aplicaciones., 3 edicion. Mexico: Pretince Hall, 2004. Erickson R. and Maksimovic D. Fundamentals of Power Electronics. Kluwer Academic Publishers. New York, pp.132-375, 2004. Zumel P., Fernández C., Lázaro A., Barrado A., Olías E. and Pleite J. Herramienta interactiva para la enseñanza de la electrónica de potencia. 2006. Consultada el 10 de septiembre de 2010 en http:// www.upc.edu/euetib/xiicuieet/comunicaciones/ din/comunicacions/284.pdf Documentos y manuales de usuario de Instrumentación virtual con Labview proporcionada por National Instruments. Goldberg, H. “What is virtual instrumentation?” IEEE Instrumentation & Measurement Magazine, vol. 3, no. 4, pp. 10–13, 2000. Boylestad, R. Electrónica: teoría de circuitos y dispositivos electrónicos. México D.F. Pearson Education. 2014. Del rio. J. LabVIEW Programación para Sistemas de Instrumentación. Primera Edición. Alfaomega. 2013. Mohan, N. and Tore, M. Electrónica de Potencia, Convertidores, Aplicaciones y Diseño. Tercera Edición. Editorial McGrawHill. México. 2010. Wildi, T. Maquinas Eléctricas y Sistemas de Potencia. Primera Edición. Pearson Educación. España. 2007. Cordeiro, A, Foito, D, Guerreiro, M., Power electronics didactic modules for direct current machine control, International Conference on Power Engineering, Energy and Electrical Drives. 2009, pp. 624-628. Alsmadi, Y. et al., New trends and technologies in power electronics and motor drives education, 121 ASEE Anual Conference & Exposition, Indianapolis, in, 2014. Anderson P.M. and Fouad A.A. “Power System Control and stability,” The IOWA State University press, 1977. Cervera R.M.; “Diseño y simulación de un convertidor AC-DC para la alimentación de un ordenador portátil”, Universitat Politècnica de València, 2019. Álvarez A.F., “Estudio e implementación de un convertidor AC/DC para el control de un motor de continua del laboratorio”, Escuela Universitaria Politécnica, 2016. Pinto B. and Celleri M. “Modulo didáctico para rectificación trifásica, controlado y monitoreado con el software LabVIEW”. Universidad politécnica salesiana sede Guayaquil. Soler S.F.A. “Prototipo de equipo de laboratorio para prácticas de rectificadores en electrónica de potencia”. Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia. Universidad Carlos III de Madrid. “Introducción a PSIM”. Departamento de ingeniería. 2015. Alexander, Ch.K. and Sadiku, M.N.O. “Fundamentos de circuitos eléctricos.” Editorial McGraw-Hill International. Tercera edición. 2006. Catedra de ingeniería. “Análisis de rectifiacion semi-controlada”. 2020. Documento obtenido de la web: http://catedra.ing.unlp.edu.ar/electrotecnia/conpot/Documentos/separata_rectificacion_2020.pdf , recuperado el 13/08/2022. Barriere L. “Series de Fourier para señales pares e impares”.(2018)Documento obtenido de la web: https://web.mat.upc.edu/lali.barriere/as/serie-fourier.pdf. Recuperado el 13/08/2022. |
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López Santos, Oswaldoda4d97cf-765b-4ee3-897d-70e80ba0bc58-1Rengifo Segura, Jhon Sebastian9d8dc375-7514-4179-8ea6-89e69daa39a8-12025-03-25T19:28:07Z2025-03-25T19:28:07Z2022Este trabajo presenta el desarrollo de módulos de software diseñados para el apoyo en la docencia de la asignatura Electrónica de potencia, las cuales han sido desarrolladas usando LabVIEW. Las aplicaciones desarrolladas son módulos en los que se puede realizar simulaciones en tiempo real, variando los parámetros para apreciar de una mejor manera la teoría enseñada por el docente. El sistema está compuesto por tres módulos, el primero referente a la introducción a la electrónica de potencia, en donde se abarcarán temas tales como, cálculos fundamentales en el análisis de señales con o sin contenido armónico y cargas inductivas, capacitivas o resistivas. El segundo, dedicado al tema de los convertidores de potencia AC-DC conmutados a frecuencia de red. Para este módulo se trabaja con los rectificadores a base de tiristores semi-controlados y completamente controlados en sus versiones monofásicas y trifásicas, controladas a partir del ángulo de disparo. El tercer módulo es referente a los convertidores de potencia DC-DC, trabajando las topologías más comunes tales como el convertidor “Boost”, el “Buck” y el “Buck- boost”. Cada uno de los módulos es desarrollado con el fin de que el estudiante pueda validar sus diseños y verificar los resultados de sus análisis en ejercicios propuestos, de forma fácil e intuitiva.This work presents the development of software modules designed to support the teaching of Power Electronics, which will be developed using LabVIEW. The applications developed will be modules in which simulations can be performed in real time, varying the parameters to better appreciate the theory taught by the teacher. The system in general is composed of three modules, the first one referring to the introduction to power electronics, where topics such as fundamental calculations in the