Universidad de Jaén

Menú local

Guía docente 2017-18 - 74713004 - Generadores y motores eléctricos

TITULACIÓN: Máster Univ. en Ingeniería industrial
CENTRO: ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR (JAÉN)
CURSO: 2017-18
ASIGNATURA: Generadores y motores eléctricos
GUÍA DOCENTE
1. DATOS BÁSICOS DE LA ASIGNATURA
NOMBRE: Generadores y motores eléctricos
CÓDIGO: 74713004 CURSO ACADÉMICO: 2017-18
TIPO: Optativa
Créditos ECTS: 4.0 CURSO: 1 CUATRIMESTRE: PC
WEB: http://dv.ujaen.es/docencia/ilias.
2. DATOS BÁSICOS DEL PROFESORADO
NOMBRE: PÉREZ GUERRERO, IGNACIO JESÚS
IMPARTE: Teoría - Prácticas [Profesor responsable]
DEPARTAMENTO: U120 - INGENIERÍA ELÉCTRICA
ÁREA: 535 - INGENIERÍA ELÉCTRICA
N. DESPACHO: 90 - 235 E-MAIL: iperez@ujaen.es TLF: 212460
TUTORÍAS: https://uvirtual.ujaen.es/pub/es/informacionacademica/tutorias/p/43020
URL WEB: iperez@ujaen.es
ORCID: https://orcid.org/0000-0003-3145-5940
 
3. PRERREQUISITOS, CONTEXTO Y RECOMENDACIONES
PRERREQUISITOS:

-

CONTEXTO DENTRO DE LA TITULACIÓN:

 Es un complemento formativo para los alumnos en cuyas titulaciones de procedencia no se han estudiado las máquinas eléctricas,  en su uso como generadores   y motores eléctricos.

RECOMENDACIONES Y ADAPTACIONES CURRICULARES:

-

El alumnado que presente necesidades específicas de apoyo educativo, lo ha de notificar personalmente al Servicio de Atención y Ayudas al Estudiante para proceder a realizar, en su caso, la adaptación curricular correspondiente.
4. COMPETENCIAS Y RESULTADOS DE APRENDIZAJE
código Denominación de la competencia
CB10R Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo.
CB6R Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en el desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación
CB7R Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio
CB9R Que los estudiantes sepan comunicar sus conclusiones y los conocimientos y razones últimas que las sustentan a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades
CG01 Tener conocimientos adecuados de los aspectos científicos y tecnológicos de: métodos matemáticos, analíticos y numéricos en la ingeniería, ingeniería eléctrica, ingeniería energética, ingeniería química, ingeniería mecánica, mecánica de medios continuos, electrónica industrial, automática, fabricación, materiales, métodos cuantitativos de gestión, informática industrial, urbanismo, infraestructuras, etc.
CG02 Proyectar, calcular y diseñar productos, procesos, instalaciones y plantas.
CG04 Realizar investigación, desarrollo e innovación en productos, procesos y métodos.
CG06 Gestionar técnica y económicamente proyectos, instalaciones, plantas, empresas y centros tecnológicos.
CG07 Poder ejercer funciones de dirección general, dirección técnica y dirección de proyectos I+D+i en plantas, empresas y centros tecnológicos.
CG08 Aplicar los conocimientos adquiridos y resolver problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios y multidisciplinares.
CG10 Saber comunicar las conclusiones -y los conocimientos y razones últimas que las sustentan- a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades.
CG11 Poseer las habilidades de aprendizaje que permitan continuar estudiando de un modo autodirigido o autónomo.
CG12 Conocimiento, comprensión y capacidad para aplicar la legislación necesaria en el ejercicio de la profesión de Ingeniero Industrial.
CT01 Capacidad para trabajar, dirigir y gestionar conflictos en un grupo multidisciplinar y/o un entorno multilingüe
CT02 Capacidad para la gestión de la información, manejo y aplicación de las especificaciones técnica y la legislación necesaria para la práctica de la ingeniería
CT03 Capacidad de emprendimiento y cultura emprendedora.
CT04 Respeto a los derechos humanos y de los que sufren alguna discapacidad y voluntad para eliminar factores discriminatorios con género, origen, etc.
CT05 Capacidad para la transmisión oral y escrita de información adaptada a la audiencia.
 
