Líneas de investigación Sistemas industriales / EMC

EMC y eficiencia energética en sistemas eléctricos de potencia

La presente línea de investigación se centra en el diseño, desarrollo y prototipado rápido de sistemas eléctricos de potencia de alta eficiencia energética y electromagnéticamente compatibles con el entorno de trabajo.

Esta línea se articula sobre dos grandes pilares complementarios entre sí:

  • Compatibilidad electromagnética (EMC) de sistemas eléctricos / electrónicos.
  • Sistemas eléctricos de potencia basados en sistemas de almacenamiento y regeneración eléctrica.

Aunque los problemas de eficiencia y EMC en sistemas eléctricos de potencia complejos, pueden ser abordados de forma separada, en esta línea de investigación se abordan de forma conjunta al estar ambos fenómenos muy estrechamente relacionados. En los sistemas eléctricos de potencia existen innumerables combinaciones de topologías, componentes, sistemas de almacenamiento y gestión energética, que si se aborda la selección de cada una de ellos desde un punto de vista global, se pueden minimizar costes y optimizar diseños, escogiendo los componentes y topologías que mejor se adaptan a un entorno específico de trabajo. Una de las principales limitaciones en estos sistemas, en cuanto diseño y optimización, son los problemas de polución electromagnética. La realización de caracterizaciones electromagnéticas de estos, así como de los equipos y sistemas asociados, permite determinar los niveles de inmunidad y susceptibilidad de la de forma que se puede determinar el nivel de robustez del sistema ante fenómenos electromagnéticos y lograr diseños más compactos y seguros que reporten un gran valor añadido a los productos desarrollados.

Esta línea estratégica está alineada con las tendencias europeas actuales en sistemas y equipos eléctricos/electrónicos (mayor eficiencia – menor polución electromagnética). Las principales líneas de trabajo son:

  • Diseño y desarrollo de sistemas de potencia de alta eficiencia
    • Convertidores de potencia y sistemas de almacenamiento energéticos
  • Caracterización electromagnética de sistemas e instalaciones complejas
  • Desarrollo de modelos de simulación

La línea cubre diversos aspectos desde la fase de diseño a la de prototipado de sistemas:

  • Simulación de circuitos eléctricos y campos electromagnéticos
  • Caracterización y diseño de componentes
  • Definición de estrategias de integración de componentes (EMC)
  • Desarrollo de prototipos reales

Las principales áreas de trabajo son en la actualidad:

  • Grandes instalaciones y equipos científicos
    • Aceleradores de partículas
    • Experimentos de física
  • Transporte (vertical y horizontal)
    • Entorno ferroviario
    • Tecnologías eléctricas para automoción
    • Sistemas regenerativos para ascensores
  • Industria
    • Maquinaria
    • Aerogeneradores
Soluciones
Equipamientos singulares
  • Sistema de prototipado rápido de sistemas eléctricos dSpace
  • Sistema de Medida de Super-condensadores
  • Laboratorio electrónico de potencia (componentes, etc)
  • Laboratorio de EMC (Cámaras de EMC y Equipamiento asociado)
  • Software: Cadence, Comsol, Matlab,PSIM
Patentes
 

Energy saving system for direct current elevators.

Juan Manuel de Francisco, David Palomares, Fernando Arteche, Jorge Luesma, Alfredo Gomez

EPO-12192516.8 , Fecha de presentación: 14/11/2012  

Proyectos I+i financiación pública

REWARD: Real time Wide Area Radiation surveillance system

FP7 - Research SMEs, SEC-2011.1.5, Grant agreement No. 1284845 (2012-2014)

 

WINDTURBARS: On-line Intelligent Diagnostics and Predictive Maintenance Sensor System Integrated within the Wind Turbine Bus-Bar structure to aid Dynamic Maintenance Scheduling.

