Download Máquinas - Facultad de Ingeniería UASLP

FACULTAD DE INGENIERÍA
AREA MECÁNICA Y ELECTRICA
Nombre de la materia: MÁQUINAS ELÉCTRICAS A
Clave Facultad: 5604
Clave UASLP:
Clave CACEI: IA
Nivel del Plan de Estudios: IEA IME: VI
No. de créditos: 12
Horas/Clase/Semana: 5
Horas totales/Semestre: 80
Horas/Práctica (y/o Laboratorio): 2
Prácticas complementarias: Ninguna
Trabajo extra-clase horas/semana: 5
Carrera/Tipo de materia: IEA, IME: Obligatoria
No. de créditos aprobados:
Fecha última de Revisión Curricular: Julio 2010
Materia y clave de la materia requisito: CIRCUITOS
ELECTRICOS II (5561)
JUSTIFICACIÓN DEL CURSO
Debido a que la mayor parte de la fuerza motriz la constituyen los transformadores y motores de
inducción, es necesario el estudio de éstos. Por otro lado los transformadores en la generación y
distribución de energía eléctrica juegan un papel muy importante. En el caso de los motores de
inducción su aplicación es ilimitada, es por la necesidad de estudiarlos antes de analizar los sistemas de
potencia
OBJETIVO DEL CURSO
Proporcionar al participante, los conocimientos básicos necesarios para comprender desde un punto de
vista práctico, cómo y por qué funcionan las máquinas de inducción (transformadores y motores); sus
características más importantes; su conexión a la fuente de alimentación y la gama de aplicaciones en
atención a las características de la carga a mover y las suyas propias.
1.4.1. Ley de Faraday. Tensiones inducidas.
CONTENIDO TEMÁTICO
1.4.2. Ley de Laplace. Producción de fuerza
inducida sobre un conductor.
1.- PRINCIPIOS GENERALES DE LAS
1.4.3. Voltaje inducido sobre un conductor
MÁQUINAS
móvil en un campo magnético.
ELÉCTRICAS 5 hrs.
Objetivo: Que el alumno conozca los
1.5. La máquina lineal.
principios electromagnéticos fundamentales
2.- TRANSFORMADORES 25 hrs.
que rigen el comportamiento de las máquinas
Objetivo: Que el alumno conozca las
de corriente alterna.
características principales de los
1.1. Transformaciones de la energía.
transformadores: ideales y reales, su circuito
1.2. Las máquinas eléctricas y los
equivalente, su circuito en por unidad y sus
transformadores.
conexiones.
1.3. Campo magnético.
2.1. Tipos de transformadores y formas
1.4. Leyes básicas del magnetismo.
constructivas.
2.2. El transformador ideal.
2.3. Teoría de operación de los transformadores
monofásicos reales.
2.4. Conexiones de transformadores
monofásicos.
2.4.1. Paralelo-Paralelo.
2.4.2. Paralelo-Serie.
2.4.3. Serie-Paralelo.
2.4.4. Serie-Serie.
2.5. Circuito equivalente del transformador y
determinación de parámetros en el modelo.
2.6. Sistema por unidad.
2.7. Regulación de voltaje y rendimiento del
transformador.
2.8. Transformadores con derivaciones y
reguladores de voltaje.
2.9. El autotransformador.
2.10. Transformadores trifásicos.
2.11. Conexiones de transformadores trifásicos
2.11.1. Delta-Delta.
2.11.2. Estrella-Delta.
2.11.3. Delta-Estrella.
2.11.4. Estrella-Estrella.
2.11.5. Delta abierta.
2.11.6. T
2.11.7. Scott.
2.11.8. Zig-Zag.
2.11.9. Taylor.
2.11.10. Diametral.
2.11.11. Fortesque.
2.12. Especificaciones nominales de los
transformadores.
2.13. Transformadores de medición.
2.14. Transformadores de aislamiento.
3.- PRUEBA Y MANTENIMIENTO A
TRANSFORMADORES.
10 hrs.
