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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, Electrónica y de Comunicación | |||||
| Profesorado: | |||||
| BEA MONTES, FRANCISCO JAVIER [Tutorías ] | MARCOS ALVAREZ, JAVIER (Resp) [Tutorías ] | ||||
| GARCIA SOLANO, MIGUEL [Tutorías ] | BERRUETA IRIGOYEN, ALBERTO [Tutorías ] | ||||
| BRACO SOLA, ELISA [Tutorías ] | |||||
Descripción/Contenidos
- Introducción a las máquinas eléctricas.
- Principios básicos de electromagnetismo.
- Materiales magnéticos.
- Conductores y aislantes eléctricos.
- Transformadores monofásicos y trifásicos
- Principios básicos de las máquinas eléctricas rotativas.
- Máquina asíncrona: circuito equivalente y funcionamiento en régimen permanente
- Máquina síncrona: circuito equivalente y funcionamiento en régimen permanente
- Aparamenta eléctrica asociada a las máquinas eléctricas.
- Prácticas de laboratorio.
Competencias genéricas
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.
CG10: Capacidad de trabajar en un entorno multilingüe y multidisciplinar.
Competencias específicas
CC4: Poseer conocimientos y comprender los principios de la teoría de circuitos y máquinas eléctricas.
Resultados aprendizaje
R1. Conocer los fundamentos generales de las máquinas eléctricas.
R2. Entender el principio de funcionamiento de los transformadores.
R3. Entender la creación de campo magnético en el entrehierro y fuerzas electromotrices inducidas en las máquinas eléctricas rotativas en régimen permanente.
R4. Manejar los circuitos equivalentes del régimen permanente de las máquinas eléctricas rotativas de corriente alterna.
R5. Entender el funcionamiento de las máquinas rotativas como motor y generador.
R6. Conocer las principales características de cada tipo de máquina eléctrica en sus distintas aplicaciones.
R7. Resolver problemas prácticos relacionados con las principales máquinas eléctricas (transformadores, electroimanes, motores de inducción, motores síncronos, alternadores, etc.).
R8. 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
| Metodología - Actividad | Horas Presenciales | Horas no presenciales |
| A-1 Clases expositivas/participativas | 45 | |
| A-2 Prácticas | 15 | |
| A-3 Debates, puestas en común, tutoría grupos | 5 | |
| A-4 Elaboración de trabajo | 12 | |
| A-5 Lecturas de material | 5 | |
| A-6 Estudio individual | 58 | |
| A-7 Exámenes, pruebas de evaluación | 5 | |
| A-8 Tutorías individuales | 5 | |
| Total | 65 | 85 |
Evaluación
| Resultado de aprendizaje | Sistema de evaluación | Peso (%) | Carácter recuperable |
| R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7 | Pruebas de Respuesta Larga | 80 Parcial 1 (20% de la nota): Temas 1 y 2. Parcial 2 (20% de la nota): Temas 3 y 4. Examen Final ordinario (40% de la nota): entrará todo el temario. |
Sí |
| R4, R5, R6, R7, R8 | Pruebas, Informes y Trabajo experimental. | 20 (Aclaración: para aprobar la asignatura es imprescindible la asistencia y participación en las prácticas. En el caso de no asistir de forma injustificada a alguna de las prácticas, no se podrá realizar el examen y la calificación será "No Presentado"). La nota de prácticas se dividirá en un 50% entre la nota de las cinco prácticas y otro 50% un examen final de prácticas en el que se pedirá repetir una de las prácticas a sorteo. |
No |
NOTA: Para aprobar la asignatura será necesario obtener entre las 3 pruebas un 5 sobre 10 (No hay nota mínima en ninguno de las 3 pruebas). En caso de no obtener este mínimo de 5/10, la nota final será la de las pruebas de respuesta larga, sin contar la nota de prácticas. Todos los exámenes parciales de la evaluación continua son recuperables, aunque se recuperarán en una única prueba escrita (Evaluación de recuperación).
Temario
La asignatura de Máquinas Eléctricas se divide en seis temas, cuyos contenidos específicos se detallan a continuación:
TEMA 0. Introducción a las máquinas eléctricas.
