Sistema de Tra​​cción Eléctrica​

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
SECRETARÍA ACADÉMICA
DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR
PROGRAMA SINTÉTICO
CARRERA:
Ingeniería Eléctrica
ASIGNATURA:
Sistemas de Tracción Eléctrica
SEMESTRE:
Séptimo
OBJETIVO GENERAL:
El alumno explicará el funcionamiento, construcción, constitución y diseño de los vehículos de tracción
existentes en el país y en el mundo, como son; vehículos eléctricos, vehículos híbridos y sistemas de tracción
magnética. Identificará sus dispositivos y elementos eléctricos, electrónicos y mecánicos.
CONTENIDO SINTÉTICO:
I.
II.
III.
IV.
V.
VI.
Vehículo Eléctrico
Vehículo Híbrido
Servicio de Transporte Eléctrico
Sistema de Transporte Colectivo Metropolitano.
Tren de Alta Velocidad
Tren de Levitación Magnética.
METODOLOGÍA:
Visitas a empresas relacionadas con el desarrollo tecnológico de los diversos sistemas de tracción existentes en
nuestro país, con la guía y supervisión del profesor. Formación de equipos de trabajo para exponer brevemente los
temas del contenido. Realización de tareas, búsqueda de información sobre los sistemas de tracción a nivel
mundial, así como de la normatividad con que fueron diseñados y construidos los diferentes vehículos eléctricos
existentes.
Exposición teórica por el profesor en cada clase, utilización de acetatos, diapositivas y películas.
EVALUACIÓN Y ACREDITACIÓN:
Tres exámenes parciales, los cuales serán evaluados de 0 a 80% de la evaluación total, también se tomarán en
cuenta los trabajos, tareas y trabajos extraclase. que no deberá exceder el 20% de las calificaciones parciales.
BIBLIOGRAFÍA:
G. Vicuna “ Organizzazione e Tecnica Ferroviari”, Editorial CIFI. Primera edición. Roma 1982, 346 págs.
Unn Wehr “ Electric Vehicle Techonoly” , Editorial J. WILEY NASER. S.A. primera edición EUA 1983. 422 págs.
Peregrinase “Electric Vehicles and Their Infraestructure”. Editorial Resources. Segunda edición. EUA 1990.
536 págs.
J.A Hauf. “Electric Locomotives of World “. Editorial D.B. BARTON. Tercera edición. EUA 1992. 631 págs.
López Tesa, J. A. “Tracción Eléctrica en Ferrocarriles”. Primera edición. U. de Zaragoza. España 1986. 516 págs.
Fullea García, J “El Vehículo Eléctrico”. McGraw-Hill. Segunda edición. España 1997.684 págs.
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SECRETARÍA ACADÉMICA
DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR
ESCUELA: Superior de Ingeniería Mecánica y
Eléctrica - Zacatenco
CARRERA: Ingeniero Electricista
OPCIÓN: Sistemas Eléctricos
COORDINACIÓN: Academia de Utilización
DEPARTAMENTO:
Académico
de
Ingeniería
Eléctrica.
ASIGNATURA: Sistemas de Tracción Eléctrica
SEMESTRE: Séptimo
CLAVE:
CRÉDITOS: 6.0
VIGENTE: 2006
TIPO DE ASIGNATURA: Teórica/Optativa I
MODALIDAD: Escolarizada
TIEMPOS ASIGNADOS
Horas/Semana/Teoría: 3.0
Horas/Semana/Práctica: 0.0
Horas/Semestre/Teoría: 54.0
Horas/Semestre/Práctica: 0.0
Horas/Totales: 54.0 horas
PROGRAMA ELABORADO O ACTUALIZADO POR:
Academia de Utilización
REVISADO POR: subdirección Académica
APROBADO POR: Consejo Técnico Consultivo Escolar
M. en C. Jesús Reyes García
AUTORIZADO POR: Comisión de Planes y Programas
de Estudio del Consejo General Consultivo del IPN.
