Plantilla sílabo 2011 UCCI

SÍLABO DE FUNDAMENTOS DE MÁQUINAS ELECTRICAS
I. DATOS GENERALES
CÓDIGO
A0999
CARÁCTER
Obligatorio
CRÉDITOS
5
PERIODO ACADÉMICO
2016
PRERREQUISITO
Teoría Electromagnética
HORAS
Teóricas:
4
Prácticas:
2
II. SUMILLA DE LA ASIGNATURA
La asignatura corresponde al área Formativa Ciencias de la Ingeniería es de naturaleza
teórico-práctica. El propósito de la asignatura es capacitar al estudiante en los aspectos
teórico-prácticos de las máquinas eléctricas
La asignatura contiene: Circuitos magnéticos, transformadores, motores de CD, motores
de AC. Generadores CD. Generadores AC. Instalación de motores y generadores. Diseño y
cálculo de Instalaciones
III. COMPETENCIA
Aplica las leyes del electromagnetismo en el análisis y desempeño de los circuitos
magnéticos de las máquinas eléctricas estáticas y rotativas.
Analizar
el
principio
de
funcionamiento
y
operación
de
transformadores
y
autotransformadores.
Determinar los parámetros eléctricos de un transformador, a partir de los ensayos de vacío
y cortocircuito.
Emplea la norma IEC 60076, en la especificación de transformadores de potencia.
Analizar el principio de funcionamiento y operación de los generadores y motores eléctricos
de corriente continua. Evaluar el desempeño de estas máquinas en operación.
Manipula en forma eficaz los parámetros que gobiernan el comportamiento de los motores
de corriente alterna (inducción)
Analiza y maneja las máquinas de corriente alterna, para selección del tipo de máquina a
utilizar en procesos de producción.
Maniobra los motores y generadores rotativos de acuerdo a sus características técnicas en
forma experimental, para aplicarlos en procesos de control y de producción.
IV. ORGANIZACIÓN DE LOS APRENDIZAJES
UNIDAD
CONOCIMIENTOS
-
I
-
TEMA I: ELECTROMAGNETISMO
El Campo magnético.
Sistemas de unidades magnéticas.
Sustancias diamagnéticas, paramagnéticas
y ferromagnéticas.
Circuitos magnéticos.
Cálculo del circuito magnético.
Inducción electromagnética y principio de
Lenz.
Inductancia y fenómenos de
autoinducción. Inductancia mutua.
Energía del campo magnético.
Pérdidas de Faucault y Histéresis.
TEMA II TRANSFORMADOR
MONOFÁSICO.
Principio
de
funcionamiento
del
transformador.
El transformador monofásico ideal.
El transformador monofásico real.
Ensayo de vacío y ensayo de cortocircuito.
Circuito equivalente del transformador.
Polaridad del transformador monofásico.
Regulación de tensión.
Eficiencia de un transformador monofásico.
Funcionamiento en paralelo de los
transformadores monofásicos.
El autotransformador.
PROCEDIMIENTOS
Aplicación de prueba diagnóstica.
Explicación del sílabo.
- Conoce e interpreta el campo magnético de corriente
eléctrica.
- Aplica y relaciona las unidades magnéticas.
- Identifica los materiales magnéticos.
- Identifica la Ley de Ohm para circuitos magnéticos.
- Aplica la Ley de la inducción electromagnética.
- Analiza y aplica el principio de la Ley de Lenz.
- Calcula la energía del campo magnético.
- Analiza y aplica las pérdidas en los núcleos
magnéticos.
- Principio de funcionamiento del transformador.
- El transformador monofásico ideal: tensión inducida,
tensión autoinducida. Relación de transformación.
- El transformador monofásico real: resistencia de los
devanados,
flujo
de
dispersión,
circuito
de
magnetización.
- Ensayo de vacío y ensayo de cortocircuito.
-
-
Ensayo
de
vacío:
cálculo
del
circuito
de
magnetización.
Ensayo de cortocircuito: Cálculo de la impedancia
equivalente
del
transformador.
Tensión
de
cortocircuito.
Circuito equivalente del transformador.
Polaridad del transformador monofásico.
Regulación de tensión.
Eficiencia de un transformador monofásico.
Funcionamiento en paralelo de los transformadores
monofásicos. Reparto de carga.
El
autotransformador:
ventajas,
desventajas,
elevador, reductor, aplicaciones.
ACTITUDES
Valora a la energía
eléctrica como
fuente indispensable
para el proceso de
industrialización.
Se incorpora a la
Universidad,
desarrollando un
trabajo
comprometido en
dos labores
académicas
fundamentales, la
visión y el trabajo en
instalaciones
industriales.
-
-
-
TEMA III TRANSFORMADORES
TRIFÁSICO.
El transformador trifásico.
Grupos de conexión.
Método del reloj.
Paralelo de transformadores trifásicos.
Especificaciones técnicas según Norma IEC
60076.
TEMA IV: GENERADORES ELÉCTRICOS.
Partes constructivas de una máquina DC.
Principio de operación del generador DC.
-
-
El transformador trifásico: Características de
funcionamiento y construcción.
Grupos de conexión: Conexionado, relación de
transformación y aplicaciones.
Método del reloj.
Paralelo de transformadores trifásicos.
Especificaciones técnicas según Norma IEC 60076.
Partes constructivas de una máquina DC: Estator
(núcleo, devanados de campo), Rotor (inducido,
escobillas, colector), Carcasa.
- Principio de operación del generador DC: Tensión
inducida.
-
-
Generador de excitación independiente.
- Generadores autoexcitados.
- Generadores compuestos.
-
-
-
II
TEMA V: MOTORES DE C.C.
- Principio de funcionamiento del motor DC.
- Motor DC de excitación independiente
-
-
Motor DC shunt.
Motor DC Serie
- Motor DC Compuesto.
-
-
-
-
Examen Parcial
Generador
de
excitación
independiente:
Conexionado, ensayo de vacío, operación con carga
