Asignatura optativa que se imparte en el segundo semestre y tiene como pre-requisitos las materias básicas del programa.

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Guillermo Páez Moreno
hace 6 años
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1 ASIGNATURA: CONTROL DE MÁQUINAS ELÉCTRICAS Nombre de la asignatura: CONTROL DE MÁQUINAS ELÉCTRICAS Línea de investigación o de trabajo: Control Automático y Electrónica de Potencia Tiempo de dedicación del estudiante en las actividades de: DOC TIS TPS Horas Totales Créditos DOC: Docencia; TIS: Trabajo independiente significativo; TPS: Trabajo profesional supervisado 1. Historial de la asignatura Lugar y fecha de elaboración o revisión CENIDET 18/01/05 IT Boca del Río (Marzo 4-6 de 2009) CENIDET 23/03/11 Participantes Miembros de la Consejo de Posgrado del Depto. de Ing. Electrónica del CENIDET Presidentes de consejos de posgrado de IT s de la DGEST Miembros de la Consejo de Posgrado del Depto. de Ing. Electrónica del CENIDET Observaciones (cambios y justificación) Revisión de planes y programas de estudio (Modelo Siglo XXI) Diagnóstico de los Planes de Estudio vigentes (2005). A partir de la reunión de Revisión y Actualización de Planes de Estudio de Posgrado (I.T. de Boca del Río, 4-6 de marzo 2009) y Reunión de Consolidación (I.T. de Cd. Madero, de abril 2010) se desarrollaron los contenidos extendidos de las materias del programa de posgrado. 2. Pre-requisitos y correquisitos Asignatura optativa que se imparte en el segundo semestre y tiene como pre-requisitos las materias básicas del programa. 3. Objetivo de la asignatura Dar al estudiante las nociones básicas en la concepción de un sistema asociado convertidor-motor. También estudiar las diferentes partes de un sistema de control de velocidad de motores. Analizar los diferentes esquemas de control de motores con el análisis de los modelos de motores. 4. Aportación al perfil del graduado La materia contribuye que el alumno pueda entender el comportamiento de las diferentes máquinas eléctricas ante diferentes regímenes de operación. También le permite conocer y seleccionar el sistema de conversión más adecuado para el propósito de control requerido (velocidad, par, posición, etc). Por otro lado conocerá los esquemas de control más utilizados en las aplicaciones de control de motores.

2 5. Contenido temático por temas y subtemas UNIDAD TEMAS SUBTEMAS 1 Introducción a los motores eléctricos y sistemas de propulsión. Objetivo: El alumno conocerá los diferentes fenómenos magnéticos en los cuales se basa la operación de las máquinas eléctricas. Aprenderá los requerimientos de los sistemas de propulsión y los esquemas de control más usados. Tiempo estimado: 4 hrs. 1.1 Fundamentos magnéticos. 1.2 Elementos electromecánicos. 1.3 Propiedades generales de las máquinas eléctricas. 1.4 Características generales de los sistemas de propulsión. 1.5 Principio de funcionamiento de los esquemas de control. 2 Motores de corriente directa Objetivo: El alumno conocerá los principios de operación de los motores de cd y estudiará las diferentes configuraciones de operación de los motores de cd. Tiempo estimado : 6 hrs. 2.1 Introducción a los motores de cd. 2.2 Fundamentos de operación de motores de cd. 2.3 Análisis de las características del motor de cd (par-velocidad). 2.4 Análisis de diferentes configuraciones de alimentación (independiente, serie, paralelo, compuesto). 2.5 Modelado de motores de cd. 3 Sistemas de propulsión para motores de cd Objetivo: El alumno analizará el comportamiento de los sistemas de propulsión para motores de cd. Aplicará los conocimientos de motores de cd para integrar sistema de propulsión a nivel de la asociación motor-convertidor. Tiempo: 8 hrs. 3.1 Introducción a los sistemas de conversión (dispositivos semiconductores, convertidores ca-cd y cd-cd, etc). 3.2 Principios de modulación de ancho de pulso (PWM). 3.3 Sistemas de control de motores de cd. 3.4 Aplicación al diseño e implementación de sistemas de propulsión de motores de cd. 4 Motores de corriente alterna Objetivo: El alumno conocerá los principios de funcionamiento de las máquinas de ca. Analizará el comportamiento de los motores de ca y entenderá las leyes que los rigen para poder modelar los Motores de ca. Tiempo: 12 hrs. 4.1 Introducción a las máquinas de ca. 4.2 Principios de operación de diferentes tipos de motores de ca. 4.3 Motores de inducción (MI) (jaula de ardilla). 4.4 Análisis de las características del MI (parvelocidad) ante diferentes condiciones de alimentación. 4.5 Modelado del MI. 4.6 Método de extracción de parámetros del MI.

