Sílabo de Máquinas Eléctricas II

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1 Sílabo de Máquinas Eléctricas II I. Datos generales Código AAUC Carácter Obligatorio Créditos 3 Periodo académico 2018 Prerrequisito Máquinas Eléctricas I Horas Teóricas: 4 Prácticas: 2 II. Sumilla de la asignatura La asignatura corresponde al área de estudios de especialidad, es de naturaleza teórico práctica. Tiene como propósito desarrollar en el estudiante la capacidad de analizar y aplicar fundamentos, teorías, conceptos y principios para entender el funcionamiento de una maquina eléctrica dinámica. La asignatura contiene: Características principales, el principio de funcionamiento, el modelamiento matemático y el desempeño, de las máquinas rotativas de corriente alterna trifásicas y monofásicas. Selección del motor de acuerdo a la aplicación. III. Competencia Reconoce e identifica las partes constructivas de las máquinas rotativas de corriente alterna. Define el principio de funcionamiento, de las máquinas rotativas de corriente alterna, así como su aplicación. Emplea modelos matemáticos para evaluar el desempeño de las máquinas rotativas de corriente alterna. Selecciona el motor adecuado según el tipo de carga.

2 IV. Organización de los aprendizajes Unidad Conocimientos Procedimientos Actitudes I Características mecánicas de las máquinas rotativas: Potencia, torque, velocidad, rendimiento y factor de potencia. Ejemplos de aplicación. Tipos motores eléctricos. Características constructivas del motor de inducción trifásico: Estator, rotor y carcasa. Principio de funcionamiento del motor de inducción: El campo magnético giratorio, deslizamiento y tensión inducida en el rotor. Modelamiento de la máquina de inducción trifásico: Circuito equivalente del estator, circuito magnetización y circuito equivalente del rotor. Evaluación del desempeño del motor de inducción trifásico. Control de lectura 1. Circuito equivalente Thévenín. Ecuación del torque desarrollado. Clase de diseño de rotor según NEMA y sus aplicaciones: Clase de diseño A, B, C y D. Tipos y características de las cargas. Datos de placa: Normas, tipo de servicio, factor de servicio, clase de aislamiento y grado de protección. Conexión Steimenz. Generador de inducción. Selección de motores. Define de los siguientes conceptos: Potencia eléctrica, potencia mecánica, rendimiento de un motor eléctrico, Torque desarrollado, velocidad, equivalencias. Identifica las partes de un motor de inducción: Estator (núcleo y devanados), Rotor (tipos), Carcasa (función, normas, aplicaciones) Demuestra la generación del campo magnético giratorio. Define el deslizamiento y su importancia en el funcionamiento de la máquina de inducción. La Tensión inducida en el rotor y su dependencia con el deslizamiento. Circuito equivalente del estator. Circuito equivalente del circuito de magnetización. Circuito equivalente del rotor. Circuito equivalente monofásico Analiza el desempeño de un motor de inducción, para diferentes tamaños de carga. Realiza ejemplos de aplicación. Control de lectura 1. Aplica el teorema de Thévenin para determinar: El torque desarrollado por el motor, torque de arranque, torque máximo, potencia desarrollada y potencia máxima desarrollada. Determina el deslizamiento crítico. Clase de diseño del rotor: Simple jaula, jaula profunda, doble jaula, jaula pequeña. Características Par Velocidad según la clase de diseño: Clase de diseño A, B, C y D. Tipos de carga: Característica Par Velocidad. Características técnicas de los motores eléctricos: Eficiencia, Factor de Potencia, Factor de servicio, Clase de Aislamiento, Grado de Protección mecánica, Normas de diseño. Realiza la selección de motores para accionar: Ventiladores, Bombas, Compresoras, Polipastos, empleando catálogos de fabricantes Identifica al motor de inducción, como el de mayor aplicación en la industria. Reconoce la importancia de la eficiencia en la operación de los motores eléctricos en la conservación de la energía. Tarea académica 1. Sustenta la tarea académica II Características constructivas de las máquinas síncronas trifásicas: rotor de polos lisos y rotor de polos salientes. Aplicaciones. El generador síncrono: Principio de funcionamiento y circuito equivalente. Característica de vacío. Característica de cortocircuito. El generador con carga. Ejercicios de aplicación. Evaluación parcial Estructura de la máquina síncrona: Estator, rotor (tipos). Definición de aplicaciones: Generador, Motor y compensador síncrono. Tensión y frecuencia inducida. Relación entre frecuencia y número de polos. Circuito equivalente del generador síncrono: Resistencia de la armadura, Reactancia síncrona Ensayo de vacío. Ensayo de Cortocircuito. Impedancia síncrona. Ejemplos de cálculo. El generador con carga: Regulación de tensión, análisis fasorial para los diferentes tipos de carga. Ejercicios de aplicación Reconoce la aplicación de la máquina síncrona en la generación eléctrica y en el accionamiento de grandes cargas.

