Nombre de la asignatura: Maquinas Eléctricas Carrera: Ingeniería

1. - DATOS DE LA ASIGNATURA
Nombre de la asignatura: Maquinas Eléctricas
Carrera: Ingeniería Mecatrónica
Clave de la asignatura: MCC-0207
Horas teoría-horas práctica - créditos: 4-2-10
2. - UBICACIÓN
a)
RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DEL PLAN DE ESTUDIO
ASIGNATURAS
ANTERIORES
TEMAS
Cumplir con 170 créditos
POSTERIORES
ASIGNATURAS
Control de maquinas eléctricas
TEMAS
Todos
b) APORTACIÓN DE LA ASIGNATURA AL PERFIL DEL EGRESADO
-
Permite conocer las características necesarias para la instalación y mantenimiento de un sistema eléctrico que
incorpore maquinas eléctricas, así como los dispositivos electrónicos necesarios para controlarlas.
Conocer la operación de las maquinas para un mejor control de posición, según las necesidades de la industria.
Fundamenta los conocimientos básicos para la investigación aplicada al control de maquinas eléctricas para la
solución del entorno social.
Con el conocimiento de las maquinas eléctricas se puede lograr un mejor criterio para el diseño y operación de
sistemas electrónicos de potencia.
3. OBJETIVO(S) GENERAL(ES) DEL CURSO
-
El alumno debe de comprender y aplicar los principios de conexiones, características par – velocidad; así como
las señales de entrada y salida de los motores y generadores de CD y CA. Además comprenderá las
características de funcionamiento de las maquinas especiales.
4. TEMARIO
NUM.
TEMAS
I
Transformadores
II
Generadores de Corriente Directa
III
Motores de Corriente Directa
IV
Motores de Corriente Alterna
V
Maquinas Especiales
SUBTEMAS
1.1
Transformadores Monofásicos.
1.1.1 Principio de Operación.
1.1.2 Identificación de polaridad.
1.2
Transformadores Trifásicos
1.2.1 Circuito Equivalente.
1.2.2Pruebas a transformadores.
1.2.2.1 Prueba de corto circuito.
1.2.2.2 Prueba a circuito abierto
1.3
Conexiones entre los diversos transformadores.
1.3.1 Conexión Y-Y.
1.3.2 Conexión Y-∆.
1.3.3 Conexión ∆-Y.
1.3.4 Conexión ∆-∆.
2.1
2.2
2.3
2.4
2.4.1
2.4.2
2.4.3
2.4.3.1
2.4.3.2
2.5
2.5.1
Principio de la generación de la fuerza electromotriz
inducida.
Construcción y partes de la maquina de corriente directa.
Generador de excitación separada.
Generadores Autoexcitados.
Conexión Serie.
Conexión en paralelo.
Conexiones compuestas.
Conexión compuesta corta.
Conexión compuesta larga.
Características y aplicaciones de los generadores de cd.
Características de operación ante diversas cargas.
3.1
3.2
3.2.1
3.2.2
3.2.3
3.2.3.1
3.2.3.2
3.3
3.3.1
3.3.2
3.3.3
3.4
Generación de par.
Tipos de motores.
Serie.
Paralelo.
Compuesto.
Compuesto corto.
Compuesto largo.
Característica par-velocidad.
Serie.
Paralelo.
Compuestos.
Aplicaciones según las características par-velocidad.
4.1
4.1.1
4.1.2
4.1.2.1
4.1.2.2
4.2
4.2.1
4.3
4.3.1
4.3.2
4.3.3
4.4
4.4.1
4.4.2
Motor de Inducción jaula de ardilla.
Construcción.
Circuito equivalente.
Prueba a rotor bloqueado.
Motor como transformador.
Motor de Inducción a rotor devanado.
Construcción.
Otros tipos de maquinas.
Universal, construcción y aplicaciones.
Histeresis, construcción y aplicaciones.
Polos sombreados, construcción y aplicaciones.
Máquina sincronía
Operación como motor
Operación como generador
5.1
5.1.1
5.1.2
5.2
5.2.1
5.2.2
5.2.3
5.3
5.3.1
Servomotores.
Construcción de servos de CD.
Construcción de servos de CA.
Motores de Pasos.
