UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS F AC UL T AD D E I N G E NI E R Í A SYLLABUS NOMBRE DEL DOCENTE: FACULTA DE INGENIERÍA ESPACIO ACADÉMICO: MOTORES Y GENERADORES Obligatorio ( X ) : Básico ( X ) Complementario ( ) Electivo ( ) : Intrínsecas ( ) Extrínsecas ( ) NUMERO DE ESTUDIANTES: CÓDIGO: 36 GRUPO: NÚMERO DE CREDITOS: 3 TIPO DE CURSO: TEÓRICO PRACTICO TEO-PRAC: X Alternativas metodológicas: Clase Magistral ( X ), Seminario ( ), Seminario Taller ( ), Taller ( X ), Prácticas ( X ), Proyectos tutoriados ( X ), Otro: HORARIO: DIA HORAS SALON I. JUSTIFICACIÓN DEL ESPACIO ACADÉMICO (El Por Qué?) Este espacio académico contribuye al entendimiento de la operación dimensionamiento y cálculo de máquinas eléctricas rotatorias utilizadas en sistemas de potencia como cargas o generadores. El espacio académico es requisito y base conceptual para aplicaciones de electrónica de potencia y control. El espacio académico pertenece al área de circuitos eléctricos. Prerrequisitos para cursar el espacio académico. Conocimientos de operaciones con números complejos, análisis de circuitos polifásicos, teoría de campos magnéticos, calculo integral y diferencial. Análisis de redes de más de dos puertos. Análisis y diseño de transformadores. Análisis de circuitos.
II. PROGRAMACION DEL CONTENIDO (El Qué? Enseñar) OBJETIVO GENERAL Preparar al estudiante en el manejo de las máquinas rotativas AC y DC, fortaleciendo el análisis y modelado matemático de la operación de máquinas rotativas, paralelo a un laboratorio qu permita evidenciar los conceptos teóricos. OBJETIVOS ESPECÍFICOS Identificar las diferentes topologías de máquinas eléctricas rotativas. Conocer los principios generales y y condiciones de funcionamiento de máquinas eléctricas rotativas. Diferenciar los diferentes tipos de máquinas eléctricas rotativas. Adquirir conocimientos para el modelado eléctrico de las diferentes máquinas eléctricas rotativas. COMPETENCIAS DE FORMACIÓN: Contexto: Analizar el desarrollo de los sistemas de potencia eléctrica, identificando las diferentes topologías de máquinas eléctricas rotativas, su aprovechamiento, eficiencia y aplicaciones industriales Cognitivas: Interpretar las relaciones de campos magnéticos con la generación y transformación de la energía eléctrica. Analizar el comportamiento de campos magnéticos en la producción de energía eléctrica, y su relación con las magnitudes de corriente, tensión y potencia. Determinar los modelos matemáticos que representan las diferentes clases de máquinas rotativas. Laborales: Diseñar, analizar e implementar sistemas que usen máquinas rotativas. Así como proponer soluciones a problemas de generación, y utilización de máquinas rotativas en aplicaciones industriales. PROGRAMA SINTÉTICO: 1. Motores de corriente directa. 2. Motores y generadores síncronos. 3. Motores asíncronos. 4. Motores especiales.
III. ESTRATEGIAS (El Cómo?) 1. Cátedra magistral 2. Laboratorios que van paralelos a los conceptos adquiridos y desarrollados en las clases magistrales. Total Créditos profesor/semana Estudiante/semana Estudiante/semestre Tipo de Curso TD TC TA (TD + TC) (TD + TC +TA) X 16 semanas 4 2 6 6 12 192 4 profesor/semana Estudiante/semana Total Estudiante/semestre Créditos Tipo de Curso TD TC TA (TD + TC) (TD + TC +TA) X 16 semanas 4 2 3 6 9 144 3 Trabajo Presencial Directo (TD): trabajo de aula con plenaria de todos los estudiantes. Trabajo Mediado_Cooperativo (TC): Trabajo de tutoría del docente a pequeños grupos o de forma individual a los estudiantes. Trabajo Autónomo (TA): Trabajo del estudiante sin presencia del docente, que se puede realizar en distintas instancias: en grupos de trabajo o en forma individual, en casa o en biblioteca, laboratorio, etc.) IV. RECURSOS (Con Qué?) La clase se desarrolla con base en, clases teóricas, trabajos teóricos y tareas, trabajos prácticos y trabajos de laboratorio BIBLIOGRAFÍA TEXTOS GUÍA ANDERSON Leonard, Electric Machines & Transformers CHAPMAN Stephen, Electric Machinery Fundamentals. Mc Graw Hill FITZGERALD, Electric Machinery KOSTENKO PIOTROVSKI, Máquinas Eléctricas LIWSCHITZ Michael, WHIPPEL Clyde, Máquinas de Corriente Alterna NASAR, Máquinas Eléctricas y Electromecánicas. Serie SCHAUM LANGSDORF Alexander, Theory of AC Machinery TEXTOS COMPLEMENTARIOS REVISTAS
IEEE Power & Energy magazine DIRECCIONES DE INTERNET http://www.creg.gov.co http://www.upme.gov.co http://www.minminas.gov.co http://www.simec.gov.co/ V. ORGANIZACIÓN / TIEMPOS (De Qué Forma?) 1. MOTORES D. C. (2 SEMANAS = 8 HORAS) Fundamentos de máquinas D. C. Conmutación Voltaje interno generado y por inducido Introducción a los motores D. C. Circuito equivalente de motor D. C. Curva de magnetización de una máquina D. C. Motores D. C. con excitación separada y motores D. C. en derivación Arrancado en motores D. C. Control de velocidad por campo y armadura Sistemas dinámicos D. C. 2. FUNDAMENTOS DE MAQUINAS DE C. A. - ALTERNADORES. (3 SEMANAS = 12 HORAS) Demostración de creación de un solo campo magnético a partir de n bobinas pulsaciones y una fuente de n fases (CAMPO MAGNETICO ROTACIONAL) Voltaje inducido en máquinas A. C. Par inducido en máquinas A. C. Construcción de generadores síncronos Velocidad de rotación de un generador síncrono Voltaje interno generado por un generador síncrono Circuito equivalente de un generador síncrono Diagrama fasorial de un generador síncrono Potencia y par en un generador síncrono Medición de los parámetros de un generador síncrono
El generador síncrono operando solo Operación en paralelo de generadores A. C. Valores nominales de un alternador 3. MOTORES SÍNCRONOS (2 SEMANAS = 8 HORAS) Principios básicos de operación de motores síncronos Operación de estado estacionario de motor síncrono Arranque de motores síncronos Generadores síncronos y motores síncronos Valores nominales en los motores síncronos 4.MOTORES DE INDUCCIÓN (3 SEMANAS = 12 HORAS) Construcción de motores de inducción Conceptos básicos sobre motores de inducción Circuito equivalente de un motor de inducción Potencia y par en los motores de inducción Arranque en motores de inducción Control de velocidad en motores de inducción Controladores de estado sólido para motor de inducción Determinación de parámetros de circuito equivalente Generador de inducción Valores nominales de motores de inducción. 5. MOTOR MONOFASICO Y MOTORES ESPECIALES (3 SEMANAS = 12 HORAS) El motor universal Introducción a los motores de inducción monofásicos Arranque de motores monofásicos de inducción Control de velocidad de motores de inducción monofásico Motor de reluctancia Motor de histéresis Motores de paso Motores sin escobillas Motores bifásicos de inducción 6. ESFUERZO DE TRANSITORIOS DE MAQUINAS ELECTRICAS (2 SEMANAS = 8 HORAS) Introducción Dinámica de máquinas D. C.
Laboratorio TERCERA NOTA SEGUNDA NOTA PRIMERA NOTA Dinámica de generadores síncronos 7. ANÁLISIS DE PROTECCIÓN EN TRANSISTORIOS Y ESTABILIDAD DE MAQUINAS D. C. Y A. C. RELATIVAS (1 SEMANA = 4 HORAS) VI. EVALUACIÓN (Qué, Cuándo, Cómo?) TIPO DE EVALUACIÓN FECHA PORCENTAJE Escrita 15% Escrita 15% Escrita 20% Implementación de montajes para medición de motores, pruebas de motores DC y AC 20% EXAM. FINAL Escrita, Cognitiva y de análisis de generalidades de máquinas DC y AC. 30% ASPECTOS A EVALUAR DEL CURSO 1. Evaluación del desempeño docente 2. Evaluación de los aprendizajes de los estudiantes en sus dimensiones: individual/grupo, teórica/práctica, oral/escrita. 3. Autoevaluación: 4. Coevaluación del curso: de forma oral entre estudiantes y docente.