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SECRETARÍA ACADÉMICA
DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR
ASIGNATURA: Sistemas de Tracción Eléctrica
CLAVE
HOJA: 2 DE 9
FUNDAMENTACION DE LA ASIGNATURA
Para el Ingeniero Electricista es de suma importancia conocer el funcionamiento, construcción y diseño de los
medios de transporte más modernos, ya que en la actualidad, los transportes entre ellos; vehículos híbridos, vehículos
eléctricos, como el trolebús, tren de alta velocidad o TGV, levitación magnética o MAGLEV, transporte colectivo
metropolitano METRO, constituyen uno de los subsectores de mayor importancia en la sociedad industrial moderna y
desempeñan prácticamente un destacado papel en todos los aspectos de la producción, distribución y consumo. En
la producción, el coste del transporte constituye una parte importante del coste total y su relevancia viene dada en
función de la posibilidad de interrupciones en la producción a causa de estrangulamiento de los transportes. Se debe
conocer, al igual, baterías de tracción, cargadores, motores, y toda una gama de dispositivos electrónicos, todo, ligado
al funcionamiento y partes que constituyen un vehículo de tracción,
Debemos de admirar la tecnología de nuestros días ya que los medios de transporte hacen nuestra vida más fácil y
cómoda. Millones de personas se desplazan cada día en nuestro país en coche, tren, autobús e incluso en avión
para acudir a su lugar de trabajo. Gracias a ellos podemos, además, aprovechar al máximo nuestro tiempo de ocio
porque, poco a poco, las distancias se van haciendo más y más cortas.
La asignatura debe sustentarse en los conocimientos obtenidos con relación a máquinas de corriente continua,
máquinas de corriente alterna, sincrónicas y máquinas de inducción bajo la aplicación de los campos inducidos e
inductores, tipos de devanados, aislamientos y núcleos, con el fin de facilitar la conceptualización al conocimiento
operativo de los vehículos eléctricos, híbridos y levitación magnética.
Los antecedentes para cursar esta asignatura son: Conversión de la Energía I, II.
Mecánica, Física. Electrotecnia I, II y III, Electrónica de Potencia.
Aplicación de la Ingeniería
OBJETIVO DE LA ASIGNATURA
El alumno explicará el funcionamiento, construcción, constitución y diseño de los vehículos de tracción existentes
en el país y en el mundo, como son; vehículos eléctricos, vehículos híbridos y sistemas de tracción magnética.
Identificará sus dispositivos y elementos eléctricos, electrónicos y mecánicos.
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DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR
ASIGNATURA: Sistemas de Tracción Eléctrica
CLAVE:
No. UNIDAD I
HOJA: 3 DE 9
NOMBRE: Vehículo Eléctrico
OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD
El alumno explicará los antecedentes, así como la función, descripción y características, del vehículo eléctrico.
Explicará los diferentes motores de tracción, baterías de tracción, tipos de frenado y cargadores, que estos
vehículos requieren para su desarrollo.
No.
TEMA
TEMAS
T
HORAS
P
CLAVE BIBLIOGRÁFICA
EC
1B, 2B, 4B, 9B, 5C, y 7C,
3.0
1.1
Antecedentes Históricos.
1.0
1.2
Entorno de los Vehículos Eléctricos.
1.5
1.5
1.3
Descripción de los Vehículos Eléctricos.
1.5
1.5
1.4
Motores Eléctricos.
2.0
2.0
1.5
Baterías de Tracción.
2.0
2.0
1.6
Tipos de Frenado
1.5
1.5
1.7
Tipos de Cargadores
1.5
1.5
1.8
Nuevos Desarrollos.
1.0
1.0
12.0
12.0
Subtotal
1.0
ESTRATEGIA DIDÁCTICA
Búsqueda bibliográfica sobre la evolución del vehículo eléctrico y baterías de tracción.
Descripción de los tipos de baterías de tracción, cargadores y procedimiento de frenado de los vehículos eléctricos.
Integración de equipos de trabajo para la comparación de búsqueda documentada.
Discusiones dirigidas sobre los temas consultados.
Realización de tareas y trabajos extra clase
PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN
Primer examen departamental. Comprende la unidad I y II, correspondiente al 70 %.
Trabajos extraclase y tareas expuestas corresponde al 15%
Participaciones 15%.
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ASIGNATURA: Sistemas de Tracción Eléctrica
CLAVE:
HOJA: 4 DE 9
No. UNIDAD II
NOMBRE: Vehículo Híbrido
OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD
El alumno explicará el desarrollo histórico y tecnológico de los vehículos híbridos, describirá técnicamente sus
componentes, configuración y funcionamiento, su utilización actual, en el ámbito nacional e internacional.
No.
TEMA
TEMAS
T
HORAS
P
CLAVE BIBLIOGRÁFICA
EC
2.1
Antecedentes Históricos.
1.5
1.5
2.2
Descripción Técnica de sus componentes principales.
