UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRES FACULTAD DE INGENIERIA FORMATO DE PRESENTACION DEL PLAN DE TRABAJO DOCENTES CONTRATADOS FORMATO FI/04

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1 UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRES FACULTAD DE INGENIERIA FORMATO DE PRESENTACION DEL PLAN DE TRABAJO DOCENTES CONTRATADOS FORMATO FI/04 MAQUINAS DE CORRIENTE ALTERNA II ELT-270

2 FORMATO REFERENCIAL PARA PRESENTACION DEL PLAN DE TRABAJO 1. NOMBRE DE LA ASIGNATURA MAQUINAS DE CORRIENTE ALTERNA II 2. SIGLA: ELT HORAS TEORICAS Y PRACTICAS HORAS TEÓRICAS SEMANALES: 32 h/mes HORAS PRÁCTICAS SEMANALES: 16 h/mes HORAS LABORATORIO SEMANALES: 32 h mes HORAS GABINETE Y LECTURAS: 16 h/mes 4. OBJETIVO DE LA MATERIA A. OBJETIVOS GENERALES Aprendizaje deductivo y analítico por parte de los estudiantes sobre las formas constructivas, principio de funcionamiento y desempeño operativo dentro de la industria eléctrica de los transformadores eléctrica y motores trifásicos de inducción B. OBJETIVOS ESPECIFICOS Desarrollo deductivo por parte de los estudiantes de los modelos circuitales de transformadores y motores y su aplicación para cálculos y verificaciones de desempeño operativo dentro de la industria eléctrica, eficiencia y regulación Fundamentos de los ensayos de laboratorio aplicables a cada tipo de máquina. 5. COMPETENCIAS A continuación se describe las competencias y aplicabilidad de la asignatura, en el marco del Plan de Estudios al que corresponde la materia y su relevancia en la malla curricular. Esta materia está destinada a transmitir los conocimientos y técnicas a emplearse en el análisis de maquinas eléctricas, en ella se examinan principalmente las leyes básicas, teoremas y técnicas aplicadas a transformadores y motores de inducción. Normalmente los capítulos se empiezan con enunciados de las definiciones pertinentes, luego los principios y teoremas complementados con ejemplos descriptivos breves y prácticos a objeto de que el estudiante afiance sus conocimientos adquiridos correctamente y con seguridad. En el contenido constituyen la base fundamental de todo el desarrollo teórico de la ingeniería eléctrica se enfatiza en estos capítulos especialmente en los problemas de aplicación de modo de asegurar que a partir de esta materia se tenga una base de conocimientos sólidos para encarar las materias de la ingeniería eléctrica.

3 6. MÉTODOS Y MEDIOS DIDACTICOS 6.1. Métodos: La materia será desarrollada en la parte teórica a través de clases magistrales con presentación de problemas aplicados a la ingeniería y la solución de estos problemas en clases. Presentación de problemas propuestos por cada subtítulo de avance y por cada capítulo. Prácticas semanales a domicilio, para que el alumno tenga destreza en la solución de problemas de circuitos Medios: La metodología del proceso Enseñanza Aprendizaje y los recursos a utilizarse para las clases teóricas se muestran a continuación. CONCEPTOS CLASE RECURSOS MEDIOS METODOLOGÍA Propiciar la investigación Magistral Pizarra Audio Utilizar estrategias bibliográfica sobre los Expositiva visual basadas en la conceptos teóricos de las solución de leyes básicas de la problemas para electricidad y establecer reforzar conceptos discusiones sobre esos del análisis de temas en la clase. circuitos. 7. CONTENIDO ANALÍTICO PRIMERA PARTE -TRANSFORMADORES Principio de funcionamiento y formas constructivas. Ecuaciones dc funcionamiento, modelo circuital y diagrama vectorial Ensayos de vacío y cortocircuito. Regulación, rendimiento y selección económica. Conexiones trifásicas. Funcionamiento en paralelo. Funcionamiento con cargas desbalanceadas, componentes simétricas, impedancias de secuencio homopolar. Selección económica de transformadores. Autotransformadores y transformadores de tres arrollamientos. SEGUNDA PARTE - MOTORES TRIFÁSICOS DE INDUCCION. Principio de funcionamiento y formas constructivas. Ecuaciones de funcionamiento y modelo circuital. Par mecánico. Funcionamiento en carga. Relaciones matemáticas útiles del desempeño. Control de velocidad por variación de tensión y frecuencia. Métodos de arranque. Conceptos de calentamiento de máquinas eléctricas. Detalle del alcance de la materia, por capítulos

