INGENIERÍA ELÉCTRICA PROGRAMA DE ASIGNATURA ACTIVIDAD CURRICULAR: ACCIONAMIENTOS Y CONTROLES ELECTRICOS Código 950561 Año Académico: 2016 Área: SISTEMAS DE POTENCIA Bloque: TECNOLOGIAS APLICADAS Nivel: 5. Tipo: Obligatoria Modalidad: Anual Carga Horaria total: Hs Reloj: 96 Hs. Cátedra: 128 Carga horaria semanal: Hs Reloj: 3h Hs. Cátedra: 4 Composición del equipo docente Profesores Titulares: Profesores Asociados: Profesores Adjuntos: Auxiliares JTP: Auxiliares ATP 1 : Auxiliares ATP 2 : Ing. Edgardo Vinson Ing. Leonardo Casale FUNDAMENTACIÓN Dentro de las incumbencias profesionales del ingeniero electricista, está la de intervenir en todo aquello que atañe a la utilización de los accionamientos eléctricos de uso industrial, su automatización y control. Dicha materia requiere fuertes conocimientos sobre las máquinas eléctricas, su prestación y la manera de controlar sus variables. Por ello, se ubica en el último nivel de la carrera. OBJETIVOS Al finalizar el curso el alumno deberá ser capaz de seleccionar el motor adecuado, el sistema de mando y control correspondiente y los aplicables a la industria. parámetros de ajuste para los diversos mecanismos 1
CONTENIDOS a) Contenidos mínimos * Accionamiento, mando y control. Definiciones. * Características mecánicas de máquinas eléctricas y mecanismos. * Regímenes de funcionamiento de máquinas de CC y CA. * Cálculo de tiempos de aceleración y desaceleración de accionamientos. Evolución de pares, velocidades y corrientes. * Regulación de velocidad, par y potencia. Aplicaciones. * Variadores de velocidad de CC. Lazos de par y velocidad. Debilitamiento de campo. * Variadores de velocidad de CA por variación de frecuencia. Lazos de par y velocidad. * Variación de velocidad de motores de CA por variación de tensión estatórica y conexión SCHERBIUS. * Arranque y frenado mediante resistencias para motores de CC y CA rotor bobinado. * Arranque de motores sincrónicos. Control del factor de potencia. * Motores paso a paso. Tipos. Aplicaciones. Control y mando. * Elementos de construcciones electromecánicas relacionados a los accionamientos b) Contenidos analíticos Unidad Temática 1: Accionamientos Eléctricos. Concepto de mando y de control. Elementos constituyentes. Unidad Temática 2: Características mecánicas de los motores y de los equipos accionados. Valores reales y unitarios. Condiciones de estabilidad. Unidad Temática 3: Cálculo del tiempo de arranque: caso general y casos especiales. Constante de tiempo electromecánica. Equivalencia de cuplas y de momentos de inercia. Unidad Temática 4: Máquinas de corriente alterna: características como motor, generador y freno. Métodos de arranque clásicos y modernos. Regulación de velocidad. Grupos Cramer y Sherbius. 2
Unidad Temática 5: Energía desarrollada durante el arranque. Métodos para reducir dichas pérdidas. Perturbaciones en redes debido al arranque de motores. Unidad Temática 6: Máquinas de corriente continua. Características como motor, generador y freno. Métodos de arranque clásicos y modernos. Unidad Temática 7: Motores Sincrónicos. Arranque. Accionamiento de compresores, normas NEMA. Control del factor de potencia. Unidad Temática 8: Motores y aparatos especiales tales como acoplamientos electromagnéticos y motores paso a paso. Eje eléctrico. Unidad Temática 9: Dispositivos de mando. Contactores y redes de corriente continua y alterna: su elección. Combinadores y guarda motores, pulsadores, fines de carrera, reostatos, válvulas solenoide, frenos. Unidad Temática 10: Protecciones contra sobrecargas y cortocircuitos fusibles. Unidad Temática 11: Transformadores: calentamiento, sistemas de refrigeración, constante de tiempo térmica. Transformadores homotécticos. Máquinas rotativas: caraterísticas de cuplas. Tipos de servicios. Solicitaciones mecánicas al cto. Circuito y de sobrevelocidad. Momentos de inercia. Tiempo de arranque constante de inercia H Vibraciones equilibrado, atracción magnética velocidad critica. Ruido. Cojinetes. Similitud. 3
DISTRIBUCIÓN DE CARGA HORARIA ENTRE ACTIVIDADES TEÓRICAS Y PRÁCTICAS Tipo de actividad Carga horaria total Carga horaria total en en hs. reloj hs. cátedra Teórica 80 107 Formación Práctica 16 21 Formación experimental 4 5 Resolución de problemas 12 16 Proyectos y diseño 0 0 Práctica supervisada 0 0 ESTRATEGIAS METODOLÓGICAS a) Modalidades de enseñanza empleadas según tipo de actividad (teórica-práctica) La modalidad de la enseñanza es principalmente teórica con ejemplificación permanente de los diferentes temas de la materia. El tipo de la materia no requiere prácticamente efectuar trabajos de laboratorio. Además de las ejercitaciones prácticas que se efectúan, se invitan varios profesionales especialistas vinculados con la industria a brindar la propia experiencia a los alumnos. Los diferentes temas se desarrollan siempre en forma interactiva, primero en forma teórica y luego en forma práctica para afianzar los conceptos, destacando su aplicación en la práctica profesional, ejemplificando eventualmente con casos reales. b) Recursos didácticos para el desarrollo de las distintas actividades (guías, esquemas, lecturas previas, computadoras, software, otros) Dependiendo las características del tema a tratar, se aplican herramientas audiovisuales: proyección.de presentaciones electrónicas, programas para modelado de sistemas de accionamientos. Complementariamente se invita generalmente a tres profesionales destacados de la especialidad para conectar a los alumnos con las diferentes realidades que presenta la práctica de la profesión. Se prevé la incorporación de prácticas para el modelado matemático y posterior estudio experimental del comportamiento del motor y su sistema de alimentación y control. 4
EVALUACIÓN a) Modalidad (tipo, cantidad, instrumentos) Aprobación de los trabajos prácticos efectuados durante el desarrollo de las clases. Aprobación de dos evaluaciones parciales relativas a los conceptos necesarios para la realización de los trabajos prácticos Evaluación del examen final y que se deberá haber cumplido previamente lo establecido en los dos puntos anteriores. b) Requisitos de regularidad Aprobación de las dos evaluaciones parciales (o sus correspondientes recuperatorios) con contenido de los Trabajos Prácticos desarrollados y temas teóricos fundamentales. c) Requisitos de aprobación Aprobar el examen final del tipo oral-escrito, en donde se evaluarán todos los tópicos de programa. ARTICULACIÓN HORIZONTAL Y VERTICAL CON OTRAS MATERIAS En todo el desarrollo del curso se conecta a los alumnos con los conocimientos adquiridos con las demás disciplinas afines, comprendiendo conceptos de teoría de máquinas eléctricas, teoría de control, electrónica de potencia, mecanismos, de aplicación necesaria al estudio de los accionamientos. 5
CRONOGRAMA DE CLASES Semana 1 Tema Introducción al curso + Reglamento Unidad Temática 1 Tipo de Actividad Teórica Formación Práctica 2 Unidad Temática 2 3 Unidad Temática 2 4 Unidad Temática 3 5 Unidad Temática 3 6 Unidad Temática 4 7 Unidad Temática 4 8 Trabajo Práctico N 1: Motor asincrónico 9 Unidad Temática 5 10 Unidad Temática 5 11 Unidad Temática 5 12 Trabajo Práctico N 2: Accionamiento de un laminador desvastador con MA 13 Unidad Temática 6 14 Unidad Temática 6 15 Unidad Temática 6 16 Unidad Temática 6 17 Examen Parcial N 1 - - 18 Trabajo Práctico N 3: Grúas 19 Unidad Temática 7 20 Unidad Temática 7 21 Trabajo Práctico N 4: Accionamiento compresor alternativo 22 Unidad Temática 7 23 Unidad Temática 8 24 Unidad Temática 8 25 Unidad Temática 9 26 Unidad Temática 9 27 Unidad Temática 10 28 Unidad Temática 10 29 Unidad Temática 11 30 Unidad Temática 11 31 Trabajo Práctico N 5: Elección de motor y variador velocidad 32 Examen Parcial N 2-6
BIBLIOGRAFÍA OBLIGATORIA B1- Chilikin :Accionamientos Eléctricos. Mir. Moscu. 1998* B2- Veshenevski : Características de los motores en el accionamiento eléctrico. * B3-Maniobra, mando y control eléctricos. Enciclopedia CEAC. Mexico. 2000* B4- O. Lobosco J.L. Días (Siemens): Selección y aplicación del motores eléctricos. Marcombo. Barcelona. 1999* B5-Arranque industrial de Motores Asincrónicos. Electro-tecnologias 10.* B6- Beaty y Kirtley: Manual del motor eléctrico.* B7-Normas IRAM 2008, 2223, 2244, 2192* B8- Chauprade Milsant : Control electrónico de los Motores de Corriente Alterna. * B9- M.G. Say : Alternating Current Machines..* B10- B.Yu Lipkin* B11-Publicación DANFOSS Cosas que merece la pena saber.* B12-Apparecchi di manovra e protezione. Bellato Buccianti Tommazzolli.* B13- Direct Current Machines M.G. Say & E.O. Taylor.* B14-Manual de Baja Tensión Siemens. Publicis MCD. 2000 (3) Guías de trabajos prácticos y complementos teóricos incluidos. (Cátedra) Apunte Control vectorial de velocidad de motores asincrónicos (Cátedra) BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA Control of Electrical Drives. W. Leonhard. Dispositivos electromecánicos. Greenwood. The Electric motor book. Machine Design. Electric Controls Book. Machine Design. Power Electronics and AC Drives. B.K. Bose. Power Systems Harmonics. Arrilaga. Escuela del Técnico Electricista. Tomo 11 *. IEEE Guide for AC Motor Protection IEEE Std C37.96. 7
Manual de Asinel sobre perturbaciones en los sistemas eléctricos.* IEEE Std 519-1992 Recomended Practices and Requirements for Armonic Control in Electric Power Systems. Norma NEMA MG1 Norma IEC 60034 8