analysis of signals with or without harmonic content and inductive, capacitive or resistive loads will be covered. The second one, on the subject of AC-DC power converters switched to mains frequency. For this module we work with diode-based and thyristor-based semi-controlled and fully controlled rectifiers, in which single-phase and three-phase circuits are used, respectively, with the manipulation of the firing angle. The third module deals with DC-DC power converters, working with the most common topologies such as Boost, Buck and Buck-boost. Each of the modules will be developed with the purpose of allowing the student to validate the design and verification of the proposed exercises in an easy and intuitive way.PregradoIngeniero Electrónico1. Introducción.....17 2. Objetivo general.....18 2.1 Objetivos específicos.....19 3. Metodología.....19 4. Marco teórico y estado del arte.....20 5. Módulo de introducción para la fundamentación de la electrónica de potencia.....20 5.1 Señal sin componentes de armónicos.....21 6.1. Señal con componentes armónicos.....27 6.2. Señal de voltaje con componentes armónicos y carga inductiva.....35 6.3. Señal de corriente con componentes armónicos y carga capacitiva.....44 7. Módulo de convertidores de potencia (AC-DC).....52 7.1. Rectificador monofásico semi-controlado.....53 7.2. Rectificador monofásico completamente controlado.....62 7.3. Rectificador trifásico semi-controlado.....70 7.4. Rectificador trifásico completamente controlado.....84 8. Módulo de convertidores de potencia (DC-DC).....93 8.1. Convertidor reductor “BUCK”.....93 8.2. Convertidor elevador “Boost”.....104 8.3. Convertidor Reductor-Elevador “Buck-Boost”.....111 Conclusiones y recomendaciones.....118 5.2 Conclusiones.....118 5.3 Recomendaciones.....118 Referencias bibliográficas.....119120 páginasapplication/pdfRengifo Segura, J. S.(2022).Diseño e implementación de aplicaciones de software de apoyo para el curso de electrónica de potencia .[Trabajo de grado, Universidad de Ibagué]. https://hdl.handle.net/20.500.12313/4887https://hdl.handle.net/20.500.12313/4887spaUniversidad de IbaguéIngenieríaIbaguéIngeniería ElectrónicaGuerrero-Hernández, A., Araque-Gallardo, J.A. and Gallo-Nieves, M. “Implementación de módulos didácticos para sistemas electrónicos de potencia,” Revista Educación en ingeniería, vol. 11, no.21, pp. 9-13, 2016.Zumel, P., Fernández, C., Lázaro, A., Barrado, A., Olías, E. and Pleite, J. Herramienta interactiva para la enseñanza de la electrónica de potencia, Universidad Carlos lll de Madrid, 2014.López-Santos, O., “Metodología para la investigación en electrónica de potencia basada en una nueva herramienta didáctica,” Revista Educación en Ingeniería, vol. 6, no. 12, pp. 80-89, 2011.Arévalo, M., and Rivera, J. Construcción de módulos didácticos de conversores ac/dc para el aprendizaje práctico de los estudiantes de la carrera de ingeniería de la universidad tecnológica equinoccial. Universidad Tecnológica Equinoccial. 2010.López-Santos, O. “Cambiando el rol de las actividades experimentales en la enseñanza de electrónica de potencia,” Revista Educación en Ingeniería, vol. 8, no. 15, pp. 13-23, 2013.Bauer, P., Dudak, J., Maga, D. and Hajek, V. “Distance Practical Education for Power Electronics,” International Journal of Engineering. vol. 23, no. 6, pp. 1210-1218, 2017.Agelidis, V.G. “The future of power electronics/power engineering education: challenges and opportunities,” IEEE Power Electronics Education Workshop, 16 - 17 June, Recife, Brazil pp. 1-8, 2010.Lu, D.D.C., Chu, R.H., Sathiakumar, S. and Agelidis, V.G. “A buck converter with simple maximum power point tracking for power electronics education on solar energy systems,” 2007 Australasian Universities Power Engineering Conference, 2007, pp. 1-5.Rashid, M. Electrónica de potencia, circuitos y aplicaciones., 3 edicion. Mexico: Pretince Hall, 2004.Rashid, M. Electrónica de potencia, circuitos y aplicaciones., 3 edicion. Mexico: Pretince Hall, 2004.Rashid, M. Electrónica de potencia, circuitos y aplicaciones., 3 edicion. Mexico: Pretince Hall, 2004.Erickson R. and Maksimovic D. Fundamentals of Power Electronics. Kluwer Academic Publishers. New York, pp.132-375, 2004.Zumel P., Fernández C., Lázaro A., Barrado A., Olías E. and Pleite J. Herramienta interactiva para la enseñanza de la electrónica de potencia. 2006. Consultada el 10 de septiembre de 2010 en http:// www.upc.edu/euetib/xiicuieet/comunicaciones/ din/comunicacions/284.pdfDocumentos y manuales de usuario de Instrumentación virtual con Labview proporcionada por National Instruments.Goldberg, H. “What is virtual instrumentation?” IEEE Instrumentation & Measurement Magazine, vol. 3, no. 4, pp. 10–13, 2000.Boylestad, R. Electrónica: teoría de circuitos y dispositivos electrónicos. México D.F. Pearson Education. 2014.Del rio. J. LabVIEW Programación para Sistemas de Instrumentación. 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