PARTE I

PROGRAMA DOCENTE CURSO 2005/2006
Datos administrativos
Nombre de la materia
Código
Créditos Aula/grupo
Créditos Laboratorio/grupo
Créditos Prácticas/grupo
Número grupos Aula
Número grupos Laboratorio
Número grupos Prácticas
Anual /Cuatrimestral
Departamento
Área de conocimiento
Cálculo, Construcción y Ensayo de Máquinas Eléct.
304100624
15
3
0
1
1
0
Anual
Ingeniería Eléctrica
Ingeniería Eléctrica
PROFESORADO DE LA MATERIA
Nombre profesor/a 1
Código
Xose M. López Fernández 770
(Titular-coordinador)
Créditos 2
3L
Luis Angel Fernández
Otero (Contratado)
15 A
Lugar y horario tutorías
ETSII
Ing. Eléctrica, Despacho 247
9:00 a 9:30 Lunes
ETSII
Ing. Eléctrica, Despacho 244
9:00 a 11:00 Viernes
13:00 a 14:20 Viernes
OBJETIVO
Los objetivos básicos de la asignatura es ofrecer al alumno conocimientos a cerca de los:
métodos de cálculo de las máquinas eléctricas (clásico y herramientas MEF-CAD); detalles
constructivos; procesos constructivos de las máquinas clásicas; y de las normas y ensayos a las
que están sujetas este tipo de máquinas.
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TEMARIO
Tema I. TRANSFORMADORES
Lección I.1 Transformadores.
Introducción; Circuito magnético; Devanados: Construcción y cálculo; Aislamiento.
Calentamiento y refrigeración; Ensayos.
Calculo de un transformador: Dimensionamiento magnético, eléctrico y térmico
Tema II MAQUINAS ELECTRICAS ROTATIVAS
Lección II.1 Leyes generales de la determinación de dimensiones
Magnitudes características y relaciones fundamentales; Dimensiones geométricas principales;
Principales magnitudes magnéticas y eléctricas; Relaciones entre el par o la potencia y las
magnitudes magnéticas y eléctricas; Relaciones entre la potencia y las dimensiones geométricas.
Parámetros característicos y las leyes de proporcionalidad.
Lección II.2 Devanados
Materiales utilizados; Devanados en máquinas de Corriente Continua; Devanados en máquinas
de Corriente Alterna.
Lección II.3 Estudio de los campos magnéticos
Los diferentes flujos magnéticos de una máquina.
Métodos de estudio de los campos magnéticos: Métodos analíticos, gráficos y experimentales;
Métodos CAD-FE
Estudio de la permeancia del entrehierro de una máquina: Permenacia del entrehierro a la
altura de una ranura; Longitud ideal del inducido; Anchura ideal de olas piezas polares.
Lección II.4 Introducción a las técnicas MEF-CAD
Problema de campo. Ventas de los métodos numéricos. Etapas de análisis mediante MEF-CAD:
preprocesado; procesado; prostprocesado. Utilidad del concepto de potencial. Herramientas
MEF-CAD comerciales.
Lección II.5 Cálculo de inducidos (determinación de dimensiones)
Elección del número de polos; Elección de los parámetros A y B, Au y Bf, y α; Determinación de
las dimensiones principales; Elección del número de conductores y el número de espiras;
Elección del número de ramas en paralelo; Elección del número de ranuras.
Lección II.6 Cálculo de inducidos (fugas y amperios-vueltas)
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Cálculo de las fugas del inducido; Flujo diferencial; Reactancia de dispersión de las ranuras;
Dispersión en las cabezas de las bobinas; Reactancia de dispersión del inducido; Caída de
tensión por resistencia; Fuerza electromotriz en carga. Cálculo de los amperios-vuelta.
Lección II.7 Cálculo de inductores de polos salientes
Forma de las expansiones polares. Flujo en el inductor. Determinación de las dimensiones del
polo. Inducciones y amperios-vueltas absorbidos en el polo. Inducciones y amperios-vueltas
absorbidos en la corona polar. Amperios-vueltas totales que deben suministrar las bobinas
inductoras; Cálculo de las bobinas inductoras.
Lección II.8 Técnicas MEF-CAD en el estudio electromagnético
Vector potencial. Vector escalar.
Consideraciones en la etapa de modelado: Geométricas; Periodicidad; Materiales;
Condiciones de contorno; Tipo de análisis; Mallado. Criterios de mallado. Fuentes de
campo. Procesado. Análisis de resultados.