(regulación de tensión, eficiencia).
Generadores autoexcitados: Generador DC shunt,
Generador DC serie, Generador DC compuesto
Principio de funcionamiento del motor DC: Regla de
Fleming, Fuerza contraelectromotriz, Ecuación de la
velocidad, Par desarrollado en un motor, Reacción del
inducido y posición de las escobillas en los motores,
Polos de conmutación.
Motor DC de excitación independiente: Conexionado,
corriente de arranque, resistencia de arranque,
característica Par- velocidad, regulación de velocidad,
control de velocidad.
Motor DC Shunt: Conexionado, corriente de arranque,
característica Par- velocidad, regulación de velocidad,
control de velocidad, aplicaciones.
Motor DC serie: Conexionado, corriente de arranque,
característica Par- velocidad, regulación de velocidad,
control de velocidad, aplicaciones.
EVALUACIÓN PARCIAL
Valora a la energía
eléctrica como
fuente indispensable
para el proceso de
industrialización.
Se incorpora a la
Universidad,
desarrollando un
trabajo
comprometido en
dos labores
académicas
fundamentales, la
visión y el trabajo en
instalaciones
industriales.
Respeta las ideas de
los demás y se
esfuerza por lograr
resolver los
problemas
planteados.
Tema VI: MAQUINAS ROTATIVAS
- Características mecánicas de las máquinas
rotativas: Potencia, torque, velocidad,
rendimiento, factor de potencia.
- Ejemplos de aplicación.
- Tipos motores eléctricos.
- Características constructivas del Motor de
Inducción trifásica: Estator, rotor y
carcasa.
III
Principio de funcionamiento del motor de
inducción: - El campo magnético giratorio,
deslizamiento, tensión inducida en el rotor.
- Modelamiento de la máquina de inducción
trifásico: Circuito equivalente del estator,
circuito magnetización, circuito equivalente
del rotor.
- Circuito equivalente Thévenin.
- Ecuación del Torque desarrollado.
- Clase de diseño de rotor según NEMA y sus
aplicaciones: Clase de diseño A, B, C y D.
- Tipos y Características de las cargas
Tema: VII CONTROL DE MOTORES DE
INDUCCION TRIFASICA.
IV
- Sistemas de Arranques a Tensión Plena.
- Componentes del sistema de control de los
arranques a tensión plena.
- Sistemas de Arranques a Tensión Reducida.
- Componentes del sistema de control de los
arranques a tensión reducida.
Aplicaciones Industriales
Tema: VII MAQUINAS SINCRONAS
- Características constructivas de
máquinas
las
- Definición de los siguientes conceptos: Potencia
eléctrica, potencia mecánica, rendimiento de un
motor eléctrico, Torque desarrollado, velocidad,
equivalencias.
- Identificación de la partes de un motor de inducción:
Estator
(núcleo y devanados), Rotor (tipos), Carcasa (función,
normas, aplicaciones).
- Demostración de la generación del campo magnético
giratorio.
- Definición de Deslizamiento y su importancia en el
funcionamiento de la máquina de inducción.
- La Tensión inducida en el rotor y su dependencia con
el deslizamiento.
- Circuito equivalente del estator.
- Circuito equivalente del circuito de magnetización.
- Circuito equivalente del rotor.
- Circuito equivalente monofásico
- Aplicación del teorema de Thévenin para determinar:
El torque
desarrollado por el motor, Torque de arranque, Torque
máximo, Potencia desarrollada y Potencia máxima
desarrollada.
- Determinación del deslizamiento crítico.
- Clase de diseño del rotor: Simple jaula, jaula profunda,
doble jaula, jaula pequeña.
- Características Par – Velocidad según la clase de
diseño:
Clase de diseño A, B, C y D.
- Tipos de carga: Característica Par – Velocidad.
- Estructura de la máquina síncrona: Estator, rotor
(tipos).
Valora a la energía
eléctrica como
fuente indispensable
para el proceso de
industrialización.
Se incorpora a la
Universidad,
desarrollando un
trabajo
comprometido en
dos labores
académicas
fundamentales, la
síncronas trifásicas: rotor de polos lisos,
rotor de
polos salientes.
- Aplicaciones.
- El generador síncrono: Principio de
funcionamiento, circuito equivalente.
- Característica de vacío
- El generador con carga
- Ejercicios de aplicación
- Definición de aplicaciones:
compensador síncrono.
Generador, Motor y
- Tensión y frecuencia inducida. Relación entre
frecuencia y
número de polos.
- Circuito equivalente del generador síncrono:
Resistencia de la
armadura, Reactancia síncrona
El generador con carga:
- Regulación de tensión, análisis fasorial para los
diferentes tipos de carga.
- Ejercicios de aplicación
EVALUACIÓN FINAL
visión y el trabajo en
instalaciones
industriales.
Respeta las ideas de
los demás y se
esfuerza por lograr
resolver los
problemas
planteados.
V.
ESTRATEGIAS METODOLÓGICAS
Exposiciones de contenidos conceptuales, individuales y/o grupales.
Desarrollo de prácticas calificadas y prácticas de laboratorio.
Pruebas o exámenes de desarrollo.
Ejercicios y/o prácticas realizadas en clase.
VI. SISTEMA DE EVALUACIÓN
RUBROS
Evaluación de entrada
INSTRUMENTOS
Prueba Objetiva
PESO
Requisito
Ficha de Exposición
Consolidado 1
20%
Prueba de Desarrollo
Evaluación Parcial
Prueba de Desarrollo
20%
Ficha de Exposición
Consolidado 2
20%
Prueba de Desarrollo
Evaluación Final
Prueba de Desarrollo
Evaluación de
recuperación
Prueba de Desarrollo
40%
Fórmula para obtener el promedio:
PF = C1 (20%) + EP (20%) + C2 (20%) + EF (40%)
VII. BIBLIOGRAFÍA
7.1 BÁSICA

