PROGRAMA DOCENTE de MÁQUINAS ELÉCTRICAS 3 er Curso de INGENIERÍA DE MINAS ----- Curso Académico 2008/2009----- Código de la materia 3091103050 Nombre de la materia Máquinas Eléctricas Centro/ Titulación E.T.S. DE INGENIEROS DE MINAS Curso 3º Tipo TRONCAL Alumnos matriculados (totales) Alumnos nuevos Créditos aula/grupo (A) 4.5 Créditos laboratorio/grupo (L) 1.5 Créditos prácticas/grupo (P) Número grupos Aula 1 Número grupos Laboratorio 2 Número grupos Prácticas Anual /Cuatrimestral Cuatrimestral Departamento Ingeniería Eléctrica Área de conocimiento Ingeniería Eléctrica PROFESORADO DE LA MATERIA : Nombre profesor Código Créditos Manuel Anxo Prieto Alonso 0767 4.5 (A) + 6 (L) A: Aula. L: Laboratorio. P: Prácticas. Tutorías: Horario: Miércoles: de 10:00 a 12:00 Horas Jueves: de 12:00 a 14:00 Horas Lugar: Despacho 243
TEMARIO: Conocimientos previos. Física I: Teoría de campos. Física II: Electricidad y magnetismo Teoría de circuitos: Análisis de circuitos, circuitos de corriente alterna monofásica y circuitos trifásicos equilibrados. Objetivos de la materia: Estudio de los principios básicos constructivos y de funcionamiento de las máquinas eléctricas. Estudio de las aplicaciones de las distintas máquinas eléctricas. Temario de Aula Horas A = 45 Número de Temas = 6 TEMA I: GENERALIDADES SOBRE MAQUINAS ELÉCTRICAS (7 horas) I.1.- CIRCUITOS MAGNETICOS Introducción. - Magnetismo. - Circuitos magnéticos: el circuito magnético ideal con excitación constante, circuitos magnéticos con entrehierro. - Analogía entre circuito eléctrico y magnético. I.2.- LA MÁQUINA ELÉCTRICA Introducción. - Postulados fundamentales: expresión fundamental de la f.e.m., fuerza y par electromagnético. - Constitución general de las maquinas eléctricas.- Clasificación de las máquinas eléctricas. - Balance de potencias en la máquina eléctrica. Pérdidas. Rendimiento. Calentamiento. - Aislantes Valores nominales. Protección de las máquinas eléctricas. TEMA II: TRANSFORMADORES (12 horas) II-1.- GENERALIDADES Introducción. Clasificación. Aspectos constructivos de los transformadores de potencia. - Importancia y localización de los transformadores en los sistemas eléctricos. Designaciones y símbolos utilizados para representar los transformadores. II-2.- EL TRANSFORMADOR MONOFASICO DE POTENCIA Constitución: núcleo, devanados y otros elementos. - Principio de funcionamiento del transformador ideal. - Funcionamiento de un transformador real. Corriente de vacío. Circuito equivalente. - Ensayos. - Corriente de conexión. - Variación de la tensión secundaria de un transformador: regulación, efecto Ferranti. Rendimiento. - Trabajo en paralelo. II-3.- TRANSFORMADORES TRIFASICOS EN RÉGIMEN EQUILIBRADO Justificación. - Bancos trifásicos. - Núcleos trifásicos. Comparación entre bancos trifásicos y transformadores trifásicos. - Métodos de conexión de los devanados. - Ensayos. Circuito equivalente. Designación de polos y bornes sobre la tapa de un transformador. El índice
horario. Características de los tipos de conexión. - Trabajo en paralelo de transformadores trifásicos. II-4.- AUTOTRANSFORMADORES Constitución y principio de funcionamiento. Símbolos. - Ventajas e inconvenientes. II-5.- TRANSFORMADORES DE MEDIDA Y PROTECCION Objetivos básicos. - Transformadores de tensión.- Transformadores de intensidad: improcedencia del secundario abierto, pinzas amperimétricas. TEMA III: MAQUINAS ELECTRICAS ROTATIVAS (5 horas) III-1.- GENERALIDADES Introducción. - La máquina eléctrica rotativa general. - Constitución general de las máquinas eléctricas rotativas: rotor, estator, devanados, anillos colectores, etc. III-2.