Guía docente de la asignatura MÁQUINAS ELÉCTRICAS

Transcripción

1 Guía docente de la asignatura MÁQUINAS ELÉCTRICAS Titulación: Grado en Ingeniería Eléctrica Curso 2012/2013

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3 Guía Docente 1. Datos de la asignatura Nombre Materia Módulo Máquinas Eléctricas Máquinas Eléctricas Materias Específicas Código Titulación/es Plan de estudios 2009 Centro Tipo Grado en Ingeniería Eléctrica Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales Obligatoria Periodo lectivo Anual Curso 2º Idioma Español ECTS 10,5 Horas / ECTS 30 Carga total de trabajo (horas) 315 Horario clases teoría 1C: Miércoles, 16:00 a 18:00 Viernes, 18:00 a 19:00 2C: Martes, 18:00 a 20.0 Jueves, 16:00 a 18:00 Horario clases prácticas 1C: Lunes, 9:00 a 11:00 2C: Jueves, 9:00 a 11:00 Aula Lugar PS-3 Laboratorio 2. Datos del profesorado Profesor responsable Francisco Ruz Vila Departamento Ingeniería Eléctrica Área de conocimiento Ingeniería Eléctrica Ubicación del despacho 1ª Planta del Antiguo Hospital de la Marina (1091) Teléfono Fax Correo electrónico Paco.ruz@upct.es URL / WEB Horario de atención / Tutorías Estarán expuestas en el aula virtual Ubicación durante las tutorías Despacho del profesor

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5 3. Descripción de la asignatura 3.1. Presentación El principal objetivo en la aplicación de esta guía docente es que el alumno sea capaz de interpretar, plantear y resolver problemas reales de MÁQUINAS ELÉCTRICAS, para lo cual debe: Reflexionar sobre la importancia del papel que desempeñan la energía y las máquinas eléctricas en nuestra civilización. Reforzar los conocimientos técnicos básicos relacionados con el estudio de las máquinas eléctricas, comprendiendo los fenómenos físicos en que se basan y asimilando las leyes eléctricas, magnéticas y mecánicas que los describen y cuantifican. Conocer cuáles son los diferentes tipos de máquinas eléctricas y familiarizarse con las características fundamentales de construcción, diseño, cálculo y modos de funcionamiento de cada una de ellos. Adquirir las habilidades necesarias para construir y ensayar máquinas eléctricas. Conocer cuáles son los criterios de selección de las máquinas eléctricas así como sus distintas aplicaciones en el Sistema Eléctrico y en la Industria. Adquirir las habilidades necesarias para poner en correcto funcionamiento las máquinas eléctricas y realizar las mediciones y conexiones oportunas. Adquirir los recursos necesarios para el seguimiento de otras asignaturas de intensificación propias de la titulación. Adquirir las habilidades necesarias para canalizar el estudio y la búsqueda de información en la aplicación y desarrollo de proyectos, pudiendo por sí mismos ampliar sus conocimientos en esta materia. Adquirir las aptitudes necesarias para adaptarse a las nuevas tendencias tecnológicas Ubicación en el plan de estudios La asignatura es anual, y se cursa en los cuatrimestres tercero y cuarto Descripción de la asignatura. Adecuación al perfil profesional Por sus contenidos, Máquinas Eléctricas guarda una estrecha relación con la titulación de Grado en Ingeniería Eléctrica. A través de ella, los alumnos tienen la primera toma de contacto con las máquinas eléctricas, por lo tanto, esta asignatura desarrolla los conocimientos básicos necesarios para la formación de un ingeniero eléctrico, tanto para el estudio de asignaturas posteriores como para su posterior ejercicio profesional. El estudio de las diversas máquinas, análisis y el montaje práctico en el laboratorio, hace que la asignatura sea un pilar indispensable para conseguir futuros graduados con una base teórica y práctica completa. Los conocimientos adquiridos son de utilidad en el estudio de materias como control de máquinas eléctricas y automatización industrial entre otras Relación con otras asignaturas. Prerrequisitos y recomendaciones Se recomienda haber cursado con anterioridad de forma satisfactoria las asignaturas de primer curso: Matemáticas I, Física I y II y Análisis de Circuitos.

6 3.5. Medidas especiales previstas Aquellos alumnos con necesidades especiales podrán acordar con el profesorado de la asignatura, las medidas necesarias para facilitar su seguimiento de la materia.