Resultados de aprendizaje
Resultado 20.1 Conocer y aplicar los principios y funcionamientos de las máquinas eléctricas
Resultado 20.2 Adquirir conocimientos sobre el control, regulación y protección de las máquinas eléctricas
Resultado 20.3 Conocer las aplicaciones de los distintos tipos de máquinas eléctricas.
Resultado COEL01R Capacidad para el cálculo y diseño de máquinas eléctricas.
Resultado COEL02R Conocimientos sobre control de máquinas y accionamientos eléctricos y sus aplicaciones.
Resultado COEL07R Conocimiento aplicado de electrónica de potencia.
Resultado COEL08R Conocimiento de los principios la regulación automática y su aplicación a la automatización industrial.
5. CONTENIDOS

Principios generales de las máquinas eléctricas. Circuitos magnéticos.
Aspectos generales de las máquinas eléctricas. Máquinas asíncronas o de inducción.
Aspectos generales de las máquinas síncronas.
Aspectos generales de las máquinas de corriente continua.
Principios generales del control de las máquinas eléctricas.  
Protección de motores de inducción. Protección de generadores.
Aplicaciones de las máquinas eléctricas

 

Principios generales de las máquinas eléctricas:Generadores y Motores

Tema 1. Principios generales de las máquinas eléctricas

  1. Introducción

  2. Máquinas eléctricas en el contexto de un sistema eléctrico

    1. Generación

    2. Motores

  3. Formas constructivas

  4. Grados de protección

  5. Potencia asignada

  6. Pérdidas, calentamiento y refrigeración

  7. Clases de servicio normalizadas

Tema 2. Circuitos magnéticos

  1. Ley de Ampère

  2. Enlaces de flujo. Ley de inducción de Faraday

  3. Inductancias propias de una bobina

  4. Bobinas con acoplamiento magnético

  5. Bobinas con acoplamiento magnético parcial. Flujos de dispersión

  6. Bobina real con núcleo de hierro

Tema 3. Aspectos generales de las máquinas eléctricas

  1. Estructura general de las máquinas eléctricas rotativas

    1. Máquina síncrona elemental

    2. Máquinas asíncrona elemental

    3. Máquina de corriente continua elemental

  2. Campo magnético en el entrehierro

    1. Campo magnético radial producido por una bobina diametral

    2. Campo creado por una bobina de paso acortado

    3. Campo creado por una bobina distribuida

  3. Campo magnético creado por una corriente alterna

  4.  Obtención de campos giratorios en máquinas de corriente alterna

    1. Campo giratorio con un inductor móvil

    2. Campo giratorio mediante devanados polifásicos. Teorema de Ferraris

  5. Tensiones inducidas

    1. F.E.M. de transformación en una bobina elemental

    2. F.E.M. inducida por rotación o por movimiento

  6. Armónicos de la f.e.m. inducida. Métodos de eliminación

    1. Bobinas distribuidas. Factor de distribución

    2. Bobinas de paso acortado. Factor de paso.

    3. Bobinas con ranuras inclinadas. Factor de inclinación de ranuras

    4. Factor de devanado

Tema 4. Máquinas asíncronas o de inducción

  1. Constitución física y formas constructivas de las máquinas asíncronas

    1. Partes activas de la máquina

    2. Placa de bornas y conexionado

  2. Principio de funcionamiento

  3. Circuito equivalente en régimen permanente

  4. Circuito equivalente simplificado

  5. Parámetros del circuito equivalente a partir de ensayos

  6. Balance de potencias. Característica par-velocidad

  7. Arranque del motor asíncrono

  8. Variación de velocidad en la máquina asíncrona

  9. Frenado de los motores asíncronos

Tema 5. Máquinas síncronas

  1. Constitución física y formas constructivas de las máquinas síncronas

  2. Sistemas de excitación  de alternadores

  3. Funcionamiento en vacío y en carga

    1. Diagrama fasorial y circuito equivalente de las máquinas de rotor cilíndrico.

    2.  Máquina saturada y no saturada. Ensayo en cortocircuito

    3. Caída de tensión interna

  4. Característica mecánica del alternador síncrono. Curva potencia-ángulo de carga

  5. Generador síncrono en funcionamiento aislado

  6. Generador síncrono en una red de potencia infinita

    1. Sincronización

    2. Funcionamiento a potencia constante

