UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFACULTAD DE INGENIERIA MECANICADEPARTAMENTO ACADEMICO DE INGENIERIA APLICADA

SILABO P. A. 2013-I

I. INFORMACION GENERAL

Nombre del curso : Máquinas Eléctricas Código del curso : ML202Pre requisito : ML140 ( Circuitos Eléctricos )Especialidad : M3-M5-M6Régimen : ObligatorioCiclo de estudios : 50 y 70 Número de créditos : 4Total horas por semana : 6Teoría : 4 hrs / semanaPrácticas y Laboratorio : 2 hrs / semanaDuración : 17 semanasSistema de evaluación : FProfesores del curso : Ing. Emilio Asunción Marcelo Barreto

II. SUMILLA

Introducción. Estructuras ferromagnéticas energizadas con corriente continua y corriente alterna. El transformador y el autotransformador monofásico de potencia monofásico de potencia. Transformadores trifásicos. Máquinas Eléctricas Rotativas: El motor de inducción trifásico. La máquina de corriente continua funcionando como generador y motor.

III. LOGRO DEL CURSO

Al terminar el curso de máquinas eléctricas el estudiante seleccionará los diferentes tipos de máquinas eléctricas estáticas y rotativas, para aplicaciones específicas mediante el aprendizaje de diferentes materiales ferromagnéticos, normas técnicas , modelos y aplicaciones pragmáticas de la industria.

IV. UNIDADES DE APRENDIZAJE

UNIDAD I: ESTRUCTURAS FERROMAGNÉTICAS ENERGIZADAS CON CORRIENTE CONTINUA Y CORRIENTE ALTERNA

LOGRO: Al terminar la primera unidad del curso de máquinas eléctricas el estudiante calculará todos los parámetros de materiales ferromagnéticos, circuitos magnéticos de CD y AC y solucionara diferentes problemas de la industria mediante la teoría implementada en clase , modelos y normas técnicas.

CONTENIDOS:

SEMANA 1 Fundamentos de la magnetostática. Propiedades magnéticas de los materiales. Ley de Ampere en medios magnéticos. Materiales ferromagnéticos. Concepto de circuito magnético y su analogía con los circuitos eléctricos. Circuitos magnéticos serie de sección rectangular constante con y sin entrehierro.

SEMANA 2

Circuitos magnéticos paralelo de sección rectangular con y sin entrehierro.Circuitos magnéticos de diferentes secciones. El reactor de núcleo de hierro y su funcionamiento con corriente alterna . Ley de la inducción electromagnética de Faraday. Problemas.

SEMANA 3

Pérdida de energía en los núcleos ferromagnéticos. Separación de pérdidas. Corriente de excitación de una bobina con núcleo ferromagnético Determinación de los parámetros del circuito equivalente. Problemas.Primer Laboratorio: Reactor de núcleo de hierro

SEMANA 4 Problemas de repaso.Primera Práctica Calificada

EVALUACIÓN: descripción de cómo será verificado y valorado el haber alcanzado el logro de la unidad. Si se emplearán vários instrumentos El peso relativo de cada uno.

UNIDAD II: EL TRANSFORMADOR . EL AUTOTRANSFORMADOR MONOFÁSICO DE POTENCIA . TRANSFORMADORES TRIFÁSICOS.

LOGRO: Al terminar la segunda unidad del curso de máquinas eléctricas el estudiante resolverá problemas que empleen : Transformadores y autotransformadores monofásicos de potencia . Transformadores trifásicos.Solucionarán diferentes problemas de la industria mediante la teoría implementada en clase , modelos y normas técnicas.

CONTENIDOS:

SEMANA 5

Características fundamentales de construcción y funcionamiento del transformador monofásico de potencia. El circuito equivalente exacto. El circuito equivalente aproximado. Diagramas fasoriales del transformador monofásico real operando en vacío y con carga. Ensayos de laboratorio y determinación de sus parámetros. Problemas. SEMANA 6

Determinación analítica de la regulación . Eficiencia y máximo rendimiento . El transformador monofásico de potencia utilizado en un sistema de potencia.El autotransformador monofásico de potencia: principio de funcionamiento ; circuito equivalente diagramas fasoriales. El transformador monofásico usado como autotransformador . Problemas.Segunda Práctica Calificada

SEMANA 7

Bancos de transformadores monofásicos y transformadores trifásicos.Tipos de conexiones : La conexión triángulo-triángulo. La conexión estrella-estrella. La conexión estrella- Triángulo. La conexión triángulo-estrella.Circuito equivalente de un transformador trifásico . Ensayos de vacío y de cortocircuito de un transformador trifásico y determinación de sus parámetros. La conexión en delta abierto o en V/v. Problemas. Segundo Laboratorio: Transformador monofásico de potencia

SEMANA 8

EXAMEN PARCIAL

Sesión 1: Sesión 2: Sesión...n:

(CONTENIDOS): Contenidos que serán aprendidos en la unidad

EVALUACIÓN: descripción de cómo será verificado y valorado el haber alcanzado el logro de la unidad. Si se emplearán vários instrumentos El peso relativo de cada uno.

UNIDAD III : MÁQUINAS ELÉCTRICAS ROTATIVAS MOTOR DE INDUCCIÓN TRIFÁSICO

Logros de la unidad

Tiempo Sujeto Producto CriteriosAl finalizar la unidad El alumno Analiza y resuelve

problemas que emplean bancos de transformadores monofásicos

Utilizan diagramas fasoriales y el concepto de circuito equivalente monofásico.

SEMANA 9

Máquina eléctrica rotativa: generalidades, definición de generador y motor. Aspecto constructivo genérico de una máquina eléctrica rotativa. Tipos de máquinas rotativas. Principios básicos de la conversión electromecánica de la energía: Principio del generador y principio del motor.Máquinas eléctricas de corriente alterna: generalidades, tipos. El motor trifásico de inducción: clasificación, aspecto constructivo del estator y del rotor. El campo magnético giratorio.

SEMANA 10

Campo magnético giratorio en el motor trifásico de inducción. Velocidad del campo magnético giratorio. Principio de funcionamiento del motor trifásico de inducción. Campo magnético giratorio producido por el rotor. Requisitos que debe cumplir el rotor para el correcto funcionamiento del motor asíncrono.

SEMANA 11

Campo magnético giratorio en el motor trifásico de inducción. Velocidad del campo magnético giratorio. Principio de funcionamiento del motor trifásico de inducción. Campo magnético giratorio producido por el rotor. Requisitos que debe cumplir el rotor para el correcto funcionamiento del motor asíncrono.

Velocidad de deslizamiento y deslizamiento del motor de inducción. Frecuencia del rotor. Conexión de devanados e inversión del sentido de giro del motor trifásico de inducción. Determinación del circuito equivalente del motor trifásico de inducción: caso de rotor bloqueado y devanado rotórico en circuito abierto.

Tercer Laboratorio : motores de inducción

SEMANA 12

Problemas Tercera práctica calificada

UNIDAD IV : MÁQUINAS ELÉCTRICAS ROTATIVAS DE CORRIENTE CONTINUA

Logros de la unidad

Tiempo Sujeto Producto CriteriosAl finalizar la unidad El alumno Analiza y resuelve

problemas que utilizan transformadores funcionando en paralelo.

Utilizan diagramas fasoriales .Emplean las condiciones que deben de cumplir los transformadores para conectarse en paralelo.

SEMANA 13

La máquina eléctrica de corriente continua o máquina DC: aspecto constructivo. Campo magnético principal en el entrehierro. Máquina DC operando como generador: caso de máquina elemental de dos polos (expresión del voltaje

generado). Colector o conmutador. Forma de onda del voltaje generado por la máquina elemental DC.

Tercer Laboratorio: Motor DC

SEMANA 14

Devanado de armadura de una máquina real DC. Expresión del voltaje generado en una máquina real DC. Tipos de devanado de armadura. Aspectos importantes relacionados con el devanado de armadura: grados eléctricos y grados mecánicos, factor de paso de bobina, devanado de armadura de tipo múltiple. Reacción de armadura.