4 PRIMERA PARTE - TRANSFORMADORES. CAPITULO UNO - PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO Y FORMAS CONSTRUCTIVAS Objetivo. Principio de funcionamiento. Formas constructivas. Elementos activos y pasivos. Conductores, aislantes, núcleo, arrollamientos, accesorios. El aceite dieléctrico. CAPITULO DOS - ECUACIONES DE FUNCIONAMIENTO. MODELO CIRCUITAL Y DIAGRAMA VECTORIAL.- Ecuaciones de funcionamiento en valores instantáneos y fasoriales. Circuito equivalente referido al primario. Circuito equivalente aproximado. Diagramas vectoriales exacto. Aproximado y muy aproximado. CAPITULO TRES - ENSAYOS DE VACÍO Y CORTOCIRCUITO Ensayo de vacío. Circuito de ensayo, valores medidos, onda de corriente de vacío, valores calculados, pérdidas en el hierro. Ensayo de cortocircuito. Circuito de ensayo, valores medidos, pérdidas en el cobre, tensión de cortocircuito por unidad. Valores por unidad. CAPITULO CUATRO - FUNCIONAMIENTO EN CARGA Objetivo. Regulación de tensión. Rendimiento. Selección económica de transformadores. CAPÍTULO CINCO - CONEXIONES TRIFÁSICAS. Conexión estrella. Conexión triángulo. Análisis de armónicos. Conexión triángulo abierto. Conexión Zig-zag. CAPITULO SEIS - FUNCIONAMIENTO DE TRANSFORMADORES EN PARALELO Polaridad. Nomenclatura de terminales. Condiciones para el funcionamiento en paralelo. Reparto de carga. Índice horario. CAPÍTULO SIETE - TRANSFORMADORES ESPECIALES Autotransformadores. Circuito equivalente. Utilización. Circuito equivalente de transformadores de tres arrollamientos. SEGUNDA PARTE: MOTORES TRIFÁSICOS DE INDUCCIÓN CAPÍTULO UNO - FORMAS CONSTRUCTIVAS Y PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO Aplicación de los motores trifásicos de inducción. Principio de funcionamiento. Deslizamiento. Formas constructiva: motores jaula de ardilla y motores de rotor bobinado. CAPÍTULO DOS - ECUACIONES DE FUNCIONAMIENTO Y MODELO CIRCUITAL. Ecuación fasorial de fuerzas electromotrices con rotor bloqueado. Ecuación fasorial de tensión para funcionamiento normal. Relación de transformación. Circuito equivalente referido al estator. Circuitos equivalentes aproximado y muy aproximado. Conceptos de los ensayos de vacío y rotor bloqueado. CAPÍTULO TRES - PAR MECÁNICO. Definición del par mecánico, Conversión electromagnética. Fórmula del par mecánico en función a parámetros eléctricos. Par de arranque. Par máximo. Curva característica del par en función de la velocidad o el deslizamiento.

5 CAPÍTULO CUATRO - FUNCIONAMIENTO EN CARGA DE UN MOTOR Punto de operación. Proceso de arranque. Estabilidad. Influencia de la tensión y la frecuencia en el par mecánico. Influencia de la variación de la resistencia del rotor en el par mecánico, Tipos de pares resistentes en función de la velocidad. Relaciones útiles de desempeño. Par por unidad. CAPÍTULO CINCO - REGULACIÓN DE VELOCIDAD POR CAMBIO DE TENSIÓN Y FRECUENCIA Introducción. Conceptos de control de velocidad. Ecuaciones aplicables. Control de velocidad con tensión variable y frecuencia constante (Soft-start). Control de velocidad con tensión y frecuencia variables (U/f constante). Curvas características. Par-Velocidad. Corriente de arranque y nominal. Cicloconvertidores. Patrones de la relación U/f Regulación de velocidad por potencia de deslizamiento. CAPITULO SEIS - MÉTODOS DE ARRANOUE DE MOTORES TRIFÁSICOS DE INDUCCION Introducción. Arranque directo. Arranque estrella-triángulo. Arranque con autotransformador. Atranque con convertidores de tensión y frecuencia. Arranque de motores de rotor bobinado. Motor doble jaula de ardilla CAPÍTULO SIETE - CONCEPTOS DE CALENTAMIENTO EN MÁQUINAS ÉLÉCTRICAS Clasificación de los materiales aislantes según su soporte de temperatura. El sobrecalentamiento y la vida de los aislantes. Fundamentos de la transmisión. Conducción. convección y radiación. Curva de calentamiento. 8. ESTRUCTURA DE EVALUACIÓN A continuación se explica la forma y estructura de calificación y su valoración. Nota mínima de promoción: 51 puntos/100 puntos - Tres exámenes parciales (50%) - Trabajos de investigación (10%) - Un examen final (25%) - Ayudantía (15%) 9. AUXILIAR DE DOCENCIA O DIRECCION DE CARRERA El grado de relacionamiento con el auxiliar de docencia debe ser estrecho, supervisado y coordinado por el docente de la materia. El auxiliar de docencia deberá resolver ejercicios prácticos sobre la base del avance de la cátedra. 10. BIBLIOGRAFÍA Detalle de la bibliografía principal y de apoyo a utilizarse

6 MÁQUINAS ELECTRICAS, Kostenko y Piotrovski, Tomo I Montaner y Simnon, 1968 TOMO II MÁQUINAS ELÉCTRICAS, Kostenko y Piotrovsky, Montanery Sirnon, 1968 PRINCIPLES OF ELECTRIC MACHINES WITH POWER ELECTRONICS APPLICATION,N Hawary,Prentice-Hall, 1983 HANDBOOK OF ELECTRIC MACHINES, SA. Nasar McGraw Hill, 1987 MAQUINAS ELÉCTRICAS, S.J. Chapman TEORIA DE LAS MAQUINAS ELECTRICAS, H. Langsdorf MAQUINAS ELECTRICAS, Nasar CURSO MODERNO DE MAQUINAS ROTATORIAS TOMOS I-II- III-IV, Manuel Cortes Cherta 11. CRONOGRAMA A continuación se detalla las actividades a realizar en el curso, por fechas. Capitulo Tema de avance Fecha mes 2011 PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO Y 1.1 FORMAS CONSTRUCTIVAS 15 agosto ECUACIONES DE FUNCIONAMIENTO. 1.2 MODELO CIRCUITAL Y DIAGRAMA 22 agosto VECTORIAL 1.3 ENSAYOS DE VACÍO Y CORTOCIRCUITO 5 septiembre 1.4 FUNCIONAMIENTO EN CARGA 14 - septiembre Primer parcial 1.5 CONEXIONES TRIFÁSICAS 21 - septiembre FUNCIONAMIENTO DE 1.6 TRANSFORMADORES EN PARALELO 28 septiembre 1.7 TRANSFORMADORES ESPECIALES 3 octubre Segundo parcial 2.1 FORMAS CONSTRUCTIVAS Y PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO 12 - octubre 2.2 ECUACIONES DE FUNCIONAMIENTO Y MODELO CIRCUITAL 19 octubre 2.3 PAR MECÁNICO 31 - octubre 2.4 FUNCIONAMIENTO EN CARGA DE UN MOTOR 2 - noviembre Tercer Parcial 2.5 REGULACIÓN DE VELOCIDAD POR CAMBIO DE TENSIÓN Y FRECUENCIA 09 - noviembre MÉTODOS DE ARRANOUE DE MOTORES TRIFÁSICOS DE INDUCCION CONCEPTOS DE CALENTAMIENTO EN MÁQUINAS ÉLÉCTRICAS Examen Final Segundo turno 14 - noviembre 28 - noviembre 7 - diciembre 12 - diciembre

7 12. VIABILIDAD DEL PLAN DE TRABAJO El plan de trabajo es viable dentro la actual infraestructura que presenta la facultad de Ingeniería, asimismo será necesario contar en algunas oportunidades con el salón de la carrera de ingeniería eléctrica para el uso del data show. Valoración del La propuesta será valorada sobre la base de los siguientes parámetros: CALIFICACION DEL PLAN DE TRABAJO* PARAMETRO DESCRIPCION VALORACION (%) PRESENTACION Impecabilidad de la presentación. Prolijidad en los detalles 8 y calidad en la estructura y estética. OBJETIVOS Y Coherencia en relación a los objetivos y competencias. 8 COMPETENCIAS METODOS Y MEDIOS Metodología de desarrollo de las clases. Descripción del 8 material didáctico a ser utilizado en el aula, elementos físicos de uso académico y de apoyo. Se valorará aportes innovadores. COORDINACION CON Metodología de coordinación con la Auxiliatura de 8 EL AUXILIAR DE DOCENCIA O DIRECTOR DE Docencia. En caso de no existir Auxiliar, se debe señalar el trabajo de coordinación con la Dirección de Carrera o Area Académica correspondiente. CARRERA CRONOGRAMA Viabilidad de cumplimiento del contenido de la materia en 8 el calendario académico universitario oficial TOTAL 40 (*) Acordes con los recursos disponibles en la Unidad Académica

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