TITULACIN: INGENIERIA TCNICA INDUSTRIAL

DOBLE TITULACIN MECNICA - ELECTRICIDAD

GUA DOCENTE de MQUINAS ELCTRICAS II

EXPERIENCIA PILOTO DE IMPLANTACIN DEL SISTEMA DE CRDITOS

EUROPEOS EN LA UNIVERSIDAD DE JAN.

UNIVERSIDADES ANDALUZAS

DATOS BSICOS DE LA ASIGNATURA NOMBRE: MQUINAS ELCTRICAS II

CDIGO: 7706_5772 CDIGO: 5772

TIPO (troncal/obligatoria/optativa) : TRONCAL

Crditos LRU / ECTS

totales: 6/4,8

Crditos LRU/ECTS

tericos: 4,5/3,6

Crditos LRU/ECTS

prcticos: 1,5/1,2

CURSO: 2011-2012 CUATRIMESTRE: 2 CICLO: 1

DATOS BSICOS DEL PROFESORADO NOMBRE: M de los ngeles Medina Quesada

CENTRO/DEPARTAMENTO: EPS / INGENIERA ELCTRICA

REA: INGENIERA ELCTRICA

N DESPACHO: A3- 237 E-MAIL :aquesada@ujaen.es TF: 953-212463

URL BLOG: http://blogs.ujaen.es/aquesada

DATOS ESPECFICOS DE LA ASIGNATURA 1. DESCRIPTOR

Motores. Generadores, Clculo y construccin de mquinas elctricas.

2. SITUACIN

La materia objeto de sta gua, es de carcter troncal, y constituye una de la asignaturas

especficas para la titulacin de Ingeniera Elctrica, Especialidad de Electricidad.

2.1. PRERREQUISITOS:

El alumno debe de haber adquirido unos conocimientos previos en la asignatura de

Fundamentos Fsicos en la Ingeniera, sobre todo la materia correspondiente a

Electromagnetismo; en la asignatura de Circuitos en teora de circuitos elctricos y

magnticos y en la asignatura de Materiales elctricos y magnticos. Adems debe de

tener el soporte matemtico de anlisis matemtico adquirido en fundamentos

matemticos de la Ingeniera.

2.2. CONTEXTO DENTRO DE LA TITULACIN:

Por sus contenidos, de acuerdo con los descriptores del BOE, nuestra disciplina se

encuentra en el bloque de materias que aportan los contenidos tecnolgicos de

especialidad. Esta asignatura fijar los cimientos para poder comprender y adquirir

posteriores conocimientos en asignaturas especficas.

2.3. RECOMENDACIONES:

Se recomienda que esta asignatura se imparta en el segundo curso, por los

conocimientos previos requeridos y porque ser fundamental para utilizar en otras

asignaturas de la titulacin.

3. COMPETENCIAS

3.1. COMPETENCIAS TRANSVERSALES/GENRICAS:

- CAPACIDAD DE ANLISIS Y SNTESIS.

- ADAPTACIN A NUEVAS SITUACIONES.

- MOTIVACIN POR LA CALIDAD Y MEJORA CONTINUA.

- CONOCIMIENTOS DE INFORMTICA

- RESOLUCIN DE PROBLEMAS.

- CAPACIDAD DE APLICAR LOS CONOCIMIENTOS EN LA PRCTICA

3.2. COMPETENCIAS ESPECFICAS:

Cognitivas (Saber): - Conocimientos de tecnologa, componentes y materiales.

- Conocimientos de lengua extranjera

- Conocimientos bsicos de la profesin.

Procedimentales/Instrumentales (Saber hacer): - Conocimientos de informtica.

- Capacidad de gestin de la informacin

- Mtodos de diseo

Actitudinales (Ser): - Mostrar actitud crtica y responsable.

- Toma de decisiones

- Sensibilidad por temas medioambientales.

- Valorar el aprendizaje autnomo.

4. OBJETIVOS

Conocer los principios generales de las mquinas elctricas.

Conocer el funcionamiento y estructura interna de: las mquinas de corriente alterna en general y, en particular de los motores de induccin y de los

alternadores.

Conocer las distintas aplicaciones de las mquinas elctricas.

Proporcionar a los alumnos criterios para la seleccin de mquinas elctricas.

Presentar una introduccin al clculo y la construccin de mquinas elctricas.

5. METODOLOGA

NMERO DE HORAS DE TRABAJO DEL ALUMNO:128 horas

2 CUATRIMESTRE: N de Horas:

Clases Tericas*: 32

Clases Prcticas*: 11

Exposiciones y Seminarios*: 6

Tutoras Especializadas (presenciales o virtuales): A) Colectivas*: 5 B) Individuales:

Realizacin de Actividades Acadmicas Dirigidas: A) Con presencia del profesor*: 6 B) Sin presencia del profesor:

Otro Trabajo Personal Autnomo: A) Horas de estudio: 57 B) Preparacin de Trabajo Personal: 8 C) ...

Realizacin de Exmenes: A) Examen escrito: 3 B) Exmenes orales (control del Trabajo Personal): 0

6. TCNICAS DOCENTES (seale con una X las tcnicas que va a utilizar en el desarrollo de su

asignatura. Puede sealar ms de una. Tambin puede sustituirlas por otras): Sesiones acadmicas tericas

X

Exposicin y debate:

X

Tutoras especializadas:

X

Sesiones acadmicas prcticas

X

Visitas y excursiones:

Controles de lecturas obligatorias:

X

Otros (especificar):

DESARROLLO Y JUSTIFICACIN:

Sesiones acadmicas tericas: Mtodo expositivo con video-proyector, pizarra y entornos multimedia.

Sesiones acadmicas prcticas: Breve exposicin de los guiones de las prcticas a efectuar y aplicacin de la teora a la prctica.

Tutoras especializadas: Tutoras colectivas: Resolucin de dudas generales, por propuesta directa de los

alumnos o deducidas de las prcticas.

Tcnicas virtuales: Tutoriales online.

Trabajos de desarrollo, sobre temas relacionados con la materia y su posterior presentacin y defensa.

7. BLOQUES TEMTICOS (dividir el temario en grandes bloques temticos; no hay

nmero mnimo ni mximo)

UNIDAD DIDCTICA I. MQUINAS DE CORRIENTE ALTERNA ASNCRONAS

UNIDAD DIDCTICA II .MQUINA SNCRONA

8. BIBLIOGRAFA BSICA

1. Mquinas elctricas / Jess Fraile Mora. McGraw-Hill, Madrid 2008.

2. Gua de autoaprendizaje de mquinas elctricas.Mazn, Javier-Miambres, Jos-Zorrozua, Miguel Angel-Buigues, Garikoitz . 2008 ISBN: 978-84-83224-90-8,

Madrid.

3. . Fraile Mora, Jess .Ttulo Problemas de mquinas elctricas / Jess Fraile Mora, Jess Fraile Ardanuy .Publicacin Madrid [etc] : McGraw-Hill , D. L.

2005.

4. Gmez Als, Milagros, Bachiller Soler, Alfonso ,Ortega Gmez, Guillermo. Problemas resueltos de Mquinas Elctricas. 2 Edicin: ISBN 9788497325233.

5. Teora general de mquinas elctricas. Edita:Universidad Nacional de Educacin a Distancia , Madrid,1991

6. Monroy Berjillos, Daro. Problemas resueltos y comentados de mquinas elctricas

9. BIBLIOGRAFA COMPLEMENTARIA

1. Arthur Eugene Fitzgerald, Charles Kingsley, Stephen D. Umans Electric machinery. McGraw-Hill Series in Electrical Engineering. Power and

Energy.Edicin 6, ilustrada, 2002.ISBN 0073660094, 9780073660097 .

