ME1EE - Máquinas Eléctricas I

Transcripción

1 Unidad responsable: EEBE - Escuela Universitaria de Ingeniería Técnica Industrial de Barcelona Unidad que imparte: EE - Departamento de Ingeniería Eléctrica Curso: Titulación: 2016 GRADO EN INGENIERÍA ELÉCTRICA (Plan 2009). (Unidad docente Obligatoria) Créditos ECTS: 6 Idiomas docencia: Catalán Profesorado Responsable: Otros: Ramon Bargalló Perpiñà Ramon Bargalló Perpiñà, Altres Capacidades previas Cálculo diferencial e integral Cálculo matricial Resolución de ecuaciones diferenciales lineales Operaciones con números complejos Conocimientos de electromagnetismo Resolución de circuitos en CC y CA en régimen sinusoidal permanente. Conocimiento de las funcionalidades de la calculadora científica y su uso ( en concreto: resolución de sistemas de ecuaciones, zeros de funciones, integración aproximada, operaciones con complejos) Requisitos Las adquiridas al haber cursado la asignatura de Sistemas Eléctricos Competencias de la titulación a las cuales contribuye la asignatura Específicas: 1. Capacidad para el cálculo y diseño de máquinas eléctricas. Transversales: 3. TRABAJO EN EQUIPO - Nivel 3: Dirigir y dinamizar grupos de trabajo, resolviendo posibles conflictos, valorando el trabajo hecho con las otras personas y evaluando la efectividad del equipo así como la presentación de los resultados generados. Metodologías docentes La asignatura usa la metodologia expositiva para las sesiones tóricas, el aprendizaje basado en proyectos para las sesiones de problemas y actividades dirigidas. En las sesiones de laboratorio los estudiantes deberán aplicar los conocimientos adquiridos en las sesiones de teoria y problemas a la obtención y análisis de los resultados de los ensayos realizados. Objetivos de aprendizaje de la asignatura Aplicación de los conceptos electromagnéticos al estudio de la conversión electromecánica de la energia y al comportamiento de los circuitos magnéticos acoplados; siempre centrándonos en el ámbito de los transformadores industriales i de las máquinas asíncronas. 1 / 5

2 Horas totales de dedicación del estudiantado Dedicación total: 150h Horas grupo grande: 45h 30.00% Horas grupo mediano: 0h 0.00% Horas grupo pequeño: 15h 10.00% Horas actividades dirigidas: 0h 0.00% Horas aprendizaje autónomo: 90h 60.00% 2 / 5

3 Contenidos Transformadores industriales. Dedicación: 14h Grupo grande/teoría: 5h Grupo pequeño/laboratorio: 2h Aprendizaje autónomo: 7h Constitución. Limitaciones de los sistemas electrocinético, dieléctrico, magnético y térmico. Conceptos de tensión, corriente y potencia nominal. Ensayo de calentamiento del transformador. Trabajo en carga. Entender los límites de las máquinas eléctricas. Transformadores trifàsicos. Dedicación: 23h Grupo grande/teoría: 7h Grupo pequeño/laboratorio: 5h Actividades dirigidas: 11h Transformaciones especiales. Bancos trifásicos mediante elementos monofásicos. Transformador de 3 columnas. Índice horario. Ensayo en vacío y en cortocircuito de transformadores monofásicos. Determinación de parámetros en transformadores monofásicos. Ensayos en transformadores trifásicos. Rotación de fases. Grupos de conexión. Entender el funcionaminento y analizar el trabajo de los transformadores trifásicos. Transformaciones especiales. Dedicación: 8h Grupo grande/teoría: 3h Aprendizaje autónomo: 5h Autotransformadores. Teansformadores de tres arrollamientos. Transformadores de medida. Entender y analizar el funcionamiento de algunas conexiones y aplicaciones especiales de los transformadores 3 / 5

4 Conversión electromecánica de la energia. Generalidades Dedicación: 10h Grupo grande/teoría: 4h Aprendizaje autónomo: 6h El medio de acoplamiento para una óptima conversión electromecánica. Modelo del convertidor elemental. fem inducida. Par interno. Salida mecánica. Pérdidas. Balance de potencias. Esquerma equivalente. Entender los principios de transformación de energia eléctrica en mecánica y viceversa. Principios comunes a las máquinas de corriente alterna. Dedicación: 25h Grupo grande/teoría: 7h Aprendizaje autónomo: 18h Generador alterno elemental. Devanados en máquinas rotativas de corriente alterna. Generación de la fem inducida. Caso trifásico. Factores de distribución, acortamiento del paso e inclinación de ranura. Factor de bobinado. Influencia de los armónicos. Factor de forma. Campo creado por un devanado monofásico recorrido por corriente alterna. Componente fundamental del campo resultante en el entrehierro en la máquina trifásica. Teorema del campo giratorio. Identificar los principios comunes a todas las máquinas de corriente alterna. Motor asíncrono. Dedicación: 42h Grupo grande/teoría: 13h Grupo pequeño/laboratorio: 4h Aprendizaje autónomo: 25h Motor asíncrono trifásico. Principio de funcionamiento. Deslizamiento. Campo resultante en el entrehierro. Obtención del par interno. Circuito equivalente. Balance de potencias. Rendimiento. ESquema equivalente aproximado. Diagrama circular. Características de funcionamiento en régimen permanente. Servicio como motor. Adaptación automática del par interno al resistente. Modificación de las características en función de la tensión y la frecuencia. Ensayos en el motor asíncrono. Determinación de parámetros. Esquema equivalente. Trabajo en carga. Determinación de características en régimen permanente. Entender el funcionamiento y analizar el funcionamiento como motor de la máquina asíncrona. 4 / 5

5 Máquinas asíncronas especiales. Dedicación: 28h Grupo grande/teoría: 6h Grupo pequeño/laboratorio: 4h Aprendizaje autónomo: 18h Alternaodr asíncrono. Máquina asíncrona doblemente alimentada: aplicación a la generación eólica. Motor monofásico. Estudio del par. Esquema equivalente. Métodos de arranque. Característica mecánica. Motor asíncrono monofásico. Arranque. Características mecánica y de servicio. Generador asíncrono. Trabajo conectado a red. Trabajo autónomo. Entender el funcionamiento y analizar el trabajo como generador de la máquina asíncrona así como de la máquina monofásica. Sistema de calificación Prueba parcial: 20+20% Ejercicios y problemas resueltos en clase y fuera de clase: 20% Laboratorio: 20% Prueba final: 20% Normas de realización de las actividades En las pruebas parcial y final es necesario llevar calculadora y un formulario MANUSCRITO de 1 hoja que debe entregarse junto con el examen. Este formulacio NO se devolvera. Dado el caracter continuado de la evaluación no habra prueba de reevaluación. Bibliografía Básica: Zorbas, Dino. Electric machines : principles, applications and control schematics. 2nd ed. Montreal: McGill University, ISBN Fraile Mora, Jesús. Máquinas eléctricas. 7a ed. Madrid [etc.]: Garceta, ISBN Boldea, I.; Tutelea, Lucian. Electric machines : steady state, transients and design with MATLAB. Boca Raton [etc.]: CRC Press / Taylor & Francis Group, cop ISBN Complementaria: Gross, Charles A. Electric machines. Boca Raton: Taylor & Francis, ISBN / 5