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Universidad Pública de Navarra
| Código: 242401 | Asignatura: MÁQUINAS ELÉCTRICAS | ||||
| Créditos: 6 | Tipo: Obligatoria | Curso: 2 | Periodo: 2º S | ||
| Departamento: Ingeniería Eléctrica y Electrónica | |||||
| Profesorado: | |||||
| RODRIGUEZ CASAL, CARLOS [Tutorías ] | RODRIGUEZ CENTENO, AITOR [Tutorías ] | ||||
| BEA MONTES, FRANCISCO JAVIER [Tutorías ] | MARCOS ALVAREZ, JAVIER (Resp) [Tutorías ] | ||||
| GARCIA SOLANO, MIGUEL [Tutorías ] | USUNARIZ ARCAUZ, OIHANE [Tutorías ] | ||||
| GIRONES NAVARLAZ, JAVIER [Tutorías ] | |||||
Descripción/Contenidos
Tema 1: Introducción a las máquinas eléctricas.
Tema 2: Transformadores.
Tema 3: Fundamentos de máquinas eléctricas rotativas.
Tema 4: Máquina Síncrona.
Tema 5: Máquina Asíncrona.
Descriptores
Transformadores. Máquinas asíncronas. Máquinas síncronas.
Prerrequisitos: Circuitos eléctricos.
Competencias genéricas
CG1: Capacidad para la redacción, firma y desarrollo de proyectos en el ámbito de la ingeniería industrial en una o varias de las tres tecnologías específicas, Mecánica, Eléctrica y Electrónica Industrial, que tengan por objeto la construcción, reforma, reparación, conservación, demolición, fabricación, instalación, montaje o explotación de: estructuras, equipos mecánicos, instalaciones energéticas, instalaciones eléctricas y electrónicas, instalaciones y plantas industriales y procesos de fabricación y automatización.
CG2: Capacidad para la dirección de las actividades objeto de los proyectos de ingeniería descritos en el epígrafe anterior.
CG3: Conocimiento en materias básicas y tecnológicas, que les capacite para el aprendizaje de nuevos métodos y teorías, y les dote de versatilidad para adaptarse a nuevas situaciones.
CG4: Capacidad de resolver problemas con iniciativa, toma de decisiones, creatividad, razonamiento crítico y de comunicar y transmitir conocimientos, habilidades y destrezas en el campo de la Ingeniería Industrial en una o varias de las tres tecnologías específicas: Mecánica, Eléctrica y Electrónica Industrial.
CG5: Conocimientos para la realización de mediciones, cálculos, valoraciones, tasaciones, peritaciones, estudios, informes, planes de labores y otros trabajos análogos.
Competencias específicas
CC4: Poseer conocimientos y comprender los principios de la teoría de circuitos y máquinas eléctricas.
Resultados aprendizaje
• Conocer los fundamentos generales de las máquinas eléctricas.
• Entender el principio de funcionamiento de los transformadores.
• Entender la creación de campo magnético en el entrehierro y fuerzas electromotrices inducidas en las máquinas eléctricas rotativas en régimen permanente.
• Manejar los circuitos equivalentes del régimen permanente de las máquinas eléctricas rotativas de corriente alterna.
• Entender el funcionamiento de las máquinas rotativas como motor y generador.
• Conocer las principales características de cada tipo de máquina eléctrica en sus distintas aplicaciones.
• Resolver problemas prácticos relacionados con las principales máquinas eléctricas (transformadores, electroimanes, motores de inducción, motores síncronos, alternadores, etc.).
• Conocer la aparamenta básica ligada a las máquinas eléctricas.
Metodología
La asignatura Máquinas Eléctricas tiene carácter teórico-práctico, combinando clases magistrales, clases de problemas, actividades y trabajos en grupo, sesiones prácticas y aprendizaje autónomo por parte del estudiante.
Las clases magistrales consistirán en la explicación teórica de los aspectos fundamentales de cada tema, así como la resolución de dudas y cuestiones planteadas por los alumnos a partir de su aprendizaje autónomo de cada tema. Como parte de las actividades prácticas, individuales y/o grupales, se realizarán ejercicios prácticos y trabajos relacionados con los temas tratados.
Para comprender la asignatura y obtener un rendimiento adecuado de la misma, será necesario que el alumno lleve a cabo un trabajo continuado alrededor de las siguientes actividades:
- Asistir a clase regularmente.
- Realizar una lectura reflexiva y un estudio profundo del material que se aporte o indique en cada tema.
- Realizar los ejercicios y trabajos que se propongan a lo largo del curso.
- Participar activamente de cuantas discusiones surjan en clase.
- Consulta de dudas surgidas en el estudio de la materia en los horarios dispuestos por el profesor a tal efecto.
Como complemento docente se utilizará el Aulario Virtual, una herramienta que permite un mejor aprovechamiento de la asignatura. A través de él se indicará el calendario de las diferentes actividades de la asignatura, se podrá acceder al material docente y se utilizará para el envío de los trabajos solicitados en clase.
Resumen de Actividades
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Metodología - Actividad
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Horas Presenciales
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Horas no presenciales
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A-1 Clases expositivas/participativas
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45
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A-2 Prácticas
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15
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A-3 Debates, puestas en común, tutoría grupos
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5
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A-4 Elaboración de trabajo
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12
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A-5 Lecturas de material
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5
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A-6 Estudio individual
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58
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A-7 Exámenes, pruebas de evaluación
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5
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A-8 Tutorías individuales
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5
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Total
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65
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85
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Evaluación
A lo largo de todo el curso se propondrá la realización de diversas actividades. Dichas actividades podrán ser la resolución de ejercicios, la discusión de ejemplos o la realización de trabajos en los que se apliquen los conocimientos teóricos de la materia.
A lo largo del curso se fomentará el debate, y la participación de los alumnos será necesaria, tanto en las clases de carácter teórico como en las clases prácticas. En este sentido, al finalizar cada tema se realizaran sesiones prácticas que incluirán la realización de ejercicios, preguntas de respuesta corta y trabajos por medio de los cuales se evaluarán los principales conceptos teóricos y prácticos de cada tema. De esta forma, la evaluación de este conjunto de actividades será continua.
Al finalizar el semestre se realizará un examen escrito en el que se evaluará el contenido global del curso. Para superar la asignatura será necesario obtener un mínimo de 5 sobre 10 en dicho examen y haber asistido y realizado todas las sesiones prácticas. Una vez cumplidos estos requisitos, la nota final se calculará a partir de la nota de las sesiones prácticas y del examen con unos pesos del 20 y 80%, respectivamente.
Para poder realizar el examen de recuperación será necesario haber asistido y realizado todas las sesiones prácticas. Para superar la asignatura en el examen de recuperación será necesario obtener un mínimo de 5 sobre 10 en el examen.
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Aspecto
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Criterios
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Instrumento de Evaluación
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Peso Aproximado (%)
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Participación y Actividades Dirigidas
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CG1 CG2 CG3 CG4 CG5 CC4
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Trabajo Individual
Participación en clase/ Ejercicios/ test.
