Pontificia Universidad Católica Argentina

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1 MÁQUINAS Y MOTORES ELECTRICOS Plan de Estudios 2006 OBJETIVOS DE LA MATERIA Programa de la Materia 2012 El objetivo principal es proveer al estudiante los conocimientos básicos de las máquinas y motores eléctricas que se utilizan más frecuentemente en instalaciones industriales. Los alumnos deberán alcanzar los conocimientos básicos para : Aplicar criterios técnico-económicos para seleccionar la máquina eléctrica más adecuada de acuerdo a la aplicación industrial. Planificar la fase de puesta en marcha e instalación de máquinas eléctricas. BOLILLA I INTRODUCCIÓN A LAS MÁQUINAS ELÉCTRICAS Tipos de máquinas. Partes de máquinas rotativas. Flujo de potencia: potencia eléctrica y potencia mecánica. Rendimiento. Principios básicos de generadores. Tipos de generadores. Carga en generadores. Utilización en centrales eléctricas. Principios básicos de motores. Tipos de motores. Carga mecánica. Cupla y velocidad. Curvas características de entrada y salida para motores y generadores. Pérdidas en máquinas eléctricas: Pérdidas eléctricas. Pérdidas magnéticas BOLILLA II TRANSFORMADORES Principios constructivos. Aplicación. El transformador ideal. Principio de funcionamiento. Transformación de magnitudes eléctricas.. Cálculo de circuitos con transformador ideal. Teoría de operación de transformadores monofásicos reales. Corriente de magnetización. Circuito equivalente aproximado. Diagramas fasoriales. Regulación de tensión. Rendimiento. BOLILLA III MOTORES DE CORRIENTE CONTINUA Fundamentos de máquinas de corriente continua Principio de funcionamiento. Características constructivas. Ecuaciones de tensión inducida y par inducido en máquinas de CC reales. Reacción de Armadura. Aspectos constructivos. Flujo de potencia y pérdidas. Tipos de conexión: derivación, serie, compuesto adicional y diferencial. Circuito equivalente y ecuaciones Funcionamiento en carga. Variación de velocidad. Métodos de arranque y frenado. Aplicaciones. 1

2 BOLILLA IV MÁQUINA SINCRÓNICA Principio de funcionamiento de máquinas rotativas de corriente alterna. Campo magnético giratorio. Velocidad sincrónica. Ecuaciones de tensión y par inducidos. Flujo de potencia y pérdidas. Circuito equivalente. Diagrama fasorial. Generador sincrónico. Principio de funcionamiento. Motor sincrónico. Principio de funcionamiento. Curvas par-velocidad. Caracteristicas de carga. Arranque. Compensador sincrónico. BOLILLA V MOTORES ASINCRÓNICOS TRIFÁSICOS. Principio de funcionamiento. Motores con jaula de ardilla y rotor bobinado. Aspectos constructivos. Circuito equivalente. Flujo de potencia. Potencia y par. Curvas características. Arranque de motores con rotor jaula de ardilla, arranque estrella-triángulo, doble jaula y con rotor bobinado. Variación de velocidad. Métodos con variación de tensión y de frecuencia. Funcionamiento en los cuatro cuadrantes. Utilización como generador. Frenado. Aplicaciones. BOLILLA VI MOTORES MONOFÁSICOS El motor universal. Motores de inducción monofásicos. Arranque de motores monofásicos de inducción. Control de velocidad. Motores paso a paso. Motores brushless. Motores de reluctancia. Motores de histéresis. MÉTODOS DE EVALUACIÓN Condiciones para aprobar la materia: Para aprobar la materia se debe: 1) aprobar ambos parciales 2) aprobar las evaluaciones individuales y los informes grupales de los trabajos prácticos de laboratorio 3) Haber sido responsable de al menos uno de los trabajos prácticos de laboratorio 4) cumplir con los requisitos de asistencia establecidos por la materia y/o la facultad 5) Aprobar el final Al finalizar el año, los alumnos firmarán los trabajos prácticos de la materia luego de haber cumplimentado los requisitos 1), 2), 3) y 4) dentro de las fechas límites establecidas para cada instancia de evaluación por la materia y/o la facultad. Los alumnos que no hayan cumplimentado todos los requisitos deberán recursar la materia, no 2

