SÍLABO ASIGNATURA: MÁQUINAS ELÉCTRICAS CODIGO IEE310 I. DATOS GENERALES 1.1 DEPARTAMENTO ACADEMICO: Ingeniería Electrónica e Informática 1.2 ESCUELA PROFESIONAL : Ingeniería Electrónica 1.3 CICLO DE ESTUDIOS : V Ciclo t e r c e r a ñ o 1.4 CREDITOS : 04 1.5 CONDICION : Obligatorio 1.6 PRE REQUISITOS : 8F0001 1.7 HORAS SEMANALES : 05 (Teoría 03 Práctica 02) 1.8 HORAS DE CLASE TOTAL : 85 1.9 PROFESOR RESPONSABLE : Ing. Julio José Cano Tejada 1.10 AÑO LECTIVO ACADEMICO : 2014-I II. SUMILLA La asignatura de Máquinas Eléctricas es teórico aplicativo, y tiene como propósito proporcionar al estudiante los conocimientos y aplicaciones de las máquinas eléctricas sobre la base de la teoría de campo electromagnético, comprendiendo la teoría y la práctica de los modelos de transformadores, máquinas eléctricas rotatorias y su puesta en marchas de ésta. Los tópicos generales de estudio son: Materiales y Circuitos Magnéticos; Transformadores; Máquinas de Corriente Continua; Máquinas Síncronas y Asíncronas; Dispositivos para puesta en marcha de Motores Eléctricos; Configuración de Arranque y Variador de velocidad para Motores Eléctricos. III. COMPETENCIA GENERAL Comprende las técnicas y análisis que se presentan al momento de usar las máquinas eléctricas (estáticas y rotativas) puesta en marcha; basadas en el conocimiento que deben tener de circuitos eléctricos, teoría del campo electromagnético y dispositivos de arranque; trabajando en equipo con la debida responsabilidad y empeño que demanda dicha asignatura. IV. ORGANIZACIÓN DE LAS UNIDADES DE APRENDIZAJE No. DE DENOMINACION UNIDAD No. HORAS 01 MATERIALES Y CIRCUITOS MAGNÉTICOS 10 02 TRANSFORMADORES 10 03 MÁQUINAS DE CORRIENTE CONTINUA 15 04 MÁQUINAS SÍNCRONAS y ASÍNCRONAS 15 1
05 06 DISPOSITIVOS PARA PUESTA EN MARCHA DE MOTORES ELÉCTRICOS 10 CONFIGURACIÓN DE ARRANQUE Y VARIADOR DE VELOCIDAD PARA MOTORES ELÉCTRICOS 10 EVALUACIONES 15 TOTAL HORAS 85 V. PROGRAMACIÓN DE LAS UNIDADES DE APRENDIZAJE UNIDAD 01: MATERIALES Y CIRCUITOS MAGNÉTICOS Competencia específica 1: Comprende la influencia del campo magnético para el uso en máquinas eléctricas. Competencia específica 2: Tiene un concepto adecuado de los circuitos magnéticos y de los materiales que los generan. Conceptúa la influencia del campo magnético para el uso en máquinas eléctricas. Resuelve con ejemplos prácticos el uso de materiales magnéticos y su aplicación. activamente, con responsabilidad y puntualidad. Introducción de máquinas eléctricas; clasificación de las máquinas eléctricas; aplicación general de los motores eléctricos; conceptos de circuitos magnéticos; materiales magnéticos: diamagnetismo, paramagnetismo, ferromagnetismo y ciclo de histéresis; leyes de los circuitos magnéticos. UNIDAD 02: TRANSFORMADORES Competencia específica 1: Comprende el funcionamiento del transformador. 2
Competencia específica 2: Diferencia los tipos de transformadores y sus características más importantes. Conceptúa el proceso de funcionamiento del transformador. Resuelve las diferencias de tipos de transformadores mediante uso de material videos demostrativos. Introducción; principales aspectos constructivos; principios de funcionamiento de un transformador ideal; funcionamiento del transformador real; circuito equivalente de un transformador; caída de tensión de un transformador; pérdidas y rendimiento de un transformador; transformadores trifásicos; conexiones de los transformadores trifásicos. UNIDAD 03: MÁQUINAS DE CORRIENTE CONTINUA Competencia específica 1: Comprende el principio de funcionamiento de los motores eléctricos de corriente continua. Competencia específica 2: Aprende a manipular la velocidad y control de giro de motores eléctricos de corriente ontinua. Conceptúa el funcionamiento de los motores eléctricos de corriente continua y la manipulación de éste. Desarrolla prototipo electrónico de control de velocidad y giro para un motor de corriente continua de 12Vdc/1amp. Introducción; aspectos constructivos, principio de funcionamiento, reacción del inducido, conmutación; generadores de corriente continua: aspectos generales y características de servicio; motores de corriente continua: aspectos generales y características de funcionamiento; Métodos de frenado para los motores de c.c; control de velocidad y giro de un motor de corriente continua; uso de drivers para hacer trabajar adecuadamente a un motor común de 12Vdc/ 1amp; modulación de ancho de pulso para el control de velocidad de un motor c.c. 3