Construcción de motores de pasos de reluctancia variable.
Construcción de motores de pasos de imanes
permanentes.
Secuencias de control para motores de pasos.
Motores de Inducción Lineal
Construcción.
5.3.2
Ventajas en el control de posición con motores de
inducción lineal.
5.- APRENDIZAJES REQUERIDOS
−
−
−
Circuitos magnéticos y eléctricos.
Conceptos de mecánica.
Integrales definidas.
6.- SUGERENCIAS DIDACTICAS
−
−
−
−
−
−
−
−
−
Realizar visitas a empresas que fabriquen maquinas eléctricas.
Utilización de software que ayude a la comprensión del funcionamiento de maquinas eléctricas.
Realización de investigación documental:
Tipos de controles existentes en el mercado.
Tipos de arrancadores existentes en el mercado.
Normas para la instalación de CCM.
Materiales magnéticos usados en la construcción de maquinas eléctricas.
Clasificación NEMA de los motores de inducción. Características par – velocidad.
Ventajas y desventajas de los diferentes esquemas de control.
7.- SUGERENCIAS DE EVALUACION
−
−
−
−
−
−
Evaluación de los reportes correspondientes a las practicas desarrolladas.
Participación en clase.
Evaluación de los reportes en clase.
Evaluación de problemas resueltos.
Evaluación de los reportes de visitas a empresas.
Evaluación de los trabajos de investigación.
8.- UNIDADES DE APRENDIZAJE
NUMERO DE LA UNIDAD :
I
NOMBRE DE LA UNIDAD :
TRANSFORMADORES
OBJETIVO EDUCACIONAL
ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE
Comprender, Analizar y Aplicar 1.1 Analizara los principios de operación de los
los transformadores monofásicos
transformadores monofásicos,
y trifásicos; sus conexiones para 1.1.1
Identificar las polaridades y efectos de las
esquemas de distribución y
polaridaes en
las conexiones de los
suministro
de
la
energía
transformadores.sus equivalentes formas de
eléctrica.
conexión y marcas de polaridad.
1.2 Comprenderá y analizara el funcionamiento de los
transformadores
trifásicos,
sus
ángulos
de
desfasamiento y diagramas vectoriales.
1.2.1
Determinación de los parámetros del circuito
equivalente mediante :
− Prueba a circuito abierto.
− Prueba a corto circuito.
1.3 Analizara la operación de los transformadores con
cargas inductivas, capacitivas y resistivas y sus
efectos sobre el transformador.
1.3.1
Describirá los esquemas de distribución de la
energía eléctrica.
NUMERO DE LA UNIDAD :
II
NOMBRE DE LA UNIDAD :
GENERADORES DE CORRIENTE DIRECTA
OBJETIVO EDUCACIONAL
ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE
2.1 Comprenderá los principios de la generación de FEM
Identificar los diferentes tipos de
inducida.
generadores de corriente directa, 2.2 Identificara la construcción del generador de de cd y
sus
características
y
su funcionamiento.
aplicaciones
2.3 Analizara las características de los generadores de
excitación separada y evaluara las mismas para
efectuar las aplicaciones correspondientes.
2.4 Analizara los diversos esquemas de generadores
autoexcitados:
Serie
Paralelo
Compuesto
2.5 Definirá las ventajas y desventajas del uso de los
diferentes tipos de generadores de cd.
BIBLIOGRAFIA
1,2,3
1,2,3
1,2,3
1,2,3
1
1,3
BIBLIOGRAFIA
1,2,3
1
1,3
1,3
1
NUMERO DE LA UNIDAD :
III
NOMBRE DE LA UNIDAD :
MOTORES DE CORRIENTE DIRECTA
OBJETIVO EDUCACIONAL
ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE
3.1
Conocer, Identificar y Analizar
los diferentes tipos de motores
de corriente directa así como sus 3.2
características.
3.3
3.4
Analizara el efecto motriz y su relación para la
producción del par en los motores de corriente
directa.
Identificara los diferentes tipos de motores de
corriente directa de acuerdo a la forma de conexión
de sus devanados.
Analizara y evaluara las características en vacío y
con carga de la velocidad y el par.
Analizará el par de arranque de los diferentes tipos
de motores para la aplicación a las cargas
adecuadas.
