TITULACIÓN: INGENIERIA TÉCNICA INDUSTRIAL...
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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 :[email protected] 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.
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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
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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.
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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
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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
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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
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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
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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.
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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.
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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%
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- 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.
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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