Máquinas Eléctricas I - Universitat Politècnica de Catalunya

Última modificación: 07-09-2016
820127 - ME1EE - Máquinas Eléctricas I
Unidad responsable:
820 - EEBE - Escuela Universitaria de Ingeniería Técnica Industrial de Barcelona
Unidad que imparte:
709 - EE - Departamento de Ingeniería Eléctrica
Curso:
2016
Titulación:
GRADO EN INGENIERÍA ELÉCTRICA (Plan 2009). (Unidad docente Obligatoria)
Créditos ECTS:
6
Idiomas docencia:
Catalán
Profesorado
Responsable:
Ramon Bargalló Perpiñà
Otros:
Ramon Bargalló Perpiñà, Altres
Capacidades previas
Cálculo diferencial e integral
Cálculo matricial
Resolución de ecuaciones diferenciales lineales
Operaciones con números complejos
Conocimientos de electromagnetismo
Resolución de circuitos en CC y CA en régimen sinusoidal permanente.
Conocimiento de las funcionalidades de la calculadora científica y su uso ( en concreto: resolución de sistemas de
ecuaciones, zeros de funciones, integración aproximada, operaciones con complejos)
Requisitos
Las adquiridas al haber cursado la asignatura de Sistemas Eléctricos
Competencias de la titulación a las cuales contribuye la asignatura
Específicas:
1. Capacidad para el cálculo y diseño de máquinas eléctricas.
Transversales:
3. TRABAJO EN EQUIPO - Nivel 3: Dirigir y dinamizar grupos de trabajo, resolviendo posibles conflictos, valorando el
trabajo hecho con las otras personas y evaluando la efectividad del equipo así como la presentación de los resultados
generados.
Metodologías docentes
La asignatura usa la metodologia expositiva para las sesiones tóricas, el aprendizaje basado en proyectos para las
sesiones de problemas y actividades dirigidas. En las sesiones de laboratorio los estudiantes deberán aplicar los
conocimientos adquiridos en las sesiones de teoria y problemas a la obtención y análisis de los resultados de los ensayos
realizados.
Objetivos de aprendizaje de la asignatura
Aplicación de los conceptos electromagnéticos al estudio de la conversión electromecánica de la energia y al
comportamiento de los circuitos magnéticos acoplados; siempre centrándonos en el ámbito de los transformadores
industriales i de las máquinas asíncronas.
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Horas totales de dedicación del estudiantado
Dedicación total: 150h
Horas grupo grande:
45h
30.00%
Horas grupo mediano:
0h
0.00%
Horas grupo pequeño:
15h
10.00%
Horas actividades dirigidas:
0h
0.00%
Horas aprendizaje autónomo:
90h
60.00%
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Contenidos
Transformadores industriales.
Dedicación: 14h
Grupo grande/Teoría: 5h
Grupo pequeño/Laboratorio: 2h
Aprendizaje autónomo: 7h
Descripción:
Constitución. Limitaciones de los sistemas electrocinético, dieléctrico, magnético y térmico. Conceptos de tensión,
corriente y potencia nominal.
Actividades vinculadas:
Ensayo de calentamiento del transformador. Trabajo en carga.
Objetivos específicos:
Entender los límites de las máquinas eléctricas.
Transformadores trifàsicos.
Dedicación: 23h
Grupo grande/Teoría: 7h
Grupo pequeño/Laboratorio: 5h
Actividades dirigidas: 11h
Descripción:
Transformaciones especiales. Bancos trifásicos mediante elementos monofásicos. Transformador de 3 columnas.
Índice horario.
Actividades vinculadas:
Ensayo en vacío y en cortocircuito de transformadores monofásicos. Determinación de parámetros en
transformadores monofásicos.
Ensayos en transformadores trifásicos. Rotación de fases. Grupos de conexión.
Objetivos específicos:
Entender el funcionaminento y analizar el trabajo de los transformadores trifásicos.
Transformaciones especiales.
Dedicación: 8h
Grupo grande/Teoría: 3h
Aprendizaje autónomo: 5h
Descripción:
Autotransformadores. Teansformadores de tres arrollamientos. Transformadores de medida.