UNIDAD 04: MÁQUINAS SÍNCRONAS Y ASÍNCRONAS Competencia específica 1: Comprende la generación de electricidad y el principio de funcionamiento de los motores eléctricos. Competencia específica 2: analiza la estructura interna de la máquina rotatoria eléctrica. Conceptúa la generación de electricidad y el funcionamiento de la máquina rotatoria eléctrica. Resuelve y esquematiza el proceso de generación de electricidad y movimiento de máquinas eléctricas rotatorias con videos demostrativos y ejemplos tangibles. Introducción a las máquinas síncronas, aspectos constructivos; sistemas de excitación; principio de un alternador; diagrama fasorial de un alternador, análisis lineal de la máquina síncrona; análisis no lineal de la máquina síncrona; motor síncrono: características y aplicaciones; introducción a las máquinas asíncronas, aspectos constructivos, principio de funcionamiento; circuito equivalente del motor asíncrono; arranque de los motores de jaula de ardilla; UNIDAD 05: DISPOSITIVOS PARA PUESTA EN MARCHA DE MOTORES ELÉCTRICOS Competencia específica 1: Comprende el uso de herramientas eléctricas para la puesta en marcha de motores eléctricos Competencia específica 2: Diferencia los tipos de componentes eléctricos para el control de un motor eléctrico. Conceptúa los componentes eléctricos usados para el control de motores eléctricos rotatorios. Procede a hacer conexiones eléctricas para poner en marcha a un motor eléctrico utilizando los componentes eléctricos explicados en responsabilidad e 4
El contactor: descripción, partes, categorías de empleo y selección de contactores; desarmado y pruebas del contactor; dispositivos de temporización; protección contra sobrecarga y cortocircuito en los motores asíncronos; empleo y selección; relés térmicos, temporizadores, pulsadores; arranque directo por contactores de un motor asíncrono, inversión de giro, arranque forzado; tipos de enclavamiento para la puesta en marcha de los motores asíncronos. UNIDAD 06: CONFIGURACIÓN DE ARRANQUE Y VARIADOR DE VELOCIDAD PARA MOTORES Competencia específica 1: Configura el arranque y el variador de velocidad para controlar al motor eléctrico. Competencia específica 2: Diferencia los tipos de recurso manipulados en el equipo variador de frecuencia. Conceptúa el proceso de configuración para el arranque y control de velocidad de motores eléctricos. Procede a hacer la conexión y configuración del variador ALTIVAR para regular la velocidad del motor eléctrico. Arrancador electrónico: principios, características, composición y aplicaciones; elaboración de esquema del circuito de arranque, conexión, programación y arranque con motor asíncrono; variador de frecuencia: Principio de funcionamiento, características, conexión, programación del variador ALTIVAR, regulaciones de velocidad. VI. ESTRATEGIA METODOLÓGICA MÉTODOS DIDÁCTICOS La naturaleza de la asignatura exige un trabajo teórico práctico permanente en la se alterna los métodos inductivo, deductivo y experimental. TÉCNICAS DIDÁCTICAS La motivación, Exposición interactiva, Debate, Trabajos de complementación, reafirmación e investigación. 5
MEDIOS DIDÁCTICOS Viaje de estudios: Vista de plantas concentradoras de mineral. Vista de centrales hidráulicas y térmicas. VII. VIII. EQUIPOS Y MATERIALES Se requiere un laboratorio de máquinas eléctricas y estación de trabajo (PCs). Los materiales que se utilizarán son: pizarra acrílica, pulmones de colores y proyector multimedia que serán proporcionados al docente. EVALUACIÓN De entrada: La primera clase se tomará una prueba exploratoria referente a la asignatura. De proceso: PROMEDIO FINAL se obtiene: PF = (PP + EP + EF) / 3 (PP) Promedio de prácticas: (04 Prácticas Calificadas) (EP) Examen parcial (EF) Examen final IX. BIBLIOGRAFÍA 1. M. P. KOSTENKO-L. M. PIOTROVSKY, "MAQUINAS ELECTRICAS T. I Y II", EDITORIAL MIR-MOSCU, 1975. 2. V. IVANOV-SMOLENSKY, "MAQUINAS ELECTRICAS T. I-II Y III", EDITORIAL MIR-MOSCU, 1984. 3. HAROLD GINGRICH, MAQUINAS ELECTRICAS, TRANSFORMADORES Y CONTROL, EDITORIAL PRENTICE ALL. 4. B.K. Bose, Power Electronics and AC Drives, Prentice-Hall, Englewood Cliffs, 1986. 5. W. Leonhard, Control of Electrical Drives, Springer, 1996 6. Muhammad H. Rashid Electrónica de Potencia, circuitos, dispositivos y aplicaciones, Prince may Hispanoamericana, 1993. 6