J. ROLDAN VILORIA. MOTORES ELECTRICOS ACCIONAMIENTO DE MAQUINAS.
PARANINFO. 2001

C. R. PAUL, S.A. NASAR, L. E. UNNEWEHR. MÁQUINAS ELÉCTRICAS. MC. GRAW HILL.
1991

DONALD V. RICHARDSON. ARTHUR
J. CAISSE, JR.
MÁQUINAS
ELÉCTRICAS
ROTATIVAS Y TRANSFORMADORES. PRENTICE HALL. 1997

IRVING L. KOSOW. MÁQUINAS ELÉCTRICAS Y TRANSFORMADORES. PRENTICE HALL.
1993

GEORGE
MCPHERSON.
INTRODUCCION
A
LAS
MAQUINAS
ELECTRICAS
Y
TRANSFORMADORES. LIMUSA. 1987

VVEMBU
GOURIZHANKAR.
CONVERSION
DE
ENERGIA
ELECTROMECANICA.
ALFAOMEGA. 1995

C. B. GRAY. MÁQUINAS ELÉCTRICAS Y SISTEMAS ACCIONADORES ALFAOMEGA. 1993

BHAG
S.
GURU
-
HUSEYIN
R.
TRANSFORMADORES. OXFORD. 2003
HISIROGLU.
MÁQUINAS
ELÉCTRICAS
Y

JESUS FRAILE MORA. MAQUINAS ELECTRICAS. MC GRAW HILL. 2008. FUNDAMENTOS
DE ELECTROTECNIA. A. S. KASATKIN MIR MOSCÚ.

AUTOMATISMOS Y CUADROS ELÉCTRICOS. JOSÉ ROLDÁN VILORIA. PARANINFO
1999.

PRÁCTICAS DE ELECTRÓNICA INDUSTRIAL. PAUL B. ZBAR. MARCOMBO 2000
7.2
-
COMPLEMENTARIA
Catálogos de fabricantes transformadores: ABB, SIEMENS, WEG, SCHNEIDER
ELECTRIC.
-
Catálogos de fabricantes motores DC: ABB, SIEMENS, WEG, BALDOR, GENERAL
ELECTRIC, MARATHON, RELIANCE.
-
NORMAS IEC 60076, para transformadores.
2016.
Firmado por
FELIPE NESTOR GUTARRA MEZA
CN = FELIPE NESTOR GUTARRA MEZA
O = UNIVERSIDAD CONTINENTAL
OU = 20319363221
T = DECANO
Signature date and time: 16/08/2016 09:04:36