Código: Titulación: INGENIERO TÉCNICO INDUSTRIAL (ELECTRICIDAD) Curso: 2

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1 ASIGNATURA: MÁQUINAS ELÉCTRICAS Código: Titulación: INGENIERO TÉCNICO INDUSTRIAL (ELECTRICIDAD) Curso: 2 Profesor(es) responsable(s): Dr. FRANCISCO DE ASÍS RUZ VILA JUAN JOSÉ ORTUÑO LÓPEZ Departamento: INGENIERÍA ELÉCTRICA Tipo (T/Ob/Op):Ob Créditos (T+P): 6+6 Descriptores de la asignatura según el Plan de Estudios: Estudio general de los fenómenos físicos en las máquinas. Máquina rotativa elemental. Tipos de máquinas. Objetivos de la asignatura: Alcanzar conocimientos básicos teóricos en las siguientes materias: fundamentos de circuitos magnéticos, transformadores monofásicos y trifásicos, fundamentos de máquinas eléctricas rotativas, máquinas de inducción, máquinas de continua máquinas síncronas. Alcanzar conocimientos prácticos básicos en cuanto a comportamiento de máquinas de inducción, síncronas, de continua y transformadores, así como de los elementos de accionamiento asociados. Materias relacionadas con esta asignatura: - Teoría de Circuitos Programa de la asignatura A. Programa de Teoría: TEMA 1.- Lección 1.- CIRCUITOS MAGNÉTICOS. Fundamentos de circuitos magnéticos. Materiales magnéticos. Ecuaciones que rigen el comportamiento de los circuitos magnéticos. Ley de Hopkinson. Analogía circuitos eléctricos-circuitos magnéticos. Pérdidas de energía en los núcleos ferromagnéticos.

2 Circuitos magnéticos excitados con corriente alterna. Conversión de energía en sistemas magnéticos. Aplicaciones. TEMA 2.-TRANSFORMADORES. Lección 2.- Generalidades. Fundamento físico del funcionamiento de los transformadores. Finalidad de los transformadores. Tipos de transformadores, designaciones y simbolismos. Constitución de un transformador monofásico. Potencia nominal de un transformador. Lección 3.- El transformador monofásico de potencia. Transformador en vacío. Corriente de excitación. Diagrama vectorial. Relación de transformación. Transformador en carga. Diagrama vectorial. Esquema equivalente simplificado. Reducción de las magnitudes de un transformador a uno de los devanados. Determinación de parámetros. Ensayos de vacío y cortocircuito. Pérdidas de energía en un transformador. Rendimiento. Caída de tensión interna en un transformador. Lección 4.- Transformación en sistemas trifásicos. Bancos trifásicos a base de transformadores monofásicos. Transformador a tres columnas. Grupos de conexión. Cargas desequilibradas en los tipos de acoplamiento normalizados. Conexión de transformadores trifásicos en paralelo. Arrollamientos terciarios o de compensación. TEMA 3: PRINCIPIOS FUNDAMENTALES DE LAS MÁQUINAS ROTATIVAS Lección 5.- Principios fundamentales. Introducción histórica. Definición e importancia de las máquinas eléctricas rotativas. Estudio de la máquina rotativa elemental. Características funcionales principales de las máquinas rotativas clásicas. Campos de aplicación. Balance de energía. Lección 6.- El circuito eléctrico en las máquinas rotativas. Devanados de inducido.bobina elemental y paso de bobina. Devanados de inducido de simple y doble capa de corriente alterna. Diferentes tipos de devanados.

3 Lección 7.- Campo magnético en el entrehierro producido por un devanado de constitución simétrica. Definición de máquina eléctrica ideal. Tensión magnética de entrehierro creada por una espira de paso diametral. Tensión magnética de entrehierro creada por una bobina elemental de paso acortado. Tensión magnética de entrehierro creada por una bobina múltiple diametral. Análisis armónico de la onda de tensión magnética de entrehierro producida por un devanado de constitución simétrica. Devanado simétrico equivalente. Factor de bobinado de un devanado simétrico. Teorema de semejanza. Lección 8.- Campos magnéticos giratorios. Obtención de un campo magnético giratorio por sistemas equilibrados de corrientes senoidales. Estudio de la componente fundamental. Teorema de Leblanc. Campos magnéticos giratorios en máquinas conectadas a una red monofásica. Campos magnéticos giratorios deformables e indeformables. TEMA 4.- MÁQUINAS DE INDUCCIÓN. Lección 9.- Constitución y principio de funcionamiento. Constitución de la máquina de inducción trifásica. Principio de funcionamiento como transformador, motor, generador y freno. Circuitos equivalentes. Ensayos de vacío y cortocircuito. Obtención de las curva característica par-deslizamiento. Balance de Potencias. Diagrama circular. Lección 10.- Arranque del motor de inducción. El problema del arranque de un motor asíncrono. Ecuaciones generales que describen el arranque. Características de arranque de los diversos motores. Máquinas accionadas y pares resistentes. Cálculo de las magnitudes de arranque. Modos de arranque convencionales. Arrancadores estáticos. Lección 11.- Regulación de velocidad en los motores de inducción. Nociones básicas de la regulación de la velocidad. Control de la velocidad mediante el cambio del número de pares de polos. Control de la velocidad mediante variación de la frecuencia. Control de la velocidad actuando sobre el deslizamiento. Frenado de los motores de inducción.