0.1 Ubicación de las máquinas eléctricas en el sistema eléctrico: etapas de generación, transformación, transporte, distribución y utilización
0.2 Definición de máquina eléctrica
0.3 Clasificación y tipos de máquinas eléctricas
TEMA 1. Principios básicos de electromagnetismo y transformadores.
1.1 Constitución de las máquinas eléctricas: los circuitos eléctrico y magnético
1.2 Revisión de las Leyes fundamentales del electromagnetismo que rigen el comportamiento de las máquinas eléctricas
1.3 Imanes permanentes
TEMA 2. Fundamentos de las máquinas eléctricas rotativas
2.1 Introducción
2.2 Creación de un campo magnético en el entrehierro producido por una bobina de paso diametral
2.3 Tensión inducida en una bobina de paso diametral
2.4 Máquinas multipolares. Sistemas de referencia eléctrico y mecánico
2.5 Técnicas constructivas para eliminación de armónicos y obtención de ondas senoidales: Devanado equivalente.
2.6 Obtención de campos magnéticos pulsantes y giratorios. Teorema de Ferraris
2.7 Inductancias en una máquina eléctrica rotativa
2.8 Par electromagnético en máquinas de polos lisos
TEMA 3. Máquina síncrona
3.1 Introducción y generalidades. Aspectos constructivos.
3.2 Funcionamiento de la máquina síncrona en vacío y en carga. Reacción de inducido.
3.3 Circuito equivalente de la máquina síncrona de rotor cilíndrico. Ensayos de vacío y cortocircuito
3.4 Funcionamiento aislado del generador síncrono.
3.5 Funcionamiento del generador síncrono conectado a una red de gran capacidad. Variación de potencia activa y reactiva
TEMA 4. Máquina asíncrona o de inducción
4.1 Generalidades y aspectos constructivos. Tipos de máquinas asíncronas
4.2 Principio de funcionamiento
4.3 Obtención del circuito equivalente en régimen permanente. Circuito equivalente simplificado
4.4 Ensayos para obtención del circuito equivalente
4.5 Balance de potencias. Rendimiento de la máquina
4.6 Característica mecánica par-velocidad. Zonas de funcionamiento
TEMA 5. Introducción los accionamientos eléctricos
5.1 Accionamientos de Máquina Asíncrona a Velocidad Fija: Régimen de funcionamiento. Arranque de la Máquina Asíncrona.
5.2 Accionamientos de Máquina Asíncrona a Velocidad Variable: Variación del deslizamiento. Variación por cambio de f. Control V/f. El variador de frecuencia.
5.3 Accionamientos de Máquina Síncrona a Velocidad Fija: Curva par-velocidad en rég. permanente. El problema del arranque y el transitorio.
5.4 Accionamientos de Máquina Síncrona a Velocidad Variable: Motor síncrono de imanes permanentes. Motor brushless-DC.
Programa de prácticas experimentales
Por otro lado, la formación teórica se complementará con sesiones prácticas en las que se trabajará, con montajes experimentales, sobre:
PRÁCTICA 1: MODELO MÁQUINA SÍNCRONA
PRÁCTICA 2: MODELO MÁQUINA ASÍNCRONA
PRÁCTICA 3: CURVA PAR-VELOCIDAD MÁQUINA ASÍNCRONA
PRÁCTICA 4: ARRANQUE MÁQUINA ASÍNCRONA
PRÁCTICA 5: VARIACIÓN FRECUENCIA MÁQUINA ASÍNCRONA
Bibliografía
Acceda a la bibliografía que el profesorado de la asignatura ha solicitado a la Biblioteca.
Bibliografía básica:
· L. Marroyo, P. Sanchis; Apuntes sobre Máquinas Eléctricas; UPNA.
· Jesús Fraile Mora, Máquinas Eléctricas; Colegio de Ingenieros de caminos, canales y puertos, tercera edición, 1995
· J. Sanz Feito; Máquinas Eléctricas; Prentice Hall; 2002.
Bibliografía avanzada:
· S. J. Chapman; Máquinas Eléctricas; McGraw Hill; segunda edición (1993).
· A. E. Fitzgeralda, Jr Charles Kingsley, Stephen D. Umans; Máquinas Eléctricas; McGraw-Hill, 1992.
· 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.