Objetivos específicos:
Entender y analizar el funcionamiento de algunas conexiones y aplicaciones especiales de los transformadores
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Conversión electromecánica de la energia.
Generalidades
Dedicación: 10h
Grupo grande/Teoría: 4h
Aprendizaje autónomo: 6h
Descripción:
El medio de acoplamiento para una óptima conversión electromecánica. Modelo del convertidor elemental. fem
inducida. Par interno. Salida mecánica. Pérdidas. Balance de potencias. Esquerma equivalente.
Objetivos específicos:
Entender los principios de transformación de energia eléctrica en mecánica y viceversa.
Principios comunes a las máquinas de corriente
alterna.
Dedicación: 25h
Grupo grande/Teoría: 7h
Aprendizaje autónomo: 18h
Descripción:
Generador alterno elemental. Devanados en máquinas rotativas de corriente alterna. Generación de la fem
inducida. Caso trifásico. Factores de distribución, acortamiento del paso e inclinación de ranura. Factor de
bobinado. Influencia de los armónicos. Factor de forma. Campo creado por un devanado monofásico recorrido
por corriente alterna. Componente fundamental del campo resultante en el entrehierro en la máquina trifásica.
Teorema del campo giratorio.
Objetivos específicos:
Identificar los principios comunes a todas las máquinas de corriente alterna.
Motor asíncrono.
Dedicación: 42h
Grupo grande/Teoría: 13h
Grupo pequeño/Laboratorio: 4h
Aprendizaje autónomo: 25h
Descripción:
Motor asíncrono trifásico. Principio de funcionamiento. Deslizamiento. Campo resultante en el entrehierro.
Obtención del par interno. Circuito equivalente. Balance de potencias. Rendimiento. ESquema equivalente
aproximado. Diagrama circular. Características de funcionamiento en régimen permanente. Servicio como motor.
Adaptación automática del par interno al resistente. Modificación de las características en función de la tensión y
la frecuencia.
Actividades vinculadas:
Ensayos en el motor asíncrono. Determinación de parámetros. Esquema equivalente.
Trabajo en carga. Determinación de características en régimen permanente.
Objetivos específicos:
Entender el funcionamiento y analizar el funcionamiento como motor de la máquina asíncrona.
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Máquinas asíncronas especiales.
Dedicación: 28h
Grupo grande/Teoría: 6h
Grupo pequeño/Laboratorio: 4h
Aprendizaje autónomo: 18h
Descripción:
Alternaodr asíncrono. Máquina asíncrona doblemente alimentada: aplicación a la generación eólica. Motor
monofásico. Estudio del par. Esquema equivalente. Métodos de arranque. Característica mecánica.
Actividades vinculadas:
Motor asíncrono monofásico. Arranque. Características mecánica y de servicio.
Generador asíncrono. Trabajo conectado a red. Trabajo autónomo.
Objetivos específicos:
Entender el funcionamiento y analizar el trabajo como generador de la máquina asíncrona así como de la
máquina monofásica.
Sistema de calificación
Prueba parcial: 20+20%
Ejercicios y problemas resueltos en clase y fuera de clase: 20%
Laboratorio: 20%
Prueba final: 20%
Normas de realización de las actividades
En las pruebas parcial y final es necesario llevar calculadora y un formulario MANUSCRITO de 1 hoja que debe entregarse
junto con el examen. Este formulacio NO se devolvera. Dado el caracter continuado de la evaluación no habra prueba de
reevaluación.
Bibliografía
Básica:
Zorbas, Dino. Electric machines : principles, applications and control schematics. 2nd ed. Montreal: McGill University, 2015.
ISBN 9781133628514.
Fraile Mora, Jesús. Máquinas eléctricas. 7a ed. Madrid [etc.]: Garceta, 2015. ISBN 8416228132.
Boldea, I.; Tutelea, Lucian. Electric machines : steady state, transients and design with MATLAB. Boca Raton [etc.]: CRC
Press / Taylor & Francis Group, cop. 2010. ISBN 9781420055726.
Complementaria:
Gross, Charles A. Electric machines. Boca Raton: Taylor & Francis, 2007. ISBN 0849385814.
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