    3. Funcionamiento a excitación constante

    4. Límites de funcionamiento

  7. Máquinas de polos salientes. Teoría de las dos reacciones

    1. Diagrama fasorial

    2. Características par-ángulo

Tema 6. Máquinas de corriente continua

  1. Constitución física y formas constructivas de las máquinas de corriente continua

  2. Devanados

    1. Inductor

    2. Inducido

    3. Reacción de inducido

  3. F.E.M. inducida y par

    1. Ecuaciones en los distintos tipos de máquinas: independiente, serie, paralelo y compuesta

  4. Funcionamiento como generador

  5. Funcionamiento como motor

  6. Arranque y frenado en la máquina de corriente continua

Tema 7. Principio de control de los motores de corriente continua

  1. Funcionamiento de la máquina de corriente continua en cuatro cuadrantes.

  2. Regulación de velocidad de motores de corriente continua por medio de rectificadores controlados

  3. Regulación de velocidad de motores de corriente continua por medio de choppers

  4. Regulación de la velocidad  de motores de corriente continua mediante realimentación

Tema 8. Principio de control de motores de corriente alterna asíncronos

  1. Tipos de regulación de velocidad de motores asíncronos

  2. Regulación de velocidad por control de la tensión de línea aplicada al estátor. 

  3. Regulación de velocidad por control de la tensión y frecuencia de línea. Control escalar

  4. Regulación de velocidad por medio de un cicloconvertidos

  5. Regulación de velocidad por control estático de una resistencia resistencia adicional en el rotor

  6. Regulación de velocidad por recuperación de la potencia de deslizamiento

Tema 9. Principio de control de los motores de corriente alterna síncronos

  1. Regulación de velocidad de motores síncronos en lazo abierto
  2. Regulación de velocidad de motores síncronos en lazo cerrado. Motor síncrono autopilotado
  3. Control vectorial de un motor síncrono de imanes permanentes

Tema nº10. Protección de motores

  1. Introducción

  2.  Cambio de secuencia de fase

  3. Protección de fallo a tierra

  4. Protección contra rotor bloqueado

  5. Protección contra sobrecarga

  6. Relés térmicos

  7. Protección en sistemas monofásicos

  8. Protección en sistemas trifásicos, desequilibrios

  9. Protección contra secuencia negativa

  Tema nº 11. Protección de generadores

  1. Introducción

  2. Fallo a tierra

  3. Protección contra sobrecarga

  4. Protección contra embalamiento

  5. Pérdida de excitación

  6. Protección de generadores hidráulicos

  7. Protección por baja velocidad

 

Prácticas de Laboratorio:

Práctica nº 1. Circuitos magnéticos excitados por corriente alterna.

Práctica nº 2. Ensayos de los  motores de inducción trifáscicos en baja tensión: a rotor libre, a rotor bloqueado, en carga.

Práctica nº3. Medida de par y ensayo de motores de inducción monofásico y pequeña potencia.

Práctica nº 4. Acoplamiento de un alternador trifásico a la red. Maniobra y estabilidad. 

Práctica nº5. Regulación de velocidad en máquinas de corriente alterna y continua. 

6. METODOLOGÍA Y ACTIVIDADES
 
ACTIVIDADES HORAS PRESEN­CIALES HORAS TRABAJO AUTÓ­NOMO TOTAL HORAS CRÉDITOS ECTS COMPETENCIAS (códigos)
A1 - Clases expositivas en gran grupo
  • M1 - Clases magistrales
  • M2 - Exposición de teoría y ejemplos generales
 30.0 45.0 75.0 3.0
  • CB10R
  • CB6R
  • CB7R
  • CB9R
  • CG01
  • CG02
  • CG04
  • CG06
  • CG07
  • CG08
  • CG10
  • CG11
  • CG12
  • CT01
  • CT02
  • CT03
  • CT04
  • CT05
A2R - Clases en pequeño grupo
  • M5MD - Actividades practicas
  • M8MD - Laboratorios
 10.0 15.0 25.0 1.0
  • CB10R
  • CB6R
  • CB7R
  • CB9R
  • CG01
  • CG02
  • CG04
  • CG06
  • CG07
  • CG08
  • CG10
  • CG11
  • CG12
  • CT01
  • CT02
  • CT03
  • CT04
  • CT05
TOTALES: 40.0 60.0 100.0 4.0  
 
INFORMACIÓN DETALLADA:

Clase expositiva en gran grupo. Exposición de teoría y ejemplos generales. Consulta a páginas web de fabricantes de materiales y equipos relacionados con las materias de la asignatura. Consulta de normas UNE, relacionadas con los contenidos de la asignatura

Clases en  pequeño grupo de actividades prácticas y de laboratorio.