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10
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Trabajo en Grupo
Entrega/Exposición
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10
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Conocimiento de Conceptos de la Materia
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CG1 CG2 CG3 CG4 CG5 CC4
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Pruebas de Respuesta Corta - Tests
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25
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Pruebas de Respuesta Larga- Examen
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55
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Temario
La asignatura de Máquinas Eléctricas se divide en seis temas, cuyos contenidos específicos se detallan a continuación:
TEMA 1 Introducción a las máquinas eléctricas. Principios básicos de electromagnetismo
1.1 Ubicación de las máquinas eléctricas en el sistema eléctrico: etapas de generación, transformación, transporte, distribución y utilización
1.2 Definición de máquina eléctrica
1.3 Clasificación y tipos de máquinas eléctricas
1.4 Constitución de las máquinas eléctricas: los circuitos eléctrico y magnético
1.5 Leyes fundamentales del electromagnetismo que rigen el comportamiento de las máquinas eléctricas
1.6 Inductancia
1.7 Flujo de fugas
1.8 Acoplamiento magnético de bobinas
1.9 Propiedades de los materiales ferromagnéticos: pérdidas por histéresis y Foucault
1.10 Imanes permanentes
TEMA 2 Transformadores
2.1 Generalidades
2.2 Principio de funcionamiento del transformador ideal
2.3 El transformador real
2.4 Circuitos equivalentes del transformador
2.5 Obtención de los parámetros del circuito equivalente
2.6 Sistema de medición por unidad
2.7 Regulación de tensión y rendimiento
2.8 Transformadores con derivación y autotransformadores
2.9 Transformadores trifásicos
2.10 Conexión en paralelo de transformadores
TEMA 3 Fundamentos de las máquinas eléctricas rotativas
3.1 Introducción
3.2 Creación de un campo magnético en el entrehierro producido por una bobina de paso diametral
3.3 Tensión inducida en una bobina de paso diametral
3.4 Máquinas multipolares. Sistemas de referencia eléctrico y mecánico
3.5 Técnicas constructivas para eliminación de armónicos y obtención de ondas senoidales: Devanado equivalente.
3.6 Obtención de campos magnéticos pulsantes y giratorios. Teorema de Ferraris
3.8 Inductancias en una máquina eléctrica rotativa
3.9 Par electromagnético en máquinas de polos lisos
TEMA 4 Máquina síncrona
4.1 Introducción y generalidades. Aspectos constructivos.
4.2 Funcionamiento de la máquina síncrona en vacío y en carga. Reacción de inducido.
4.3 Circuito equivalente de la máquina síncrona de rotor cilíndrico. Ensayos de vacío y cortocircuito
4.4 Funcionamiento aislado del generador síncrono. Conexión en paralelo de generadores síncronos
4.5 Funcionamiento del generador síncrono conectado a una red de gran capacidad. Variación de potencia activa y reactiva
TEMA 5 Máquina asíncrona o de inducción
5.1 Generalidades y aspectos constructivos. Tipos de máquinas asíncronas
5.2 Principio de funcionamiento
5.3 Obtención del circuito equivalente en régimen permanente. Circuito equivalente simplificado
5.4 Ensayos para obtención del circuito equivalente
5.5 Balance de potencias. Rendimiento de la máquina
5.6 Característica mecánica par-velocidad. Zonas de funcionamiento
5.7 Arranque de la máquina de inducción
5.8 Variación de velocidad de la máquina de inducción
Por otro lado, la formación teórica se complementará con sesiones prácticas en las que se trabajará, tanto a través de simulaciones como de montajes experimentales, sobre:
- Transformadores monofásicos.
- Transformadores Trifásicos.
- Puesta en paralelo de transformadores
- Generador Síncrono.
- Motor Asíncrono.
- Variación de velocidad del motor asíncrono.
- Aparamenta de una instalación eléctrica con máquinas eléctricas.
Bibliografía
Acceda a la bibliografía que el profesorado de la asignatura ha solicitado a la Biblioteca.
· L. MARROYO, P. SANCHIS; “Apuntes sobre Máquinas Eléctricas”; UPNA.
· J. SANZ FEITO; “MÁQUINAS ELÉCTRICAS”; Prentice Hall; 2002.
· S. J. CHAPMAN; “MÁQUINAS ELÉCTRICAS”; McGraw Hill; segunda edición (1993).
· A. E. Fitzgeralda, Jr Charles Kingsley, Stephen D. Umans; “Máquinas Eléctricas”; McGraw-Hill, 1992.
· Jesús Fraile Mora, “Máquinas Eléctricas”; Colegio de Ingenieros de caminos, canales y puertos, tercera edición, 1995
· Jean Chatelain; “MACHINES ÉLECTRIQUES”; Traité d’Électricité; Presses Polytechniques Romandes, 1989.
· P. C. Sen; “PRINCIPLES OF ELECTRIC MACHINES AND POWER ELECTRONICS”; John Wiley & Sons; 1997.
· “MANUAL TEÓRICO PRÁCTICO INSTALACIONES ELÉCTRICAS EN BAJA TENSIÓN”, Schneider Electric.