Lección II.9 Cálculo de pérdidas
Pérdidas normales; Pérdidas suplementarias
Lección II.10 Cálculo del calentamiento
Métodos prácticos para el cálculo del calentamiento: Método general; Calentamiento de las
máquinas en servicios de corta duración y en servicio intermitente.
Lección II.11 Técnicas MEF-CAD en el estudio térmico
Potencial. Consideraciones en la etapa de modelado: Geométricas; Periodicidad; Materiales;
Condiciones de contorno; Tipo de análisis. Mallado; Criterios de mallado. Fuentes de campo.
Procesado. Análisis de resultados.
PRACTICAS DE LABORATORIO
Practica 1: Acercamiento a la potencialidad práctica de programas MEF-CAD en el
diseño electromagnético de máquinas eléctricas.
Practica 2: Cálculo y análisis de la inducción en el diseño de un alternador de polos
salientes en 2D.
Practica 3: Cálculo y análisis térmico en el diseño de un alternador de polos salientes en
2D.
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REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
•
David Roland: “Cálculo de máquinas eléctricas rotativas”. Sección de publicaciones
E.T.S.I.I.Madrid. 1993.
•
Juan Corrales Martín: “Cálculo de máquinas eléctricas”. Tomo I, Tomo II. Marcombo. Barcelona,
1982.
•
Martín Riera Guasp, José Roger Folch: "Introducción al Cálculo Electromagnético de Máquinas
Eléctricas Rotativas". Serv. Publ. UPV. Valencia, 1994.
•
Esaam S. Hamdi: "Design of Small Electrical Machines". John Wiley & Sons. West Sussex,
England, 1994 .
•
K. Hameyer and R. Belmans, "Numerical Modelling and Design of Electrical Machines and
Devices", Boston: WIT Press, 1999.
•
Cosmos/M: “Finite Element Analysis System”. Structural Research & Analysis Corp.
•
Flux2D User's guide. Cedrat, Meylan. France 2001.
•
Dormont, M.J.: “Cálculo y construcción de las máquinas eléctricas estáticas. Transformadores”.
Sección de publicaciones. E.T.S.I.I. Madrid.1971.
•
E. Hurtado Pérez: “Medidas eléctricas industriales y ensayos de máquinas eléctricas”. U.Politécnica
de Valencia.
•
Normas y Reglamentación de máquinas eléctricas.
•
Jan K. Sykulski (Editor): “Computational Magnetics”. Chapman and Hall (January 15, 1995). ISBN
0412585707
•
A. Savini, J. Turowski (Editor): “Electromagnetic Fields in Electrical Engineering” . Plenum Pr
(March 1989). ISBN 0306429926
METODO DOCENTE
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Clases teóricas.
Prácticas de laboratorio.
Prácticas de campo.
Tutorías.
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METODO DE EVALUACION
Número de pruebas parciales: 1
Evaluación de la docencia de aulas: Escrita.
Evaluación de la docencia de prácticas: Escrita.
Criterios de evaluación
Los conocimientos adquiridos por el alumno se evalúan mediante la realización de pruebas
escritas. Será obligatorio entregar una memoria de cada práctica, y en su caso, de los trabajos
prácticos asignados. Dicha memoria se ajustará a la siguiente estructura: Introducción: Enfoque;
Delimitación del problema; Finalidad. Planteamiento: Justificación de la estrategia adoptada.
Implementación. Análisis de los resultados. Conclusiones. Estas memorias se considerarán
durante el proceso de evaluación, y se hará en base a: Presentación; Estructura; Claridad y
precisión de conceptos; Aportaciones; Conclusiones.
En las pruebas de evaluación, tanto parcial como en las diferentes convocatorias (Junio,
Septiembre, Diciembre), se asignará la siguiente puntuación:
(MD) Materia de la docencia aula: 6/10
(MP) Materia de las prácticas, y trabajos asignados en su caso: 4/10
Para compensar la materia de la docencia de aula es necesario tener como mínimo el
50% de la nota (3/10), mientras que en las prácticas y trabajos asignados se necesita una
puntuación superior al 50% de la nota asignada ( > 2/10).
La nota final será la suma de la puntuación de la materia de aula más la de la materia de
las práctica, y trabajos asignados. El alumno superará la materia, cuando su nota final
sea mayor o igual de 5 puntos sobre 10.
La parte compensada (MD ó MP) se guardará hasta la convocatoria de Diciembre del
presente curso académico.
Xose M. López Fernández
Luis Angel Fernández Otero
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