. - DATOS DE LA ASIGNATURA Nombre de la asignatura: Maquinas Eléctricas Carrera: Ingeniería Mecatrónica Clave de la asignatura: MCC-0207 Horas teoría-horas práctica - créditos: 4-2-0 2. - UBICACIÓN a) RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DEL PLAN DE ESTUDIO ANTERIORES POSTERIORES ASIGNATURAS TEMAS ASIGNATURAS TEMAS Cumplir con 70 créditos Control de maquinas eléctricas Todos b) APORTACIÓN DE LA ASIGNATURA AL PERFIL DEL EGRESADO - Permite conocer las características necesarias para la instalación y mantenimiento de un sistema eléctrico que incorpore maquinas eléctricas, así como los dispositivos electrónicos necesarios para controlarlas. - Conocer la operación de las maquinas para un mejor control de posición, según las necesidades de la industria. - Fundamenta los conocimientos básicos para la investigación aplicada al control de maquinas eléctricas para la solución del entorno social. - Con el conocimiento de las maquinas eléctricas se puede lograr un mejor criterio para el diseño y operación de sistemas electrónicos de potencia. 3. OBJETIVO(S) GENERAL(ES) DEL CURSO - El alumno debe de comprender y aplicar los principios de conexiones, características par velocidad; así como las señales de entrada y salida de los motores y generadores de CD y CA. Además comprenderá las características de funcionamiento de las maquinas especiales.
4. TEMARIO NUM. TEMAS SUBTEMAS I II III Transformadores Generadores de Corriente Directa Motores de Corriente Directa. Transformadores Monofásicos... Principio de Operación...2 Identificación de polaridad..2 Transformadores Trifásicos.2. Circuito Equivalente..2.2 Pruebas a transformadores..2.2. Prueba de corto circuito..2.2.2 Prueba a circuito abierto.3 Conexiones entre los diversos transformadores..3. Conexión Y-Y..3.2 Conexión Y-..3.3 Conexión -Y..3.4 Conexión -. 2. Principio de la generación de la fuerza electromotriz inducida. 2.2 Construcción y partes de la maquina de corriente directa. 2.3 Generador de excitación separada. 2.4 Generadores Autoexcitados. 2.4. Conexión Serie. 2.4.2 Conexión en paralelo. 2.4.3 Conexiones compuestas. 2.4.3. Conexión compuesta corta. 2.4.3.2 Conexión compuesta larga. 2.5 Características y aplicaciones de los generadores de cd. 2.5. Características de operación ante diversas cargas. 3. Generación de par. 3.2 Tipos de motores. 3.2. Serie. 3.2.2 Paralelo. 3.2.3 Compuesto. 3.2.3. Compuesto corto. 3.2.3.2 Compuesto largo. 3.3 Característica par-velocidad. 3.3. Serie. 3.3.2 Paralelo. 3.3.3 Compuestos. 3.4 Aplicaciones según las características par-velocidad. IV Motores de Corriente Alterna 4. 4.. 4..2 4..2. 4..2.2 4.2 4.2. 4.3 4.3. 4.3.2 4.3.3 4.4 4.4. 4.4.2 Motor de Inducción jaula de ardilla. Construcción. Circuito equivalente. Prueba a rotor bloqueado. Motor como transformador. Motor de Inducción a rotor devanado. Construcción. Otros tipos de maquinas. Universal, construcción y aplicaciones. Histeresis, construcción y aplicaciones. Polos sombreados, construcción y aplicaciones. Máquina sincronía Operación como motor Operación como generador V Maquinas Especiales 5. Servomotores. 5.. Construcción de servos de CD. 5..2 Construcción de servos de CA. 5.2 Motores de Pasos. 5.2. Construcción de motores de pasos de reluctancia variable. 5.2.2 Construcción de motores de pasos de imanes permanentes. 5.2.3 Secuencias de control para motores de pasos. 5.3 Motores de Inducción Lineal 5.3. Construcción.
5.3.2 Ventajas en el control de posición con motores de inducción lineal. 5.- APRENDIZAJES REQUERIDOS Circuitos magnéticos y eléctricos. Conceptos de mecánica. Integrales definidas. 6.- SUGERENCIAS DIDACTICAS Realizar visitas a empresas que fabriquen maquinas eléctricas. Utilización de software que ayude a la comprensión del funcionamiento de maquinas eléctricas. Realización de investigación documental: Tipos de controles existentes en el mercado. Tipos de arrancadores existentes en el mercado. Normas para la instalación de CCM. Materiales magnéticos usados en la construcción de maquinas eléctricas. Clasificación NEMA de los motores de inducción. Características par velocidad. Ventajas y desventajas de los diferentes esquemas de control. 7.- SUGERENCIAS DE EVALUACION Evaluación de los reportes correspondientes a las practicas desarrolladas. Participación en clase. Evaluación de los reportes en clase. Evaluación de problemas resueltos. Evaluación de los reportes de visitas a empresas. Evaluación de los trabajos de investigación.
