Fecha de aprobación: 26.agosto.2010

Departamento de Energía

PROGRAMA ANALÍTICO

Nivel Licenciatura

Clave 113110

0.0 Horas teoría 4.5 Horas práctica

Unidad de enseñanza-aprendizaje

Máquinas Eléctricas

Seriación 111175 /111176

Créditos 9

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OBLIGATORIA

Tronco General

Tronco Básico Profesional

Área de Concentración

OPTATIVA

General

de Área de Concentración

Otros

X X

TRIMESTRE

f

OBJETIVOS:

Resolver problemas de máquinas eléctricas operando en estado estable: transformador y máquina de inducción, utilizando los principios de conversión de la energía electromagnética

CONTENIDO SINTÉTICO: Circuitos magnéticos y materiales magnéticos: Encadenamiento de flujo, inductancia y energía. Propiedades de los materiales magnéticos. Transformadores: El transformador ideal, Reactancias del transformador y Circuitos equivalentes. Aspectos constructivos. Principios de conversión de energía electromecánica: fuerzas y pares en campos magnéticos utilizando el método de la energía y la coenergía. Conceptos básicos de máquinas rotatorias: fuerza magnetomotriz de devanados distribuidos. Campos magnéticos en máquinas rotatorias. Ondas rotatorias de fuerza magnetomotriz. Voltaje generado. Par electromecánico. Saturación magnética y flujos de dispersión. Máquina de inducción: Corrientes y flujos. El circuito equivalente de la máquina de inducción. Par y potencia mediante el teorema de Thévenin. Pruebas de vacío y rotor bloqueado.

TEMA 1. Circuitos magnéticos y materiales magnéticos

OBJETIVOS ESPECÍFICOS: • Entender que es un circuito magnético, para qué

sirve, cuales son las relaciones que rigen su funcionamiento, sus características, la importancia de su aplicación en las máquinas eléctricas en lo general y en los dispositivos industriales en lo particular.

CONTENIDO: 1. Definiciones (magnitudes magnéticas). 2. Introducción a los circuitos magnéticos. 3. Dispersión de Flujo, inductancia y energía. 4. Propiedades de los materiales magnéticos. 5. El circuito magnético en corriente alterna. 6. Nociones sobre imanes permanentes y sus

aplicaciones. 7. Aplicaciones.

REFERENCIAS:

1, 2, 3

HORAS DE CLASE:

6. 0

OBSERVACIONES:

TEMA 2. Transformadores

OBJETIVOS ESPECÍFICOS:

• Conocer que es un transformador, sus elementos constitutivos, para que sirve, como funciona.

• Estudiar lo que son respectivamente un transformador ideal y uno real y las relaciones que rigen su funcionamiento bajo distintas pruebas.

• Conocer los tipos de conexiones de un transformador trifásico y su importancia en la prueba de vacío.

CONTENIDO: 1 Introducción a los transformadores. 2. Transformador ideal. 3. Transformador real. Reactancias y circuitos

equivalentes. 4. Análisis de transformadores bajo diferentes pruebas 5. Transformadores trifásicos. Tipos de conexiones.

Prueba en vacío. 6. Aplicaciones.

REFERENCIAS:

1, 3

HORAS DE CLASE:

7. 5

OBSERVACIONES:

TEMA 3. Principios de conversión de energía electromecánica

OBJETIVOS ESPECÍFICOS:

• Estudiar los principios de conversión de energía electromecánica en dispositivos de tipo magnético.

CONTENIDO: 1. Fuerzas y pares en los sistemas de campos

magnéticos. 2. Balance energético. 3. Energía en sistemas de campo magnético con

excitación única. 4. Determinación de fuerzas magnéticas y pares a

partir de la energía. 5. Determinación de fuerzas magnéticas y pares a

partir de la coenergía. 6. Aplicaciones.

REFERENCIAS:

1,2 , 3

HORAS DE CLASE:

7. 5

OBSERVACIONES:

TEMA 4. Conceptos básicos de máquinas rotatorias

OBJETIVOS ESPECÍFICOS:

• Conocer y analizar los principios básicos en el funcionamiento de las máquinas eléctricas rotatorias

CONTENIDO: 1. Conceptos básicos. 2. Tipos de máquinas eléctricas rotatorias. 3. Fuerza magnetomotriz de devanado distribuido en los

dos tipos de máquinas eléctricas rotatorias. 4. Campos magnéticos rotatorios en máquinas con

entrehierros uniformes y en entrehierros no uniformes.