- CAMPO MAGNÉTICO EN EL ENTREHIERRO DE UNA MÁQUINA ELÉCTRICA F.m.m. y campo magnético en el entrehierro de una máquina eléctrica: campo creado por un devanado concentrado de paso diametral, campo creado por un devanado distribuido. - Campos magnéticos giratorios. - Teorema de Leblanc. III-3.- F.E.M. INDUCIDA EN EL DEVANADO DE UNA MÁQUINA ELÉCTRICA F.e.m. inducida en un devanado de una máquina eléctrica. - Factores que afectan a la F.e.m inducida en un devanado. TEMA IV: LA MAQUINA ASINCRONA (12 horas) Introducción. Constitución. - Principio de funcionamiento. - Circuito equivalente del motor de inducción. - Ensayos. - Balance de potencia en el motor de inducción. - Rendimiento eléctrico. - Par interno y par útil - Modos de funcionamiento de la máquina asíncrona. - Arranque del motor de inducción. Motores de doble jaula de ardilla. - Regulación de velocidad. Motores de inducción monofásicos. TEMA V: LA MAQUINA SINCRONA (6 horas) Introducción. - Aspectos constructivos. - Tipos de generadores. - Sistemas de excitación. - Principio de funcionamiento como alternador. - Funcionamiento en carga: reacción de inducido. - Diagrama fasorial de un alternador. El circuito equivalente. - Funcionamiento de un alternador en una red aislada. Acoplamiento de un alternador a una red de potencia infinita. - Funcionamiento como motor. TEMA VI: LA MAQUINA DE CORRIENTE CONTINUA (3 horas) Introducción. - Constitución. Principio de funcionamiento. - Formas de excitación. - Reacción de inducido. - Conmutación. - Funcionamiento como motor: Motor con excitación serie, derivación y compuesta.
Temario de Laboratorio Horas totales L/G : 15 Número de prácticas L : 7 ( 2 horas/práctica-grupo) Práctica 1: Introducción al laboratorio Práctica 2: Circuitos magnéticos Practica 3: Transformador monofásico: ensayo de vacío y ensayo de cortocircuito Práctica 4: Transformador trifásico: ensayos, tipos de conexión e índice horario Práctica 5: Motor de inducción: circuito equivalente Práctica 6: Máquina síncrona: característica de vacío Práctica 7: Motor de corriente continua. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS: Básicas: MÁQUINAS ELÉCTRICAS. Jesús Fraile Mora, Quinta Edición, 2003, McGraw- Hill/InterAmericana de España, S.A.U. PROBLEMAS DE MÁQUINAS ELÉCTRICAS. Jesús Fraile Mora y Jesús Fraile Ardanuy, McGraw-Hill/InterAmericana de España, S.A.U. Complementarias: MAQUINAS ELÉCTRICAS. Stephen J. Chapman. Mc Graw Hill CURSO MODERNO DE MAQUINAS ELECTRICAS ROTATIVAS (I,II,III,IV). Manuel Cortés Cherta. Editores Técnicos Asociados TRANSFORMADORES. Enrique Ras Oliva. Marcombo
MÉTODO DOCENTE: - Docencia teórica: lección magistral - Prácticas de pizarra - Prácticas de laboratorio SISTEMA DE EVALUACIÓN: La evaluación de los conocimientos adquiridos por el alumno a través de la docencia en aula se realizará mediante un examen escrito que constará de dos partes: Teoría: 6 /10 puntos Problemas: 4/10 puntos. Para aprobar el examen es necesario que la suma de las notas de teoría y problemas sea igual o superior a 5 puntos, y que la nota en cada parte sea superior a 3 puntos sobre 10. La evaluación de los conocimientos adquiridos por el alumno a través de la docencia en laboratorio constará de dos partes: Una parte teórica incluida en el examen de teoría. Una parte práctica correspondiente a la realización de las prácticas o a un examen práctico. El resultado de la evaluación en esta parte puede ser positivo o negativo. Para aprobar la asignatura es necesario aprobar el examen escrito y tener una evaluación positiva en la parte práctica. Vigo, 9 de julio de 2008 M. Anxo Prieto Alonso