7. SISTEMA DE EVALUACIÓN
 
ASPECTO CRITERIOS INSTRUMENTO PESO
Asistencia y/o participación en actividades presenciales y/o virtuales Asistencia continuada, participación activa y aportaciones relevantes. Hoja de firmas y observación del profesor 5.0%
Conceptos teóricos de la materia Dominio de los conocimientos teóricos y problemas de la materia. Examen teórico con preguntas del temario y problemas 75.0%
Realización de trabajos, casos o ejercicios Entrega de prácticas, supuestos y problemas. Evaluación de las memorias de prácticas y resto de actividades. 20.0%
El sistema de calificación se regirá por lo establecido en el RD 1125/2003 de 5 de septiembre por el que se establece el sistema europeo de créditos y el sistema de calificaciones en la titulaciones universitarias de carácter oficial
INFORMACIÓN DETALLADA:

La aportación a la nota del apartado de asistencia y participación será el 5% (cinco por ciento) , se realizarán controles de asistencia aleatorios (no superando en ningún caso el 40% de las horas de docencia programadas), se valorarará la participación en debates, resolución de ejercicios y diferentes actividades. La asistencia y participación evalúan las competencias:  CB01, CB04, CB05, CG01, CG02, CG04, CG06, CG08, CG10, CG11, CG12, CT01,CT02, CT03, CT05, COEL01, COEL02, COEL03, COEL07, COEL08, COEL09, COEL10 y los resultados del aprendizaje 20.1, 20.2 y 20.3.

La evaluación de los conocimientos teóricos de la materia se realizará mediante un examen escrito con contenidos en teoría y problemas, que se realizará en la convocatoria oficial. La materia de éste examen se considera superada cuando se alcance la calificación igual o superior a 5 sobre 10 puntos. Habrá que superar tanto la teoría como los problemas. La nota de la parte de teoría supone un 75% (setenta  y cinco por ciento)  de la nota final . La parte de teoría consistirá en la respuesta a una o varias preguntas del programa de la asignatura, se valorará tanto los contenidos mínimos (bibliografía básica) como los contenidos adicionales (bibliografía específica de cada materia). La parte de resolución de problemas, se propondrán entre  dos y cuatro problemas sobre los contenidos de la materia (máquinas síncronas, máquinas asíncronas y máquinas de corriente continua). Mediante la prueba del examen escrito se evalúan las competencias:  CB01, CB04, CB05, CG01, CG02, CG04, CG06, CG08, CG10, CG11, CG12, CT01,CT02, CT03, CT05, COEL01, COEL02, COEL03, COEL07, COEL08, COEL09, COEL10 y los resultados del aprendizaje 20.1, 20.2 y 20.3.

 Para la evaluación de los conocimientos de las prácticas de laboratorio es condición obligatoria la realización de todas las prácticas programadas. El alumno asistirá a las prácticas  y presentará  memoria de los trabajos realizados, la  entrega de actividades se realizará en la plataforma  Docencia Virtual. La evaluación de las memorias realizadas, la resolución de supuestos prácticos, esquemas de control de máquinas y comentarios sobre los desarrollos tecnológicos, supondrá  supondrá un 20% (veinte por ciento) de la nota. Los alumnos que no asistan, no presenten memorias o no realicen las distintas actividades en su totalidad  no contarán con el porcentaje de nota indicado.Mediante la valoración de las memorias y actividades descritas en el apartado se evalúan las competencias: CB01, CBO2, CBO4, CB05, CG01, CG02, CG04, CG06, CG08, CG10, CG11, CG12, CT01,CT02, CT03, CT05, COEL01, COEL02, COEL03, COEL07, COEL08, COEL09, COEL10 y los resultados del aprendizaje 20.1, 20.2 y 20.3.