2. Cathey, Jimmie J.Electric machines : analysis and design applying Matlab.

McGraw-Hill, 2001.

3. Hamid A. Toliyat,G. B. Kliman Handbook of electric motors 2 ed, 2004.

4. Hughes, Austin .Electric Motors and Drives: Fundamentals, Types and

Applications (3rd Edition). Ed: newness, 2006.

5. Kothari, D. P.. Nagrath I. J, MATHEMATICAL MODELS OF ELECTRICAL

MACHINES.Ed.:Editorial McGraw-Hill, 2004. ISBN0-07-058377-3.

6. Nasar,S.A. y Boldea,I.. Electric Machines.Ed. Hemisphere Publishing Corporation,

1990

7. Stephen J. Chapman. Electric Machinery Fundamentals, 4 ed. 2004.

. 8. Simulations of Machines Using MATLAB and SIMULINK. Editorial Bookware

Companion Series.

9. Chapman, Stephen J. 2005. Electrical Machinery Fundamentals. 4th Ed. New York: McGraw Hill. Electrical Machines-I,Elctrical Machines-II by Thereja .

10. Syed A. Nasar Schaum's Outline of Electric Machines & Electromechanics .1997

11. M. Fogiel .Research and education Association ( REA (Author)). Electrical Machines Problem Solver

Distribuya el nmero de horas que ha respondido en el punto 5 en 15 semanas para una asignatura semestral y 30 para una anual

10. ORGANIZACIN DOCENTE SEMANAL (Slo hay que indicar el nmero de horas que a ese tipo de sesin va a dedicar el estudiante cada semana) El nmero de columnas y actividades a realizar se puede modificar en funcin de la organizacin docente de la asignatura

SEMANA

N de horas de sesiones

Tericas

N de horas sesiones prcticas

N de horas

Exposiciones

y seminarios

N de horas

Tutoras

especializadas

N de horas

A.A. Dirigidas

N de horas

de estudio y

trabajo individual

(no presenciales)

(57+8)

Temas del temario a tratar

Segundo Cuatrimestre (curso 2011-2012)

1: 3 1 T1

2 2 2 1 T1

3 1 T2

4 2 2 1 T3

5 2 1 T3

6 3 2 2 1 T4

PERIODO DE VACACIONES (SEMANA SANTA: 31 de marzo - 9 de abril de 2012)

7: 2 1 T5 8: 2 2 1 T6 9: 3 T7 10: 3 2 1 T8 11: 1 2 T8 12: 2 1 T9 13: 2 2 1 T10 14: 3 1 T11 15: 1 0 1 T12 16-20: PERIODO DE EXMENES (9 de junio 11 de julio de 2012)

TOTALES

11. TEMARIO DESARROLLADO (con indicacin de las competencias que se van a

trabajar en cada tema) UNIDAD DIDCTICA I.

MQUINAS DE CORRIENTE ALTERNA ASNCRONAS TEMA 1. SISTEMA ELECTROMAGNTICO. FUNCIONAMIENTO DE LA MQUINA ASNCRONA. 1.- Introduccin. 2.- Onda de campo de un devanado de c.a. monofsico concentrado de paso diametral. 3.- Onda de campo de un devanado distribuido de paso acortado. 4.- Onda de campo de un devanado trifsico. Campo magntico giratorio.

4.1.- Teorema de Ferraris. 4.2.- Teorema de Leblanc.

TEMA 2. FUNDAMENTOS DE LA MQUINA ASNCRONA. 1.- Aspectos constructivos. 2.- Rotor de jaula de ardilla y Rotor bobinado. 3.- Principio de funcionamiento de las mquinas asncronas.

3.1.- Transformador. 3.2.- Motor. 3.3.- Generador. 3.4.- Freno.