3 Control de lectura 2. Ecuación potencia ángulo. Estabilidad de estado estable. Sincronización del generador síncrono a una barra infinita. Motor síncrono. Motor de inducción monofásico: Con arranque por resistencia, arranque por capacitor y capacitor permanente. Motor universal. Motor de polos sombreados. Motor síncrono monofásico. Entrega de tarea académica 2. Control de Lectura 2 Ecuación Potencia Ángulo. Límite de estabilidad de estado estable. Ejemplo numérico. Sincronización de un generador a una barra infinita: Procedimiento, equipamiento necesario. Operación de la máquina síncrona como motor. Principio de funcionamiento de los motores de inducción monofásicos. Característica de arranque y su aplicación. Principio de funcionamiento motor universal. Característica Par-Velocidad y su aplicación. Principio de funcionamiento del motor de polos sombreados. Aplicación. Principio de funcionamiento motor síncrono monofásico. Aplicación. Evaluación final Identifica la aplicación de los motores monofásicos en el accionamiento de pequeñas cargas de uso general

4 V. Estrategias metodológicas El proceso de aprendizaje consiste en el desarrollo teórico de los conceptos básicos y estrategias adecuadas para resolver ejercicios y problemas. Basadas en métodos como el inductivo deductivo, con los procedimientos de observación, comparación, abstracción, generalización y aplicación de técnicas expositivas dialogadas, trabajos en grupo, práctica en problemas entre otros que influyan en el buen aprendizaje, incidiendo en la investigación. Fase de diseño previo por parte del docente La selección de contenidos tanto conceptuales, procedimentales, actitudinales de manera diversificada y respondiendo a su realidad. El planteamiento de la meta para los estudiantes y la selección de las actividades de aprendizaje. La determinación de recursos materiales y humanos así como la previsión de los diferentes grupos para realizar las actividades. Fase de aprendizaje Motivación o situación desequilibrante que haga vivir intensamente al estudiante: es el momento donde se presenta el problema. Los estudiantes delimitan o concretan su meta (frase, dibujos, mapas, esquemas, otros). Buscan y manifiestan las posibles aplicaciones o causas del problema (primeras hipótesis). Seleccionan estrategias para encontrar respuesta al problema. Ejecutan la estrategia realizando por ejemplo experimentos, revisando bibliografía escrita (separatas) o audiovisual, efectuando visitas de campo y otras actividades de investigación (la conclusión de la información cuaderno, papelógrafo, mural, otros). Elaboran nuevas hipótesis basados en lo aprendido y establecen las diferencias con las previas. Refuerzan y aplican lo aprendido a situaciones diarias. Estructuran sus aprendizajes formulando síntesis de las estrategias usadas, de las técnicas aprendidas, de las constataciones (Charlas para otros estudiantes, diseñando afiches, pancartas y otros) para sensibilizar a la comunidad. Reflexionan sobre sus aprendizajes, las estrategias seguidas, la propuesta y la ayuda docente y terminan planteando nuevas interrogantes o problemas. Fase de la Metodología experimental La observación de hechos, consiste en seleccionar hechos e intentar explicarlos y comprenderlos a través de la observación. La creación de hipótesis: son las suposiciones razonadas obtenidas a partir de los datos observados. Las explicaciones de los hechos no se encuentran a la vista; es necesario imaginarlas, suponerlas, antes de descubrirlas. La explicación de sistemas matemáticos a la hipótesis obtenida se le aplicaba un planteamiento para poder dar más sentido a la hipótesis obtenida. Había dos tipos de comprobamiento de sistemas matemáticos: Compara que los hechos observados quedan explicados por las hipótesis, al introducir en la comparación conclusiones lógicas. Ver si se han encontrado nuevos hechos y ver si se pueden adaptar a las hipótesis para dar sentido a los razonamientos. La experimentación: al contrastar las consecuencias de las hipótesis con lo que ocurre en la realidad se pueden plantear tres posibilidades: La experimentación confirma la hipótesis: los hechos obtenidos se dan en la realidad por lo tanto se verifican las hipótesis (porque los hechos salen de las hipótesis) La experimentación refuta esos hechos: los hechos no tienen sentido respecto a la realidad por lo tanto se anulan las hipótesis. Las consecuencias de las hipótesis no pueden obtenerse directamente ni indirectamente, por carecer de medios técnicos.