Cuarta práctica calificada

SEMANA 15

Problemas de repaso

Caso de de rotor bloqueado y devanado rotórico en cortocircuito. Modelo circuital con el rotor en movimiento: circuito equivalente exacto en régimen estable, circuito equivalente aproximado. Determinación de los parámetros del modelo circuital del motor de inducción mediante pruebas de laboratorio: Prueba con corriente continua sobre el estator. Segunda Sesión: Prueba con rotor bloqueado o prueba de cortocircuito y prueba de rotor libre o prueba en vacío. Flujo o balance de potencias en el motor de inducción: eficiencia. Par o torque de rotación del motor trifásico de inducción: par útil, par desarrollado o par motor. Problemas.

DÉCIMO TERCERA SEMANAPrimera Sesión:Curva característica del par desarrollado del motor en función del deslizamiento. Comportamiento del motor con carga acoplada al eje. Expresión del par motor en función de los parámetros del modelo circuital. Par de arranque. Par máximo. Tipos de regímenes de funcionamiento del motor trifásico. Segunda Sesión: Tipos de arranque del motor de inducción. Formas de control de velocidad del motor de inducción. Selección de los motores de inducción. Problemas.LABORATORIO 3 : EL MOTOR DE INDUCCIÓN

UNIDAD IV: LA MÁQUINA ELËCTRICA DE CORRIENTE CONTINUA COMO GENERADOR Y COMO MOTOR EN RÉGIMEN PERMANENTE

DÉCIMO CUARTA SEMANA Primera Sesión:

Devanado de armadura de una máquina real DC. Expresión del voltaje generado en una máquina real DC. Tipos de devanado de armadura. Aspectos importantes relacionados con el devanado de armadura: grados eléctricos y grados mecánicos, factor de paso de bobina, devanado de armadura de tipo múltiple. Reacción de armadura.

DÉCIMO QUINTA SEMANAPrimera Sesión:Modelo circuital del generador DC en régimen permanente. Generador DC operando con carga. Máquina DC operando como motor: Motor elemental (expresión del par o torque desarrollado). Motor real DC: expresión del torque desarrollado. Fuerza contraelectromotriz o contravolatje. Modelo circuital de la máquina DC operando como motor en régimen estable.Segunda Sesión:Problemas sobre el generador y motor DC. Tipos de máquinas DC como generador y motor. Modelo circuital en régimen estable de las máquina DC autoexcitadas para operación como generador o motor: máquina DC tipo shunt, máquina DC tipo serie y máquina DC tipo compaund.

LABORATORIO 4 : EL MOTOR DE CORRIENTE CONTINUA

Curva característica interna o curva de magnetización de la máquina DC. Autoexcitación del generador shunt. Flujo de potencia en el generador DC: eficiencia. Flujo de potencia en el motor DC: eficiencia. Curvas características de salida de los generadores DC: regulación de tensión. Segunda Sesión: Curvas características de salida de los motores DC: regulación de velocidad. Problemas.

SEMANA 16

EXAMEN FINAL

SEMANA 17

EXAMEN SUSTITUTORIO

5. ESTRATEGIAS DIDÁCTICAS

5.1 Método deductivo y experimental5.2 Procedimiento. Análisis

5.3 Formas de Exposición: diálogo, motivación, trabajo grupal.

6. MATERIALES EDUCATIVOS Y OTROS RECURSOS DIDACTICOS

1. Pizarra, tiza o plumón y mota2. Proyector multimedia3. Ecran4. Videos de tecnolología aplicada

7. EVALUACIÓN

a. Sistema de Evaluación: F b. Sub sistema de Evaluación

Se tomarán cuatro prácticas calificadas en aula se elimina una (PCAL)PP=Promedio de PrácticaSe tomará un examen parcial (EP).Se tomará un examen final (EF).Se tomará un examen sustitutorio.

NOTA FINAL (NF)=

8. BIBLIOGRAFIA

1. M.I.T. “Circuitos Magnéticos y Transformadores”2. Venbu Gourishankar. “Conversión de Energía Electromecánica”3. Langsdorf. “Teoría de la máquinas de Corriente Alterna”4. Kingsley, Kusko y Fitzgerald. Teoría y análisis de las Máquinas Eléctricas.5. Stephen J. Chapman. Máquinas Eléctricas6. Enrique Ras. Transformadores7. Hindmarsh. Máquinas Eléctricas y sus Aplicaciones8. Juan Corrales Martín. Transformadores