8.- UNIDADES DE APRENDIZAJE NUMERO DE LA UNIDAD : I TRANSFORMADORES Comprender, Analizar y Aplicar los transformadores monofásicos y trifásicos; sus conexiones para esquemas de distribución y suministro de la energía eléctrica.. Analizara los principios de operación de los transformadores monofásicos,.. Identificar las polaridades y efectos de las polaridaes en las conexiones de los transformadores.sus equivalentes formas de conexión y marcas de polaridad..2 Comprenderá y analizara el funcionamiento de los transformadores trifásicos, sus ángulos de desfasamiento y diagramas vectoriales..2. Determinación de los parámetros del circuito equivalente mediante : Prueba a circuito abierto. Prueba a corto circuito..3 Analizara la operación de los transformadores con cargas inductivas, capacitivas y resistivas y sus efectos sobre el transformador..3. Describirá los esquemas de distribución de la energía eléctrica.,2,3,2,3,2,3,2,3,3 NUMERO DE LA UNIDAD : II GENERADORES DE CORRIENTE DIRECTA Identificar los diferentes tipos de generadores de corriente directa, sus características y aplicaciones 2. Comprenderá los principios de la generación de FEM inducida. 2.2 Identificara la construcción del generador de de cd y su funcionamiento. 2.3 Analizara las características de los generadores de excitación separada y evaluara las mismas para efectuar las aplicaciones correspondientes. 2.4 Analizara los diversos esquemas de generadores autoexcitados: - Serie - Paralelo - Compuesto 2.5 Definirá las ventajas y desventajas del uso de los diferentes tipos de generadores de cd.,2,3,3,3
NUMERO DE LA UNIDAD : III MOTORES DE CORRIENTE DIRECTA Conocer, Identificar y Analizar los diferentes tipos de motores de corriente directa así como sus características. 3. Analizara el efecto motriz y su relación para la producción del par en los motores de corriente directa. 3.2 Identificara los diferentes tipos de motores de corriente directa de acuerdo a la forma de conexión de sus devanados. 3.3 Analizara y evaluara las características en vacío y con carga de la velocidad y el par. 3.4 Analizará el par de arranque de los diferentes tipos de motores para la aplicación a las cargas adecuadas.,2,4,4,4 NUMERO DE LA UNIDAD : IV MOTORES DE CORRIENTE ALTERNA Comprender y analizar los principios de funcionamiento de los diversos motores de corriente alterna así como sus aplicaciones especificas 4. Conocerá el principio de operación, construcción y funcionamiento de los motores de inducción. Realizar pruebas para la obtención de parámetros de los motores de inducción. 4.2 Comprenderá el funcionamiento y conocerá la construcción del motor de rotor bobinado. Ventajas y desventajas sobre el motor de inducción jaula de ardilla. 4.3 Conocerá otros tipos de motores de corriente alterna: universal, de histéresis, polos sombreados. Analizara el comportamiento de los motores y características par velocidad para sus aplicación especifica. 4.4 Comprenderá el funcionamiento y conocerá la construcción de la maquina sincronía y sus aplicaciones principales.,3,4,2,2 2,3,2,3
NUMERO DE LA UNIDAD : V MAQUINAS ESPECIALES Comprender y analizar los principios de funcionamiento de diversos motores para el control de procesos y control de posicionamiento. 5. Conocerá la operación de los servomotores así como su construcción, además conocerá las ventajas y desventajas entre los diversos tipos de servos. 5.. Construcción de servomotores industriales de corriente directa. 5..2 Construcción de servomotores industriales de corriente alterna. 5.2 Conocerá los diferentes tipos de motores de pasos: 5.2. Construcción de los motores de pasos reluctancia variable y sus aplicaciones. 5.2.2 Construcción de los motores de pasos de Imanes 5.2.3 Conocer los esquemas de control para motores de pasos. 5.3 Comprenderá el funcionamiento de los motores de inducción lineal así como su construcción. 5.3. Ventajas del uso de maquinas de inducción lineales en control de posicionamiento.,5,5 9.- BIBLIOGRAFIA Y SOFTWARE BASICOS Y COMPLEMENTARIOS.- PRINCIPLES OF ELECTRIC MACHINES AND POWER ELECTRONICS P.C.SEN. ED. JOHN WILEY & SONS 2.- MAQUINAS ELÉCTRICAS Y TRANSFORMADORES IRVING L. KOSOW ED. PRENTICE HALL 3.- MAQUINAS ELÉCTRICAS STEPHEN J. CHAPMAN ED. MC. GRAW - HILL 4.- MAQUINAS ELÉCTRICAS CHARLES KINGSLEY, A. ERNEST FITZGERALD, STEPHEN UMANS ED. MC. GRAW - HILL 5..- ELECTRIC MACHINES AND DRIVES GORDON L. SLEMON ED. ADDISON WESLEY LONGMAN 6.- SCHAUM'S OUTLINE OF ELECTRIC MACHINES & ELECTROMECHANICS SYED NASAR MC. GRAW - HILL SOFTWARE
.- MATLAB (POWER SYSTEM BLOCKSET ) 2.- PSPICE 0. PRACTICAS Se recomiendan las siguientes practicas: Identificación de polaridad de transformadores Determinar las características de los transformadores conectados en estrella y delta. (Corriente, voltaje, potencia). Identificar físicamente las partes del motor y del generador. Pruebas de circuito abierto y corto circuito. Control de velocidad de motores de corriente continua Esquemas de arranque de motores. Esquemas de inversión del sentido de giro. Esquemas de frenado dinámico. Formas de control de voltaje del generador Simulación en el Power System Blockset (MATLAB) de arranques de motores. Simulación en Pspice de los modelos equivalentes de las diferentes maquinas.