Objetivo: El alumno estudiará la forma en que
se debe dar mantenimiento a transformadores
de potencia. Conocerá el tipo de pruebas que se
pueden aplicar a los transformadores para
conocer el estado en que se encuentra la
máquina.
3.1. Pruebas no destructivas.
3.1.1. Relación de tensión.
3.1.2. Resistencia dieléctrica de aislamiento.
3.1.3. Medición de resistencia óhmica.
3.1.4. Medición de impedancia.
3.1.5. Medición de resistencia del líquido
aislante (Aceite).
3.1.6. Secuencia de fases.
3.1.7. Desplazamiento angular.
3.1.8. Polaridad.
3.1.9. Medición de pérdidas en el hierro y en el
cobre.
3.2. Pruebas dieléctricas destructivas.
3.2.1. Prueba de potencial aplicado.
3.2.2. Prueba de potencial inducido.
3.2.3. Prueba de impulso.
3.3. Pruebas adicionales.
3.3.1. Prueba de ruido.
3.3.2. Prueba del factor de potencia.
4.- EL MOTOR DE INDUCCIÓN. 30 hrs.
Objetivo: Que el alumno desarrolle la habilidad
necesaria para analizar el comportamiento del
motor de inducción, sus características y
control.
4.1. Campo magnético giratorio.
4.2. Voltaje inducido y par inducido.
4.3. Características de construcción y principios
de operación.
4.4. Configuraciones del circuito equivalente.
Identificación de parámetros.
4.5. Análisis de funcionamiento por medio del
flujo de potencias.
4.6. Potencia y par mediante el empleo del
teorema de Thevenin.
4.7. Variaciones en la característica parvelocidad.
4.8. Tipos de diseño de NEMA.
4.9. Arranque y control de velocidad.
5.- MOTORES MONOFÁSICOS 10 hrs.
Objetivo: Que el alumno conozca la teoría y
aplicación de dos de los principales tipos de
motores monofásicos.
5.1. El motor universal.
5.2. Fundamentos de los motores de inducción
monofásicos.
5.3. Arranque de motores.
5.3.1. Devanados de fase partida.
5.3.2. Con capacitor.
5.3.3. Polos sombreados.
METODOLOGÍA
Exposición de temas, análisis de conceptos teóricos, resolución de problemas, y prácticas de
laboratorio. Se inducirá al alumno el uso de programas de cómputo especializado a través de trabajos y
proyectos relacionados con la simulación numérica (Matlab-Simulink, MathCAD y/o Pspice).
EVALUACIÓN
La calificación de la materia es el promedio de 4 exámenes parciales y un examen final ordinario. Cada
examen es evaluado de acuerdo con la consideración del profesor que imparte el curso.
Para poder aprobar la materia es necesario acreditar el laboratorio correspondiente.
BIBLIOGRAFÍA
Stephen J. Chapman, Máquinas Eléctricas, 4ª.
Ed.,2005, McGraw-Hill.
Wildi, Theodore, Maquinas eléctricas y sistemas de
potencia 6ª edición, Prentice hall
• A.E. Fitzgerald, C. Kingsley, S.D. Umans, Máquinas
Eléctricas, 6a. Ed., 2004, McGraw-Hill.
• Paresh C. Sen, Principles of Electric Machines and
Power Electronics, 2nd edition, John Wiley & Sons.
• Vincent del Toro, Electric Machines & Power
Systems, Prentice Hall, 1995.
• Harol W. Gingrich, Máquinas Eléctricas.
Transformadores y Controles, Prentice Hall.
• Irving L. Kosow, Máquinas Eléctricas y
Transformadores, Prentice Hall.
Direcciones Electrónicas de interés
Comisión Federal de Electricidad
http://www.cfe.gob.mx
• EDF France
http://www.edf.fr
• Turbinas de vapor
http://www.steam-power.com
• General Electric
http://www.ge.com/powergeneration
http://www.ge.com/gemis/catalog/toc.html
ACSL/Graphic Modeller Component Models for
Electric Power Education
http://ewh.ieee.org/soc/es/Nov1998/08/BEGIN.HTM#I
NDEX