FP7 - Research SMEs, SME-2012-1, Grant agreement No. 304760

 

OSIRIS: Optimal Strategy to Innovate and Reduce energy consumption In urban rail Systems - OSIRIS

FP7 - SCP1-GA-2011-, Grant agreement No. 284868

 

Electromagnetic Compatibility studies for the DEPFET pixel detector at Belle II experiment

Collaboration Research Project Max Planck Institute  (Germany )- Instituto Tecnologico de Aragon, 2011-2014

 

DET4HEP: I+D en detectores para futuros Colisionadores” (Ref. FPA – 2010 – 22163 – C02-01)

I+D de Investigación Fundamental No-orientada, FPA – 2010 – 22163 – C02-01 (2011-2013)

 

E-VECTOORC : Electric-vehicle control of individual wheel torque for on and off road conditions

FP7 - SCP1-GA-2011-, Grant agreement No. 284708 (2011-2014)

 

BEEM-UP Building Energy Effiency for Massive market Uptake” (EU 2010– 260039)

FP7 - SCP1-GA-2011-, Grant agreement No. 260039 (2011-2014)

 

Green-Car ECO design” (SOE2/P1/E326)

InterReg Sudoe – SOE2/P1/E326 (2011-2013)

 

I+D en detectores y estudios fenomenológicos para el Colisionador Lineal Internacional” (Ref. FPA - 2007- 66387)

I+D de Investigación Fundamental No-orientada, FPA – 2007 – 66387 (2007-2009)

Publicaciones de artículos Científico-Tecnológicos

A quasi-dynamic model for energy consumption analysis in lifts

Iván Echeverría, Fernando Arteche, Mateo Iglesias, Alfredo Gómez José Alberto Roig, Pedro González

Proceedings of ELEVCON 2014  pp 1-12, ISBN 978-965-90338-8-1.

 

EMC mapping of a power train for fully electric 4-wheel drive vehicle

Mateo Iglesias, Iván Echeverría, Fernando Arteche, Javier Piedrafita, Álvaro Pradas, John De Clercq

IEEE Proceedings of EMC  2014

 

Power Network impedance effects on noise emission of DC-DC converters

F.Arteche , C.Esteban , FJ. Arcega, M Johnson  and  W.Cooper

Journal of Instrumentation, DOI:10.1088/1748-0221/7/01/C01045

 

Procesado digital de señal aplicada a la compatibilidad electromagnética en sistemas ferroviarios de señalización y comunicación

M.Iglesias, F.Arteche , C.Esteban , A.Ortega

Proceedings of 7th Congreso Internacional de Innovación Ferroviaria , 2012 pp 155-168, DL: Z 1065-2012

 

Propuesta ITA de método de cálculo de consumo energético del ascensor.

A.Lorente, A.Gómez, F. Arteche y  D. Diez

Revista Ascensores y Montacargas Nº 65 pp 40-42 , 2011, DLB 28.014/95

 

Global noise studies for CMS Tracker upgrade

F.Arteche , C.Esteban , FJ. Arcega, M Johnson  and  W.Cooper

Journal of Instrumentation , DOI:10.1088/1748-0221/5/12/C12029

 

DC-DC switching converter based power distribution vs Serial power distribution: EMC strategies for SLHC tracker up-grade 

F. Arteche, C. Esteban, M. Iglesias, C. Rivetta (SLAC), F.J. Arcega (UNIZAR), I. Vila (IFCA)

Proceedings  TWEPP 2009, pp 384-389, ISBN: 978-92-9083-335-2

 

Interference coupling mechanisms in Silicon Strip Detector – FEE, CMS tracker “wings”: A learned lesson for SLHC

F.Arteche, C.Esteban, C. Rivetta

Proceedings TWEPP 2009 ,  pp 394-399, ISBN: 978-92-9083-335-2.

 

Detector noise susceptibility issues for the future generation of High Energy Physics Experiments

F. Arteche, C. Esteban, M. Iglesias, C. Rivetta, F.J. Arcega

Proceedings TWEPP 2008 , pp 533-538, ISBN: 97-892-9083324-6.