3 reconociéndose la aprobación de ninguna de las instancias de evaluación para los años subsiguientes. La nota final de la materia se compone de un promedio ponderado de las notas de los parciales, los trabajos prácticos de laboratorio y el final. La ponderación utilizada se indica al finalizar cada año pues puede variar según los temas incluidos en cada instancia de evaluación. Esta nota tiene en cuenta todas las oportunidades en que se haya rendido cada evaluación, incluyendo los aplazos. Parciales: Los parciales comprenden tanto temas teóricos como prácticos. Para aprobarlos se deben conocer todos los temas incluidos Cada uno se puede rendir en dos oportunidades exclusivamente en las fechas indicadas en el calendario. Cada parcial puede contener una o más unidades de evaluación. Para aprobar el parcial se deben aprobar todas las unidades. En el caso que alguna de las unidades sea calificada con insuficiente, se considerará como insuficiente el parcial aunque se recuperarán sólo las unidades desaprobadas. En la primera instancia que un alumno se presente a rendir un parcial (ya sea en la fecha original o en la fecha del recuperatorio) deberá rendir la totalidad de las unidades incluidas. En el caso que el alumno no conteste alguna de las unidades la nota del parcial será insuficiente. Los alumnos que a la fecha indicada en el calendario como "Recuperatorio especial" adeuden una única unidad podrán rendirla en esta fecha. Los alumnos que para esa fecha adeuden dos o más unidades (independientemente de si las hayan o no rendido en alguna oportunidad) deberán recursar la materia. Para cada parcial y recuperatorio se indica en el calendario la fecha en que se entregarán las notas y se realizará la revisión y vista de exámenes. Está es la única fecha en que se podrán revisar o ver las evaluaciones Las notas se publican en la base de datos del grupo yahoo ucae2. Finales: Los finales incluyen: o preguntas conceptuales y de teoría sobre las unidades evaluadas en los parciales o temas nuevos que no se han incluido en los parciales o preguntas sobre las prácticas de laboratorio 3

4 Para aprobarlos se deben conocer todos los temas incluidos (independientemente de que hayan sido o no desarrollados en clase ) que son indicados en el Grupo Yahoo UCA e2. La bibliografía correspondiente debe ser en su totalidad conocida por el alumno independientemente de su desarrollo en clases. También deberán ser conocidos todos los temas desarrollados en clases (independientemente de que exista o no bibliografía asociada y los contenidos de los trabajos prácticos de laboratorio. Los finales pueden ser orales o escritos, situación que se decidirá en cada oportunidad de acuerdo a la cantidad de alumnos. Los alumnos que hayan obtenido notas de 7 ó más en ambos parciales y no hayan recuperado ninguna unidad, no deberán rendir en el final preguntas conceptuales y de teoría sobre las unidades evaluadas en los parciales Trabajos prácticos de laboratorio: La asistencia a los trabajos prácticos de laboratorio es obligatoria. Cada alumno debe asistir en la fecha indicada en el calendario de acuerdo a su número de grupo. Por cada práctico de laboratorio se deberá realizar un informe grupal. Este informe deberá ser entregado como máximo en la fecha límite indicada en el calendario. Los informes deben ser entregados completos de acuerdo a lo indicado en la guía de trabajos prácticos correspondiente. Una vez entregados no serán devueltos para su corrección y serán calificados directamente. En el caso que el informe de laboratorio resulte calificado con insuficiente será devuelto para rehacer, y el "insuficiente" se promediará en la nota final del trabajo. Aquellos alumnos que no haya podido asistir por causas de fuerza mayor en las fechas que les correspondan deben realizar el trabajo practico en las fechas de recuperación y realizar los informes en forma individual. Cada integrante de un grupo deberá ser responsable al menos de un trabajo practico. Los grupos deben estar formados por un máximo de 6 (seis ) alumnos. Para formar el grupo deberán ingresar en la base de datos de Grupos en ucae2 de grupos Yahoo y completar los datos solicitados. El grupo quedará aceptado una vez que los docentes les indiquen el numero de grupo que se les ha asignado. Los informes que sean presentados luego de la fecha límite de acuerdo a lo indicado en el calendario no serán corregidos 4

5 Asistencia a clases: Las clases teóricas y las clases prácticas son de asistencia obligatoria debiendo cumplirse los requisitos de asistencia que la Universidad establezca. No se aceptarán excepciones por superposición horaria con otras materias.. Los alumnos que no hayan ingresado a la clase luego de quince minutos del inicio de la misma serán considerados ausentes. El docente a cargo de la clase decidirá que modalidad utilizara para verificar la asistencia. Se recuerda a los alumnos que si bien las clases están formalmente divididas en clases teóricas y practicas, hay temas que se dan exclusivamente en alguna de ellas. BIBLIOGRAFIA TEXTO AUTOR Máquinas Eléctricas Conversión Industrial de la Energía Eléctrica Selección y Aplicación de Motores Eléctricos Controles y automatismos Eléctricos Fundamentos de Control de Motores Eléctricos en la Industria Máquinas Eléctricas S. Chapman M. Sobrevilla O. Lobosco, S. Diaz L. Leiva G. Enriquez Harper Sanjurjo Navarro 5