NUMERO DE LA UNIDAD :
IV
NOMBRE DE LA UNIDAD :
MOTORES DE CORRIENTE ALTERNA
OBJETIVO EDUCACIONAL
ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE
4.1
Comprender y analizar los
principios de funcionamiento de
los diversos motores de corriente
alterna
así
como
sus 4.2
aplicaciones especificas
4.3
4.4
Conocerá el principio de operación, construcción y
funcionamiento de los motores de inducción. Realizar
pruebas para la obtención de parámetros de los
motores de inducción.
Comprenderá el funcionamiento y conocerá la
construcción del motor de rotor bobinado. Ventajas y
desventajas sobre el motor de inducción jaula de
ardilla.
Conocerá otros tipos de motores de corriente alterna:
universal,
de
histéresis,
polos
sombreados.
Analizara el comportamiento de los motores y
características par – velocidad para sus aplicación
especifica.
Comprenderá el funcionamiento y conocerá la
construcción de la maquina sincronía y sus
aplicaciones principales.
BIBLIOGRAFIA
1,2,4
1,4
1,4
1
BIBLIOGRAFIA
1,3,4
1,2
1,2
2,3
1
1,2,3
NUMERO DE LA UNIDAD :
V
NOMBRE DE LA UNIDAD :
MAQUINAS ESPECIALES
OBJETIVO EDUCACIONAL
ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE
Comprender y analizar los 5.1 Conocerá la operación de los servomotores así como
principios de funcionamiento de
su construcción, además conocerá las ventajas y
diversos motores para el control
desventajas entre los diversos tipos de servos.
de procesos y control de 5.1.1
Construcción de servomotores industriales de
posicionamiento.
corriente directa.
5.1.2
Construcción de servomotores industriales de
corriente alterna.
5.2 Conocerá los diferentes tipos de motores de pasos:
5.2.1
Construcción de los motores de pasos reluctancia
variable y sus aplicaciones.
5.2.2
Construcción de los motores de pasos de Imanes
5.2.3
Conocer los esquemas de control para motores
de pasos.
5.3 Comprenderá el funcionamiento de los motores de
inducción lineal así como su construcción.
5.3.1 Ventajas del uso de maquinas de inducción lineales en
control de posicionamiento.
9.- BIBLIOGRAFIA Y SOFTWARE BASICOS Y COMPLEMENTARIOS
1.-
PRINCIPLES OF ELECTRIC MACHINES AND POWER ELECTRONICS
P.C.SEN.
ED. JOHN WILEY & SONS
2.-
MAQUINAS ELÉCTRICAS Y TRANSFORMADORES
IRVING L. KOSOW
ED. PRENTICE HALL
3.-
MAQUINAS ELÉCTRICAS
STEPHEN J. CHAPMAN
ED. MC. GRAW - HILL
4.-
MAQUINAS ELÉCTRICAS
CHARLES KINGSLEY, A. ERNEST FITZGERALD, STEPHEN UMANS
ED. MC. GRAW - HILL
5..-
ELECTRIC MACHINES AND DRIVES
GORDON L. SLEMON
ED. ADDISON WESLEY LONGMAN
6.-
SCHAUM'S OUTLINE OF ELECTRIC MACHINES & ELECTROMECHANICS
SYED NASAR
MC. GRAW - HILL
SOFTWARE
BIBLIOGRAFIA
1,5
1,5
1
1
1
1
1
1
1
1
1.2.-
MATLAB (POWER SYSTEM BLOCKSET )
PSPICE
10. PRACTICAS
Se recomiendan las siguientes practicas:
−
−
−
−
−
−
−
−
−
−
−
Identificación de polaridad de transformadores
Determinar las características de los transformadores conectados en estrella y delta. (Corriente, voltaje, potencia).
Identificar físicamente las partes del motor y del generador.
Pruebas de circuito abierto y corto circuito.
Control de velocidad de motores de corriente continua
Esquemas de arranque de motores.
Esquemas de inversión del sentido de giro.
Esquemas de frenado dinámico.
Formas de control de voltaje del generador
Simulación en el Power System Blockset (MATLAB) de arranques de motores.
Simulación en Pspice de los modelos equivalentes de las diferentes maquinas.