Congresos y Ponencias

Supercapacitors based power supply distribution system for ILC

F. Arteche, J. Piedrafita, Á. Pradas, M. Iglesias, I. Echeverría

9th  VIII Jornadas sobre la Participación Española en los Futuros Aceleradores Lineales (ILC), Sevilla, Enero  2014

 

Powering a low mass detector

F. Arteche

ILD workshop , Cracovia , Polonia,  Septiembre  2013

 

Super-capacitor characterization system for FTD-ILD sub-detector power distribution system

F. Arteche, J. Piedrafita, Á. Pradas ,M. Iglesias, I. Echeverría, I.Vila (IFCA), C. Mariñas (UNIBONN)

ECFA - Linear Collider Workshop 2013, Hamburg , Alemania,  Mayo 2013

 

PXD – DEPFET : PS noise emission tests

F. Arteche, J. Piedrafita, Á. Pradas ,M. Iglesias, I. Echeverría

13rd International Workshop on DEPFET Detectors and Applications, Rinberg, Alemania,  Junio 2013

 

Base line design for the ILC-FTD sub-detector power distribution system

F. Arteche, I. Echeverria,  A. Pradas,  M. Ullan (IMB-CNM),  I. Vila (IFCA),  A. Ruiz (IFCA).

International Workshop on Future Linear Colliders 2012 (LCWS12), Arlington, USA, Octubre 2012

 

Conducted and radiated noise distribution on Pt rod power network for CMS Tracker upgrade

F. Arteche,  C. Esteban,  I. Echeverria,  M. Iglesias,  M. Johnson (FERMILAB),  W. Cooper (FERMILAB).

17th  International Workshop on Electronics for LHC Experiments ,  TWEPP 2012, Oxford, UK,  Septiembre 2010

 

DEPFET grounding proposal

F. Arteche; I. Echeverria; M. Iglesias; C. Esteban.

10th  International Workshop on DEPFET Detectors and Applications , Kloster Seeon, Germany, Junio 2012

 

Procesado digital de señal aplicada a la compatibilidad electromagnética en sistemas ferroviarios de señalización y comunicación

M. Iglesias, F. Arteche , C. Esteban , A. Ortega

7th Congreso Innovación Ferroviaria, Zaragoza, Mayo 2012

 

FTD Powering of the Mstrip-FTD detector

F. Arteche,  C. Esteban,  I. Echeverria,  M. Iglesias,  D. Moya(IFCA),  I. Vila (IFCA),  A. L. Virto (IFCA),  A. Ruiz (IFCA)

7th  VII Jornadas sobre la Participación Española en los Futuros Aceleradores Lineales (ILC), ITA Zaragoza – Dic. 2011

 

Power Network impedance effects on noise emission of DC-DC converters

F. Arteche, C. Esteban, I. Echeverria, M. Iglesias, M. Johnson (FERMILAB),  W. Cooper (FERMILAB)

16th International Workshop on Electronics for LHC Experiments - TWEPP 2011 , Viena , Austria, Septiembre 2011

 

Belle II: Grounding and Electronics Integration Issues

F. Arteche

9th  Open Meeting of the Belle II Collaboration – July 2011Nagoya University, Nagoya , Japan

 

Compatibilidad entre sistema de detección de trenes y material rodante

I. Echevarria, M. Iglesias, M.C. Esteban, F. Arteche

1º  Congreso Internacional de Tecnología Ferroviaria, Zaragoza 2010

 

System noise studies for CMS Tracker upgrade

F. Arteche, C. Esteban, I. Echeverria,  C. Rivetta (SLAC) ,  I. Vila (IFCA).

15th International Workshop  TWEPP 2010 , Aachen , Alemania ,Septiembre 2010

 

EMC for wind turbines

F. Arteche, C. Esteban, M. Iglesias, F.J. Arcega

International conference on renewable energies and power quality  (ICREPQ'09), Valencia 2009

 

Interference coupling mechanisms in Silicon Strip Detector – FEE, CMS tracker “wings”: A learned lesson for SLHC

F. Arteche,  C. Esteban, C. Rivetta (SLAC)

14th  International Workshop on Electronics for LHC Experiments - TWEPP 2009 – September 2009 , Paris, France

 

Detector noise susceptibility issues for the future generation of High Energy Physics Experiments

F. Arteche, C. Esteban, M. Iglesias, C. Rivetta (SLAC), F.J. Arcega (UNIZAR)

13th  International Workshop on Electronics for LHC Experiments - TWEPP 2008 – September 2008, Naxos , Greece