2.5
2.5
2.3
Configuraciones del Vehículo Híbrido.
3.0
3.0
2.4
Modos de funcionamiento.
3.0
3.0
10.0
10.0
subtotal
1B, 2B, 4B, 6B, 9B, 5C, y
7C
ESTRATEGIA DIDÁCTICA
Consulta bibliográfica sobre los vehículos híbridos y su desarrollo actual.
Descripción técnica de funcionamiento del vehículo híbrido.
Exposición teórica por parte del alumno con la guía del profesor y con apoyo del pizarrón o equipo audiovisual.
Discusiones dirigidas sobre los temas consultados.
PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN
Primer examen departamental. Comprende la unidad I y II, correspondiente al 70 %.
Tareas extraclase corresponde al 15%
Participaciones 15%.
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ASIGNATURA: Sistemas de Tracción Eléctrica
CLAVE:
No. UNIDAD III
HOJA: 5 DE 9
NOMBRE: Servicio de Transporte Eléctrico.
OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD
El alumno explicará el desarrollo histórico y tecnológico del servicio de transporte eléctrico. Describirá técnicamente
sus componentes, configuración y funcionamiento, así como su utilización actual, en el ámbito nacional e
internacional, la importancia de este transporte y sus características.
No.
TEMA
TEMAS
T
HORAS
P
CLAVE BIBLIOGRÁFICA
EC
1B, 2B, 6B, 9B, 5C, 6C,
7C, Y 11C
3.1
Antecedentes históricos
0.5
0.5
3.2
Recepción y distribución de energía eléctrica.
0.5
0.5
3.3
Subestaciones rectificadoras.
1.5
1.5
3.4
Trolebús con control Chopper
1.0
1.0
3.5
Descripción técnica de los componentes
1.0
1.0
3.6
Sistema de propulsión, recolección de corriente,
frenado y control de tracción
1.0
1.0
3.7
Trolebús con inversor de tensión y frecuencia variable
(VVVF)
1.0
1.0
3.8
Descripción técnica de los componentes
1.5
1.5
3.9
Principio de control del inversor VVVF
0.5
0.5
3.10
Circuito principal y de control del VVVF
0.5
0.5
9.0
9.0
Subtotal
ESTRATEGIA DIDÁCTICA
Consulta bibliográfica sobre el servicio de transporte eléctrico.
Descripción técnica de los componentes y funcionamiento del vehículo de transporte eléctrico.
Valoración del desarrollo del transporte eléctrico en las grandes urbes.
Integración de equipos de trabajo, para promover la colaboración en equipo en trabajos de investigación.
Exposición teórica con apoyo del pizarrón o equipo audiovisual que realizarán los alumnos.
PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN
Participación en clase de los alumnos durante las exposiciones corresponderán al 40% de la calificación total.
El segundo examen parcial abarcará las unidades III y IV. Corresponde al 60%.
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ASIGNATURA: Sistemas de Tracción Eléctrica
No. UNIDAD: IV
CLAVE:
HOJA: 6 DE 9
NOMBRE: Sistema de Transporte Colectivo Metropolitano
OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD
El alumno explicará los antecedentes, así como la función, características e infraestructura, del sistema de transporte
colectivo metropolitano. Describirá técnicamente sus componentes y explicara porqué ha sido, en la actualidad la
solución más eficiente para los problemas y demandas de transporte público masivo en las grandes metrópolis.
No.
TEMA
TEMAS
T
HORAS
P
CLAVE BIBLIOGRÁFICA
EC
4.1
Introducción.
1.0
1.0
4.2
Recepción y distribución de energía eléctrica.
2.0
2.0
4.3
Infraestructura del STC
2.0
2.0
4.4
Descripción técnica de los componentes principales
1.5
1.5
4.5
Control de mando y señalización
1.5
1.5
4.6
Material rodante
1.0
1.0
9.0
9.0
Subtotal
1B, 2B, 4B, 6B, 8B, 9B,
3C, 5C, 6C, 7C, Y 11C
ESTRATEGIA DIDÁCTICA
Búsqueda documental sobre el sistema de transporte colectivo metropolitano.
Discusión en clase sobre los temas consultados.
Diferenciación de la infraestructura del sistema de transporte colectivo metropolitano de nuestro país con el resto
del mundo.
Descripción técnica de sus componentes y funcionamiento del control de mando, señalización y operación
mecánica.
Participaciones y exposiciones en clase por los alumnos con la conducción del profesor.
PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN
Participación en clase de los alumnos durante las exposiciones y tareas extraclase corresponderán al 40% de la
calificación total.
El segundo examen parcial abarcará las unidades III y IV. Corresponde al 60%.
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DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR
ASIGNATURA: Sistemas de Tracción Eléctrica
CLAVE:
No. UNIDAD V
HOJA: 7 DE 9
NOMBRE : Tren de Alta Velocidad
OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD
El alumno explicará los antecedentes, función, características e importancia en el desarrollo tecnológico del tren de
alta velocidad. Describirá el sistema ferroviario de alta velocidad existente a nivel mundial y el control de mando y
señalización que estos vehículos demandan.
No.
TEMA
TEMAS
T
5.1
Antecedentes históricos.
0.5
5.2
Sistema Ferroviario de Alta Velocidad.
1.0
5.3
Electrificación de la red.
1.5
5.4
Descripción técnica de los componentes principales
1.5
5.5
Control de mando y señalización
1.5
5.6
Material rodante.
1.0
Subtotal
7.0
HORAS
P
CLAVE BIBLIOGRÁFICA
EC
0.5
1B, 2B, 4B, 6B, 8B, 9B,
10B, 3C, 5C, 6C, 7C, Y
11C
1.0
1.5
1.5
1.5
1.0
7.0
ESTRATEGIA DIDÁCTICA
Búsqueda documental sobre el tren de alta velocidad.
Descripción técnica de los principales componentes que hacen posible su funcionamiento y gran velocidad.
Discusión en clase sobre los temas consultados.
Participaciones y exposiciones en clase por los alumnos con la conducción del profesor y con apoyo del pizarrón o
equipo audiovisual
PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN
Participación en actividades individuales y de equipo corresponderán al 20% de la calificación total.
Búsqueda documental sobre el tren de alta velocidad, y tareas extraclase corresponde al 20 %.
El tercer examen parcial abarcará unidades V y VI que corresponde al 60% de la calificación total.
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
SECRETARÍA ACADÉMICA
DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR
ASIGNATURA: Sistemas de Tracción Eléctrica
CLAVE:
No. UNIDAD VI
HOJA: 8 DE 9
NOMBRE: Tren de Levitación Magnética
OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD
El alumno explicará el fenómeno que se manifiesta por la elevación y el mantenimiento en el aire de los cuerpos.
Explicará los antecedentes históricos , así como el principio de funcionamiento características, ventajas y desventajas
del tren de levitación magnética.
No.
TEMA
TEMAS
T
0.5
6.1
Antecedentes Históricos.
6.2
Principio de
Magnética.
6.3
Tecnologías de Trenes de Levitación Magnética.
6.4
Descripción Técnica de los componentes principales.
6.5
Ventajas y
Magnética.
funcionamiento
desventajas
del
de
Tren
la
de
Levitación
levitación
Subtotal
HORAS
P
CLAVE BIBLIOGRÁFICA
EC
0.5
1.5
1.5
1.5
1.5
2.0
2.0
1.5
1.5
7.0
7.0
1B, 2B, 4B, 6B, 8B, 9B,
10B, 3C, 5C, 6C, 7C, Y
11C
ESTRATEGIA DIDÁCTICA
Integración de equipos de trabajo para promover la colaboración en equipo en trabajos de investigación en el tema
de trenes de levitación magnética.
Explicación de las nuevas tecnologías en el transporte, impuestas mundialmente.
Búsqueda documental del tren de levitación magnética.
Exposición teórica por el alumno auxiliándose del pizarrón o equipo audiovisual y con la guía del profesor
PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN
Participación en actividades individuales y de equipo corresponderán al 20% de la calificación total.
Búsqueda documental sobre el tren de alta velocidad, y tareas extraclase corresponde al 20 %.
El tercer examen parcial abarcará unidades V y VI que corresponde al 60% de la calificación total.
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
SECRETARÍA ACADÉMICA
DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR
ASIGNATURA: Sistemas de Tracción Eléctrica
PERÍODO
1º.
UNIDAD
I a III
2º.
IV y V
3er.
VI a VIII
CLAVE:
HOJA: 9 DE 9
PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN
El profesor realizará una evaluación de conocimientos al finalizar las unidades I a II, III a IV y
V a VI, lo que implica realizar tres evaluaciones durante el semestre, el promedio de éstas
representará el 60% de la calificación correspondiente a las evaluaciones más el 20%
correspondiente a participación en actividades individuales y de equipo. Las prácticas
realizadas representaran el 20%.