7 4. Competencias 4.1. Competencias específicas de la asignatura (según el plan de estudios) Capacidad para el cálculo y diseño de máquinas eléctricas 4.2. Competencias genéricas / transversales (según el plan de estudios) Competencias Instrumentales: T1.1 Capacidad de análisis y síntesis. T1.2 Capacidad de organización y planificación. T1.3 Comunicación oral y escrita en lengua propia. T1.5 Habilidades básicas computacionales. T1.6 Capacidad de gestión de la información. T1.7 Resolución de problemas. T1.8 Toma de decisiones. Competencias Personales: T2.1 Capacidad crítica y autocrítica T2.2 Trabajo en equipo T2.3 Habilidades en las relaciones interpersonales. Competencias Sistémicas: T3.1 Capacidad para aplicar los conocimientos a la práctica. T3.2 Capacidad para aprender. T3.3 Adaptación a nuevas situaciones. T3.7 Habilidad para realizar trabajo autónomo. T3.8 Iniciativa y espíritu emprendedor T3.9 Preocupación por la calidad 4.3. Objetivos generales / competencias específicas del título (según el plan de estudios) Conocimientos disciplinares: E1.2 Conocimientos en materias tecnológicas para la realización de mediciones, cálculos, valoraciones, tasaciones, peritaciones, estudios, informes, planes de labores y otros trabajos análogos. Competencias profesionales: E2.1 Capacidad para la redacción, firma y desarrollo de proyectos en el ámbito de la ingeniería industrial que tengan por objeto, de acuerdo con los conocimientos específicos adquiridos, la construcción, reforma, reparación, conservación, demolición, fabricación, instalación, montaje o explotación de: estructuras, equipos mecánicos, instalaciones energéticas, instalaciones eléctricas y electrónicas, instalaciones y plantas industriales y procesos de fabricación y automatización en función de la ley de atribuciones profesionales. E2.2 Capacidad para el manejo de especificaciones, reglamentos y normas de obligado cumplimiento Resultados esperados del aprendizaje El correcto aprendizaje de la asignatura, así como la superación de los objetivos teóricos y prácticos propuestos para ellos facultará a los futuros titulados, la correcta utilización de las

8 máquinas eléctricas dentro de un proceso productivo en la industria. Podemos concretarlo en los siguientes aspectos: 1. Conocimientos de tecnología eléctrica, componentes y materiales 2. Conocimientos de informática 3. Conocimientos de construcción y cálculo de máquinas eléctricas 4. Conocimientos del funcionamiento de máquinas eléctricas 5. Conocimientos de la aplicación de las máquinas eléctricas 6. Conocimientos del control y la regulación de máquinas eléctricas

9 5. Contenidos 5.1. Contenidos (según el plan de estudios) Análisis, diseño, ensayo, selección y aplicaciones de los Transformadores y Máquinas Eléctricas Rotativas. Máquinas eléctricas especiales. Regímenes transitorios en Máquinas Eléctricas Programa de teoría 1. Introducción a los fenómenos electromagnéticos en Máquinas Eléctricas. Generalidades. Conceptos eléctricos. Fundamentos electromagnéticos. Materiales. 2. Transformadores. Generalidades de construcción de transformadores. Fundamento de los transformadores. Transformador monofásico. Características del transformador monofásico en servicio: rendimiento y regulación. Transformadores trifásicos. Grupos de conexión. Desequilibrios en transformadores trifásicos. Autotransformadores. Transformadores de tres devanados. Transformadores de medida y protección. 3. Introducción a las máquinas eléctricas de corriente alterna. Vectores espaciales. Campos magnéticos giratorios. 4. Máquinas Eléctricas de corriente alterna síncronas. Generalidades de construcción. El sistema inductor y su excitación. El devanado inducido. Principio de funcionamiento. La máquina síncrona como motor y generador. Modos de funcionamiento. 5. Máquinas Eléctricas de corriente alterna asíncronas. Generalidades de construcción. Principio de funcionamiento. Modelo dinámico. La máquina asíncrona como motor y cómo generador. Arranque y frenado de los motores de inducción Control de velocidad en los motores de inducción. Motores monofásicos de inducción. 6. Máquinas Eléctricas de corriente continua. Generalidades de construcción. Principio de funcionamiento. Sistemas de excitación. Tipos de devanados. La máquina de corriente continua como motor y como generador. Arranque, frenado y control de velocidad en los motores de corriente continua Programa de prácticas 1. Introducción a las Máquinas Eléctricas. Medidas e Instrumentación. 2. Transformadores trifásicos I. Determinación de parámetros 3. Transformadores trifásicos II. Rendimiento. Índice horario. 4. Máquinas asíncronas I. Determinación de parámetros.

10 5. Máquinas asíncronas II. Arranque y frenado. 6. Máquinas de corriente continua I. Modos de excitación. 7. Máquinas de corriente continua II. Regulación de la velocidad Programa resumido en inglés (opcional) 1. Introduction to the electrical machines. Basic principles of electromechanical conversion. 2. Transformers. 3. Introduction to AC electrical machines. 4. Synchronous machines. 5. Induction machines. 6. DC electrical machines Objetivos de aprendizaje detallados por Unidades Didácticas (opcional)