REFERENCIAS:

1,2,3,4

HORAS DE CLASE:

7. 5

OBSERVACIONES:

OBJETIVOS ESPECÍFICOS:

• Estudiar la naturaleza de la fmm producida por un devanado polifásico con el fin de entender el funcionamiento de las máquinas de corriente alterna polifásicas.

CONTENIDO:

1. Onda de fmm de un devanado de fase única. 2. Onda de fmm en un devanado polifásico. 3. Análisis gráficos de la finm polifásica. 4. Voltaje generado en cada tipo de máquina. 5. Pares electromecánicos en máquinas con

entrehierros uniformes. 6. Saturación magnética. 7. Flujos de dispersión. 8. Aplicaciones.

TEMA 5. Ondas rotatorias de fuerza magnetomotriz

REFERENCIAS:

1,2,3,4

HORAS DE CLASE:

7. 5

OBSERVACIONES:

TEMA 6. Máquina de inducción

OBJETIVOS ESPECÍFICOS:

• Estudiar el funcionamiento de las máquinas de inducción polifásicas, en estado estable.

CONTENIDO: 1. Introducción a las máquinas de inducción polifásicas. 2. Corrientes y flujos en máquinas de inducción

polifásicas. 3. Circuito equivalente de un motor de inducción

polifásico y análisis. 4. Par y potencia mediante el uso del teorema de

Thévenin. 5. Pruebas de vacío y de rotor bloqueado. 6. Aplicaciones.

REFERENCIAS:

1,2,3,4

HORAS DE CLASE:

9. 0

OBSERVACIONES:

MODALIDADES DE CONDUCCIÓN DEL PROCESO DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE

Clase teórico-práctica con apoyo de medios audiovisuales y computacionales. Alternativamente modalidad SAI.

INFORMACIÓN ADICIONAL

MODALIDADES DE EVALUACIÓN 1. Por lo menos dos evaluaciones periódicas (75%), consistentes en preguntas conceptuadas,

resolución escrita de problemas, simulación por computadora y tareas extra clase. 2. Evaluación terminal (25%) consistente en preguntas conceptuales y problemas escritos. La

evaluación terminal podrá exentarse (a juicio del profesor) en consideración a un alto promedio de las evaluaciones periódicas.

3. Evaluación de recuperación: si hay, consistente en preguntas conceptuales y problemas escritos (100%).No requiere inscripción previa.

■••••■.)

INFORMACIÓN ADICIONAL

Dr. Rafael Escarela Pérez

---- Aprobado /

Jefe d- íiepartame

Visto bueno

Director de División Dr. Emilio Sordo Zabay

BIBLIOGRAFÍA NECESARIA O RECOMENDABLE

1. A. E. Fitzgerald, C. Kingsley y S. D. Umans, "Máquinas Eléctricas ", Mc Graw Hill, 5' .Edición. 1992.

2. C. B. Gray, "Máquinas Eléctricas y Sistemas Accionadotes ", Alfaomega. 1993. 3. S. J. Chapman, "Máquinas Eléctricas ", Mc Graw Hill, 3' Edición, 2000. 4. P. C. Krause and Wasynczuk, "Electromechanical Motion Devices ", Mc Graw Hill, 1989.

BIBLIOGRAFÍA ADICIONAL

5. B. S. Guru y H. R Hiziroglu, "Máquinas Eléctricas y Transformadores", Oxford, 3'. Edición, 2003. 6. A.E. Fitzgerald, C. Kingsley y S.D. Umans, "Electric Machinery", Mc Graw Hill, 6a. Edición, 2003. 7. J. S. Feito, "Máquinas Eléctricas", Prentice Hall, 2002. 8. J. J. Cathey, "Máquinas Eléctricas Análisis y Diseño aplicando Matlab", Mc Graw Hill, 2002.

Este programa analítico fue elaborado por una comisión académica del Departamento de Energía, integrada por los profesores A. Zekkour Z., C. Rivera S., E. Campero L., I. López G., J. Jasso L., O. Hernández A., R. Escarela P.