8. DOCUMENTACIÓN / BIBLIOGRAFÍA
ESPECÍFICA O BÁSICA:
  • Máquinas eléctricas Luis Serrano Iribarnegaray, Javier Andrés Martínez Román. Edición: 2ª ed.. Autor: Serrano Iribarnegaray, Luis. Editorial: [Valencia] : Universitat Politècnica de València, 2013  (C. Biblioteca)
  • Máquinas eléctricas Jesús Fraile Mora. Edición: 7ª ed.. Autor: Fraile Mora, Jesús. Editorial: Madrid : Garceta, 2015  (C. Biblioteca)
  • Problemas de máquinas eléctricas. Edición: 2ª ed.. Autor: Fraile Mora, Jesús. Editorial: Madrid: Garceta, 2015  (C. Biblioteca)
GENERAL Y COMPLEMENTARIA:
  • Máquinas eléctricas. Edición: 4ª ed.. Autor: Chapman, Stephen J.. Editorial: Santa Fé de Bogotá [etc]: McGraw-Hill, cop. 2005  (C. Biblioteca)
  • Electric machines. Edición: 3rd, 15th repr.. Autor: Kothari, D. P.. Editorial: New Delhi : Tata McGraw-Hill Publishing Company, cop. 2009  (C. Biblioteca)
  • Modeling and high performance control of electric machines. Edición: -. Autor: Chiasson, John. Editorial: New York: IEEE ; Hoboken (New Jersey): Wiley-Interscience, cop. 2005  (C. Biblioteca)
  • Principles of electric machines with power electronic applications. Edición: 2nd ed. Autor: El-Hawary, Mohamed E.. Editorial: Englewood Cliffs (New Jersey): Prentice-Hall, cop. 2002  (C. Biblioteca)
  • Principles of electric machines and power electronics. Edición: 2nd ed. Autor: Sen, Paresh Chandra. Editorial: New York [etc.]: John Wiley & Sons, cop. 1997  (C. Biblioteca)
  • Accionamientos eléctricos. Edición: Primera. Autor: Jesús Fraile Mora. Editorial: Garceta  (C. Biblioteca)
  • Handbook of electric motors . Edición: -. Autor: -. Editorial: New York : Marcel Dekker, 2004  (C. Biblioteca)
9. CRONOGRAMA

     

Semana

A1

A2

A3

T.A.

Observaciones

Nº 1:

02 -08 oct 2017

3

0

 

 4.5

 Clase expositiva. Tema 1

Nº 2:

10- 15 oct 2017

 2

 1

 

 4.5

Clase expositiva. Tema 2. Práctica nº1.

Nº 3:

16 - 22 oct 2017

 2

1 

 

4.5

Clase expositiva. Tema 3. Práctica nº2.

Nº 4:

23 -29 oct 2017 

 3

 0

 

 4.5

Clase expositiva. Tema 4. 

Nº 5:

30 oct -05 nov 2017

 1

2

 

 4.5

Clase expositiva. Tema 5. Práctica nº 3. 

Nº 6:

06 - 12 nov 2017

1

2 

 

 4.5

Clase expositiva. Tema 5. Práctica nº 3. 

Nº 7:

13 - 19 nov 2017

 3

0 

 

 4.5

Clase expositiva. Tema 6 y 7.

Nº 8:

20 - 26 nov 2017

3

0 

 

 4.5

Clase expositiva. Tema 7. 

Nº 9:

27 nov - 03 dic 2017

 2

1 

 

 4.5

Clase expositiva. Tema 8. Práctica nº 4.

Nº 10:

04 - 10 dic 2017

 2

1

 

4.5

Clase expositiva. Tema 9. Práctica nº4.

Nº 11:

11 - 17 dic 2017

 3

0 

 

 4.5

Clase expositiva. Tema 9 y 10.

Nº 12:

18 - 21 dic 2017 

2

1

 

 4.5

Clase expositiva. Tema 10. Práctica nº 5

Nº 13:

8 - 14 ene 2018

2

1

 

4.5

Clase expositiva. Tema  11. Práctica nº5.

Nº 14:

15 - 21  ene 2018

 

 1

 0

 

 1.5

Clase expositiva. Repaso. 

Total

 30  10    60