11 6. Metodología docente 6.1. Actividades formativas Actividad Descripción de la actividad Trabajo del estudiante ECTS Clase de Teoría Clase de Problemas Clase de prácticas Actividades de trabajo cooperativo Tutorías Asistencia a seminarios Preparación y presentación de trabajos e informes en grupo Realización de actividades de evaluación sumativa Clase expositiva. Se tratarán los temas de mayor complejidad y relevancia. Propuesta de trabajos. Se resolverán problemas a los que se dará un enfoque eminentemente práctico. Propuesta de problemas a resolver por los alumnos. En el laboratorio, se trata de hacer tangibles los conocimientos expuestos en las clases de teoría. Se plantearán problemas o cuestiones teóricas de especial dificultad para que los alumnos en grupos por ellos definidos, puedan dar un salto cualitativo en su visión de la materia. En su mayor parte se realizarán individualmente, aunque se incluirán 4 sesiones de tutorías en grupo. Sobre un tema de especial relevancia tecnológica se organizará un seminario para ampliar conocimientos. Sobre los trabajos propuestos, los grupos que intervengan deberán realizar un informe con la solución o el contenido propuesto y lo deberán exponer a sus compañeros. Se realizarán varias pruebas distribuidas a lo largo del curso y su resultado se combinará con el examen oficial. Presencial: Toma de apuntes. Dudas en clase 2 No presencial: Estudio 2 Presencial: Resolución de ejercicios. Planteamiento de dudas 0.7 No presencial: Estudio y resolución de propuestas. 0.7 Presencial: Manejo instrumental y comprobación de aplicabilidad de la 0.8 asignatura. No presencial: Elaboración de informes. 0.8 Presencial: No presencial: Puesta en común de soluciones planteadas a las propuestas realizadas por el profesor 0.8 Presencial: Dudas en horario de tutorías 1 No presencial: Presencial: 0.3 No presencial: Presencial: Presentación de trabajos propuestos. No presencial: Realización de trabajos propuestos Presencial: 0.5 No presencial 10.5

12 7. Evaluación 7.1. Técnicas de evaluación Instrumentos Realización / criterios Ponderación Prueba escrita individual (teoría) Prueba escrita individual (problemas) Informes de laboratorio Informes y presentaciones de trabajos propuestos Las distintas pruebas realizadas constarán de entre 10 y 12 cuestiones teórico/practicas Las distintas pruebas realizadas constarán de entre 1 y 3 problemas Se evaluará tanto la resolución como la calidad formal y del lenguaje utilizado en el informe Se evaluará tanto la calidad de la materia contenida como el aspecto formal y del lenguaje utilizado en el informe 50% del exámen (40% del total 1 ) 50% del exámen (40% del total 1 ) 10% del total 10% del total Competencias genéricas (4.2)evaluadas T1.1,T1.2,T1.3 T1.6, T1.8, T2.1 T3.1, T3.2, T3.7 T1.6, T1.7,T1.8, T2.1, T3.1, T3.2, T3.7 T1.5, T1.6, T1.8 T2.2,T2.3, T3.3, T3.8,T3,9 T1.5, T1.6, T1.8, T2.2, T2.3, T3.3, T3.8,T3.9 Resultados (4.4) evaluados 3,4,5,6 3,4,5,6 1,2,5,6 1,2,5,6 1. Para aprobar el examen, la nota media en las dos partes debe ser superior a 5 puntos, necesitándose un mínimo de 3.5 puntos en cada parte para poder promediar el resultado Mecanismos de control y seguimiento El seguimiento del aprendizaje se realizará mediante las siguientes actividades: Cuestiones propuestas en clase. Tutorías en grupo. Supervisión del trabajo presencial en las clases de problemas y en el laboratorio. Pruebas objetivas distribuidas durante el curso.

13 7.3. Resultados esperados / actividades formativas / evaluación de los resultados (opcional) Resultados esperados del aprendizaje (4.4) Clases de teoría Clases ejercicios Trabajos e informes Prueba teoría Prueba ejercicios Ejercicios propuestos Trabajo en grupo

14 8. Distribución de la carga de trabajo del alumno Convencionales ACTIVIDADES PRESENCIALES No convencionales ACTIVIDADES NO PRESENCIALES Semana Temas o actividades (visita, examen parcial, etc.) Clases teoría Clases problemas Laboratorio Aula informática TOTAL CONVENCIONALES Trabajo cooperativo Tutorías Seminarios Visitas Evaluación formativa Evaluación Exposición de trabajos TOTAL NO CONVENCIONALES Estudio Trabajos / informes individuales Trabajos / informes en grupo TOTAL NO PRESENCIALES TOTAL HORAS ENTREGABLES Periodo de exámenes Otros TOTAL HORAS

15 9. Recursos y bibliografía 9.1. Bibliografía básica 1. Máquinas Eléctricas. Jesús Fraile Mora. Ed Mc Graw Hill, ISBN: Máquinas Eléctricas. Javier Sanz Feito. Ed. Pearson- Prentice Hall, ISBN: Electric machines and drives. Ned Mohan. Ed. John Wiley & Sons, ISBN Bibliografía complementaria 1. Transformadores de potencia, de medida y de protección. Enrique Ras Oliva, Ed. Marcombo, ISBN: Fundamentos de Máquinas Eléctricas Rotativas Luis Serrano Iribarnegaray, Ed. Marcombo, ISBN Control of electrical drives. Werner Leonhard, Ed. Springer, ISBN Recursos en red y otros recursos En el aula virtual se podrán consultar documento adicionales elaborados por el profesor para temas específicos, y colecciones de cuestiones.