4.- Motor en reposo. 5.- Motor en movimiento. Deslizamiento. TEMA 3. ANLISIS DEL FUNCIONAMIENTO DEL MOTOR DE INDUCCIN. 1.- El motor de induccin como transformador. 2.- Diagrama vectorial en vaco. 3.- Sustitucin del secundario fijo por otro mvil. 4.- Reduccin del secundario al primario. 5.- Circuito equivalente y diagrama vectorial en carga. TEMA 4. ENSAYOS, POTENCIAS. 1.- Ensayos del motor de induccin.

1.1.- Ensayo de vaco. 1.2.- Ensayo de cortocircuito.

2.- Anlisis de potencias. 3.- Diagrama de crculo. Deduccin. 4.- Par motor. 5.- Curvas caractersticas. Par-deslizamiento. TEMA 5. ARRANQUE DE LA MQUINA ASNCRONA. 1.- Introduccin. 2.- Par de arranque. 3.- Arranque de los motores trifsicos de induccin.

3.1.- Arranque directo. 3.2.- Arranque mediante resistencia estatrica. 3.3.- Arranque mediante autotransformador.

3.4.- Arranque conexin estrella-tringulo. 3.5.- Rotor de doble jaula.

4.- Arranque de los motores de rotor bobinado. TEMA 6. MOTOR DE INDUCCIN MONOFSICO. 1.- Constitucin y principios de funcionamiento. 2.- Circuito equivalente del motor monofsico. 3.- Anlisis de potencias. 4.- Arranque del motor monofsico.

4.1.- Motores de fase partida. 4.2.- Arranque con condensador. 4.3.- Arranque con espira de sombra.

TEMA 7. REGULACIN DEL MOTOR DE INDUCCIN. 1.- Regulacin de velocidad.

1.1.- Por variacin de la frecuencia de la red. 1.2.- Por variacin de la tensin de la red. 1.3.- Por modificacin del nmero de polos. 1.4.- Por variacin de la resistencia del rotor. 1.5.- Por aplicacin de una Fem. de regulacin.

2.- Inversin del sentido de giro. 3.- Frenado del motor. UNIDAD DIDCTICA II

MQUINA SNCRONA TEMA 8. GENERACIN DE FEM. CONSTITUCIN. FUNCIONAMIENTO. 1.- Fem. inducida en un devanado concentrado de paso diametral. 2.- Fem. inducida en un devanado distribuido. Factores que le afectan. 3.- Amnicos de la Fem. inducida. 4.- Constitucin y clasificacin. 5.- Sistemas inductor. 6.- Refrigeracin. 7.- Principio de funcionamiento como motor y como generador. 8.- Funcionamiento en vaco. Fem. inducida. Caracterstica de vaco. 9.- Funcionamiento en carga.

9.1.- Flujo inductor, flujo til y flujo de dispersin. 9.2.- Reactancia y Fem. de dispersin. 9.3.- Cada de tensin en resistencia de inducido.

10.- Reaccin de inducido. 10.1.- Carga resistiva. Reaccin transversal. 10.2.- Carga inductiva. Reaccin longitudinal desmagnetizante. 10.3.- Carga capacitiva. Reaccin longitudinal magnetizante. 10.4.- Carga cualquiera. Reaccin transversal y longitudinal.

11.- Anlisis de la reaccin de inducido. 11.1.- Mtodo de la reaccin nica. Rotor cilndrico. 11.2.- Mtodo de las dos reacciones. Polos salientes.