3 UNIDAD TEMAS SUBTEMAS 5 Sistemas de propulsión para motores de ca Objetivo: El alumno conocerá los esquemas de propulsión mas adecuados para máquinas eléctricas y sus principios de modulación. analizará el comportamiento de las máquinas de ca y le permitirá diseñar y construir sistemas de propulsión para motores de ca. Tiempo: 10 hrs. 5.1 Introducción a los sistemas de conversión convertidores ca-ca y cd-ca, etc). 5.2 Principios de operación de los controles PWM usados en motores de ca. 5.3 Sistemas de control de motores de ca (Control V/f, Campo orientado, etc). 5.4 Aplicación al diseño e implementación de sistemas de control de motores de ca. 6 Motores de pasos Objetivo: El alumno conocerá el principio de operación de los motores de pasos. Analizará las características de los motores de pasos y podrá diseñar y construir sistemas de control para diversas aplicaciones con motores de pasos. Tiempo: 8 hrs. 6.1 Introducción a los motores de pasos. 6.2 Análisis de los motores de pasos. 6.3 Características de los motores de pasos. 6.4 Control de velocidad de motores de pasos. 6.5 Aplicaciones de motores de pasos. 6. Metodología de desarrollo del curso La metodología de desarrollo del curso esta basada en ofrecer los aspectos teóricos de las máquinas eléctricas, las estrategias de control adecuadas para el tipo de control requerido y el diseño de sistemas de control de maquinas eléctricas a través de convertidores. En este sentido el curso comprende una serie de tareas y practicas en las cuales se abordan los diferentes componentes de sistemas de propulsión. Con lo anterior el alumno conocerá: Características de maquinas eléctricas Aspectos de modelado de máquinas Diseño e implementación de sistemas de propulsión Sistemas de control de máquinas eléctricas Aplicaciones de control de maquinas eléctricas 7. Sugerencias de evaluación Tareas y trabajos de clase 20% Exámenes parciales 30% Prácticas de laboratorio 20% Examen final 30%

4 8. Bibliografía y software de apoyo Libros de texto Unidades 1 J. G Kassakian, Principles of Power electronics, Addison Wesley publishing company Guy Seguier, "Electrónica de potencia: Los convertidores estáticos de energía", Ed. Gustavo Gili, versión español, Unidades 2 Unidades 3 John G. Kassakian, Martin F. Schlecht, George C. Verghese, Principles of Power electronics, Addison Wesley publishing company, 1991 Unidades 4 G. Guerrero; Modelado y simulación de un sistema impulsor de motores trifásicos de inducción; Tesis maestría Cenidet. Junio 1994 M. A. Méndez B.. Controladores de motores de inducción: un análisis comparativo. Tesis maestría Cenidet, 2001 Unidades 5 John G. Kassakian, Martin F. Schlecht, George C. Verghese, Principles of Power electronics, Addison Wesley publishing company, 1991 R. A. Echavarría. Diseño e implementación de un accionador de motor de corriente alterna trifásico operando en régimen permanente. Tesis Maestría Cenidet 1995 Unidades 6 Notas A. Claudio Sánchez Software de apoyo Matlab v. 8.0, The MathWorks, Ine Simulink v. 2.0, The MathWorks, Ine LabWindows/CVI, Nationallnstruments, Co.

5 9. Actividades propuestas Unidad Unidades 1., 2. y 3 Introducción a los motores eléctricos y sistemas de propulsión Motores de corriente directa Sistemas de propulsión para motores de cd Unidades 4 y 5 Motores de corriente alterna Sistemas de propulsión para motores de ca Unidades 6 Motores de pasos Actividad propuesta Estudio de los motores de cd (equipo de Lorenzo). Convertidor puente completo para control de velocidad de motores de cd. Objetivos Estudiar el funcionamiento de un motor de cd y obtener su modelo. Aplicar un sistema de propulsión a motores de cd para control de velocidad. Estudio de los motores de ca trifásicos (equipo de Lorenzo). Inversor trifásico puente completo para control de velocidad de motores de ca. Objetivos Estudiar el funcionamiento de un motor de ca trifásico y obtener su modelo. Aplicar un sistema de propulsión a motores de ca trifásicos para control de velocidad. Se abordan alguna aplicación con motores de pasos sencilla para asimilar su operación. 10. Catedrático responsable: Dr. Gerardo Vicente Guerrero Ramírez

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