La evaluación de las prácticas de laboratorio se hará promediando la calificación de las
prácticas realizadas y reportadas, siendo necesario que el alumno cumpla con un mínimo del
80% de asistencias.
La calificación final de esta asignatura será el promedio de las calificaciones obtenidas en
la teoría y en la evaluación de prácticas
CLAVE
B
1
X
BIBLIOGRAFÍA
Fullea García, J “El Vehículo Eléctrico”. McGraw-Hill. Segunda edición. España
1997.684 págs.
2
X
F. Perticaroli. “Tranzione Electrica”. Editorial Bignami, segunda edición, Milano Italia
1973. 254 págs.
3
4
X
X
7
G. Vicuna “ Organizzazione e Tecnica Ferroviari”, Editorial CIFI. Primera edición.
Roma 1982, 346 págs.
J.A Hauf. “Electric Locomotives of World “. Editorial D.B. BARTON. Tercera edición.
EUA 1992. 631 págs.
X
5
6
C
X
L. Mayer, “Impianti Ferrioviari” , Editorial CIFI. Primera edición, Roma 1982.
365 págs.
X
López Tesa, J. A. “Tracción Eléctrica en Ferrocarriles”. Primera edición. U. de
Zaragoza 1986. 516 págs.
X
M. Maternini, “Transporti Vol. I e Vol II”. Editorial Queriniana, segunda edición. Italia
1980. 569 págs.
8
X
Peregrinase “Electric Vehicles and Their Infraestructure”. Editorial Resources.
Segunda edición. EUA 1990. 536 págs.
9
X
Unn Wehr “ Electric Vehicle Techonoly” , Editorial J. WILEY NASER. S.A. primera
edición EUA 1983. 422 págs.
10
X
Wrigt, Rox. “ Diesel Electric Locomotives “. Editorial N.K. GREGG. Tercera edición.
EUA 1994. 965 págs.
11
X
www.todotren.com
http://arquitectura.mxl.uabc.mx/eventos/carteles_ep/calatrava-lyon.htm
www.transurb.com
www.tgv.com
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
SECRETARÍA ACADÉMICA
DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR
PERFIL DOCENTE POR ASIGNATURA
1. DATOS GENERALES
ESCUELA:
Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica - Zacatenco
CARRERA:
Ingeniería Eléctrica
ÁREA:
BÁSICAS
ACADEMIA:
C. INGENIERÍA
SEMESTRE
D. INGENIERÍA
Utilización
C. SOC. y HUM.
ASIGNATURA:
ESPECIALIDAD Y NIVEL ACADÉMICO REQUERIDO:
Séptimo
Sistemas de Tracción Eléctrica
Ingeniero Electricista
2. OBJETIVOS DE LA ASIGNATURA: El alumno explicará
el funcionamiento, construcción,
constitución y diseño de los vehículos de tracción existentes en el país y en el mundo, como son;
vehículos eléctricos, vehículos híbridos y sistemas de tracción magnética. Identificará
sus
dispositivos y elementos eléctricos, electrónicos y mecánicos.
3. PERFIL DOCENTE:
CONOCIMIENTOS
EXPERIENCIA
PROFESIONAL
En
docencia
y/o
en
Conceptos
básicos
de aplicaciones
Eléctrica.
Sistemas
de
Tracción Ingeniería
Conocimientos
en
Eléctrica.
Sistemas de Tracción
Conocimientos amplios en la Eléctrica.
teoría y principios históricos
de los Sistemas de tracción
Eléctrica. Que componen los
diferentes
vehículos,
eléctricos,
híbridos
y
levitación
magnética,
nacional y mundial.
HABILIDADES
ACTITUDES
Dominio del tema y
habilidad para enseñar los
conceptos
básicos
y
aplicaciones
de
los
Sistemas de Tracción
Eléctrica.
Colaboración con profesores
integrantes de la academia.
Servir al instituto en la
enseñanza y mostrar una
actitud de tutor hacia los
alumnos.
Ser
equitativo
en
las
evaluaciones de los cursos
atendidos como profesor.
Ser formador de hombres
para ser útiles a la sociedad.
Compromiso social
Responsabilidad
ELABORÓ
REVISÓ
Ing. Hugo Quintana Espinosa
Presidente de Academia
Ing. Guillermo Santillán G
Subdirector Académico
AUTORIZÓ
M. en C. Jesús Reyes García
Director Esime-Zacatenco
FECHA:
2006