TEMA 9. DIAGRAMA VECTORIAL. 1.- Diagrama vectorial de la mquina sncrona de rotor cilndrico, no saturada. Reactancia principal sncrona. 2.- Circuito elctrico equivalente. 3.- Diagrama vectorial de la mquina sncrona de rotor cilndrico saturada. 4.- Diagrama vectorial de la mquina de polos salientes. Reactancias sncronas, directa y transvesal. 5.- Caractersticas de vaco. 6.- Caractersticas de cortocircuito. 7.- Tringulo de Potier. 8.- Caracterstica reactiva. 9.- Reactancia sncrona saturada y no saturada. TEMA 10. REGULACIN DE TENSIN DE UN ALTERNADOR. 1.- Regulacin de tensin. 2.- Regulacin de tensin. Mtodo de Behn-Eschengurg y A.I.E.E.. 3.- Determinacin de la corriente de excitacin en carga. Mtodo de Potier. 4.- Determinacin de la corriente de excitacin en carga. Mtodo ASA. 5.- Mtodo de Blondel para la mquina de polos salientes. TEMA 11. POTENCIAS EN LA MQUINA SNCRONA. 1.- Potencias activa y reactiva.

1.1.- Rotor cilndrico. 1.2.- Polos salientes.

2.- Caracterstica potencia-ngulo de par. TEMA 12. MQUINA SNCRONA SOBRE UNA RED DE POTENCIA INFINITA. FUNCIONAMIENTO EN PARALELO. 1.- Estabilidad esttica del funcionamiento en paralelo. Par sincronizante. 2.- Maniobra de acoplamiento. Sincronizacin. 3.- Mquina sncrona sobre una red de potencia infinita. 4.- Diagrama de potencias. Lmites de funcionamiento

12. MECANISMOS DE CONTROL Y SEGUIMIENTO (al margen de los

contemplados a nivel general para toda la experiencia piloto, se recogern aqu los

mecanismos concretos que los docentes propongan para el seguimiento de cada

asignatura):

Asistencia y participacin

-Participacin activa en la clase. -Participacin en los debates -Participacin en el trabajo grupal

Observacin y notas del profesor

10%

Conceptos de la materia

-Dominio de los conocimientos tericos y operativos de la materia.

Examen terico (prueba objetiva)

60%

Realizacin de trabajos o casos

-Entrega de los casos-problemas bien resueltos. -En cada trabajo se analizar: - Estructura del trabajo

2 Trabajos (1 individual; 1 en grupo)

10%

- Calidad de la documentacin - Originalidad -Ortografa y presentacin

Prcticas de laboratorio y visitas a instalaciones

-Pertinencia de la actuacin al contenido de la materia -Calidad de la actividad presentada.

Valoracin del producto o actividad

20%

Se efectuar un examen terico-prctico, consistente en la interpretacin de una serie de

preguntas tericas, problemas y cuestiones acerca de las prcticas efectuadas durante el

curso.

La asistencia a tutoras programadas, seminarios y prcticas de la asignatura ser

de gran importancia y de carcter obligatorio.

Para aprobar la asignatura es necesario sacar como mnimo 2,5 puntos en el examen de

teora y 2,5 puntos en la parte de prcticas de laboratorio, trabajos tutorizados y

asistencia a seminarios, etc.. En caso de no superar el mnimo requerido en el examen

terico, las notas obtenidas en prcticas de laboratorio y en los trabajos tutorizados se

guardarn tan solo hasta la convocatoria de septiembre del curso acadmico vigente.

ANEXO I

CRDITO ECTS

COMPONENTE LRU (n cred. LRUx10) RESTO (hasta completar el

total de horas de trabajo

del estudiante)

60% 40%

Realizacin de Actividades

Acadmicas

Dirigidas sin

presencia del

profesor

Otro Trabajo Personal Autnomo

(entendido, en

general, como horas

de estudio, Trabajo

Personal...)

Tutoras individuales

Realizacin de exmenes

Clases Tericas

Clases Prcticas,

incluyendo

prcticas de campo

prcticas de laboratorio

prcticas asistenciales

Todas ellas en la

proporcin

establecida en el

Plan de Estudios

Seminarios

Exposiciones de trabajos por los

estudiantes

Excursiones y visitas

Tutoras colectivas

Elaboracin de trabajos

prcticos con

presencia del

profesor