5 VI. Sistema de evaluación Rubros Instrumentos Peso Evaluación de entrada Prueba objetiva Requisito Consolidado 1 Pruebas escritas y pruebas objetivas Pruebas orales y organizadores Evaluación parcial Prueba objetiva 20% Consolidado 2 Pruebas escritas y pruebas objetivas Pruebas orales y organizadores Evaluación final Prueba objetiva 40% Evaluación de recuperación (*) No aplica (*) Reemplaza la nota más baja obtenida en los rubros anteriores Fórmula para obtener el promedio: 20% 20% PF = C1 (20%) + EP (20%) + C2 (20%) + EF (40%) VII. Bibliografía 7.1 Básica FITZGERALD A. E. CHARLES KINGSLEY JR. STEPHEN D. UMANS. MAQUINAS ELECTRICAS MC. GRAW HILL MÁQUINAS DE CORRIENTE ALTERNA. MICHAEL LIWSCHITZ-GARIK EDITORIAL C.E.C.S.A. INSTALACIONES ELÉCTRICAS. STURM. SIEMENS 3 TOMOS ELECTRICIDAD INDUSTRIAL. CHESTER DAWES. REVERTÉ 2 TOMOS ENRÍQUEZ HARPER. MÁQUINAS ELÉCTRICAS. LIMUSA NORIEGA EDITORES Complementaria J. ROLDAN VILORIA. MOTORES ELECTRICOS ACCIONAMIENTO DE MAQUINAS. PARANINFO C. R. PAUL, S.A. NASAR, L. E. UNNEWEHR. MÁQUINAS ELÉCTRICAS. MC. GRAW HILL DONALD V. RICHARDSON. ARTHUR J. CAISSE, JR. MÁQUINAS ELÉCTRICAS ROTATIVAS Y TRANSFORMADORES. PRENTICE HALL IRVING L. KOSOW. MÁQUINAS ELÉCTRICAS Y TRANSFORMADORES. PRENTICE HALL GEORGE MCPHERSON. INTRODUCCION A LAS MAQUINAS ELECTRICAS Y TRANSFORMADORES. LIMUSA VVEMBU GOURIZHANKAR. CONVERSION DE ENERGIA ELECTROMECANICA. ALFAOMEGA C. B. GRAY. MÁQUINAS ELÉCTRICAS Y SISTEMAS ACCIONADORES ALFAOMEGA BHAG S. GURU - HUSEYIN R. HISIROGLU. MÁQUINAS ELÉCTRICAS Y TRANSFORMADORES. OXFORD JESUS FRAILE MORA. MAQUINAS ELECTRICAS. MC GRAW HILL FUNDAMENTOS DE ELECTROTECNIA. A. S. KASATKIN MIR MOSCÚ. AUTOMATISMOS Y CUADROS ELÉCTRICOS. JOSÉ ROLDÁN VILORIA. PARANINFO PRÁCTICAS DE ELECTRÓNICA INDUSTRIAL. PAUL B. ZBAR. MARCOMBO