4 TEMA 5.- MÁQUINAS DE CORRIENTE CONTINUA. Lección 12.- Principios generales de la máquinas de continua. Principios de funcionamiento. Características constructivas. Funcionamiento como generador y como motor. Sistemas de excitación. Reacción de inducido. Devanado de compensación. El problema de la conmutación. Polos auxiliares. Lección 13.- El motor de continua. Motor con excitación independiente. Motor con excitación serie. Motor con excitación paralelo. Motor con excitación compuesta. Curvas características. TEMA 6.- MÁQUINAS SÍNCRONAS Lección 14.- Constitución y principio de funcionamiento Aspectos constructivos Tipos de excitación. Funcionamiento en vacío. Funcionamiento en carga. Reacción de inducido. Diagrama fasorial. Regulación de tensión. Lección 15.- Análisis del comportamiento de la máquina síncrona. Análisis lineal. El circuito equivalente Análisis no lineal. Método de Potier. Cálculo de la regulación Regulación en máquinas síncronas de polos salientes. Teoría de las dos reacciones. Lección 16.- La máquina síncrona como generador Máquina síncrona como generador en isla. Máquina síncrona como generador acoplado a una red de potencia infinita. Funcionamiento en paralelo de generadores síncronos de similar potencia B. Programa de Prácticas (resumido): Denominación de la práctica Transformadores. Ensayos de vacío y cortocircuito. Rendimiento. Duración (h) Tipo de práctica (Aula, laboratorio, informática) 20 Laboratorio (10h) Aula (10h) Ubicación física (sede Dpto., aula informática,...)

5 Máquinas de inducción. Análisis de los procesos de arranque. Ensayos de vacío y cortocircuito. Inversión del sentido de giro. 20 Laboratorio (10h) Aula (10h) Máquinas de c.c. Curvas características 10 Laboratorio (4h) Aula (6h) Máquinas síncronas. Ensayos de vacío, 10 Laboratorio (6h) cortocircuito y carga reactiva. Aula (4h) C. Bibliografía básica: 1.- Curso moderno de máquinas eléctricas rotativas. Cortés Cherta, M. Editores Técnicos Asociados. 2.- Fundamentos de máquinas eléctricas rotativas. Serrano Iribarnegaray, L. Editorial Marcombo. 3.- Transformadores de potencia, medida y protección. Ras Oliva, E. Editorial Marcombo 4.- Máquinas Eléctricas. Fraile Mora, J. Universidad Politécnica de Madrid. 5.- Máquinas Eléctricas. Javier Sanz Feito. Prentice-Hall D. Evaluación del alumno: Hay dos procedimientos para aprobar la asignatura: 1.- Evaluación continua: se establecen tres bloques de materia con dos temas cada uno. Para cada bloque hay una colección de problemas a resolver por el alumno, y una prueba escrita. Si aprueban ambas partes eliminarán materia. La materia que no sea aprobada en esta evaluación continua podrá ser recuperada en el examen final. La nota será la media aritmética de las obtenidas en las colecciones de problemas y en las pruebas escritas. 2.- Examen escrito: se examinará en las convocatorias correspondientes de toda la materia. Tipo de examen: Escrito Tipo de preguntas: 15 Cuestiones (5 por bloque) 3 Problemas (1 por bloque). Valoración del examen y de prácticas o trabajos en porcentaje sobre la nota final. o El 100 % de la nota es el examen si el alumno no ha eliminado materia alguna. Existencia de mínimos en el cálculo de la nota. Una nota inferior a 3.5 en una de las partes impide el aprobado del examen. Obligatoriedad de asistencia a prácticas. Sí E. Observaciones: - Recomendaciones al alumno (calculadoras, tablas,...):

6 - Incompatibilidades del Plan de Estudios: Teoría de circuitos - Página Web: