Universidad de Jaén

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Guía docente 2018-19 - 77312008 - Modelado y control de máquinas eléctricas

TITULACIÓN: Máster Univ. en Ingeniería mecatrónica
CENTRO: Centro de Estudios de Postgrado de UJA

CURSO ACADÉMICO: 2018-19
GUÍA DOCENTE
1. DATOS BÁSICOS DE LA ASIGNATURA
NOMBRE: Modelado y control de máquinas eléctricas
CÓDIGO: 77312008 CURSO ACADÉMICO: 2018-19
TIPO: Obligatoria
Créditos ECTS: 4.0 CURSO: 1 CUATRIMESTRE: SC
WEB: http://dv.ujaen.es/goto_docencia_crs_807364.html
 
2. DATOS BÁSICOS DEL PROFESORADO
NOMBRE: CASA HERNÁNDEZ, JESÚS DE LA
IMPARTE: Teoría [Profesor responsable]
DEPARTAMENTO: U120 - INGENIERÍA ELÉCTRICA
ÁREA: 535 - INGENIERÍA ELÉCTRICA
N. DESPACHO: A3 - 237 E-MAIL: jcasa@ujaen.es TLF: 953212463
TUTORÍAS: https://uvirtual.ujaen.es/pub/es/informacionacademica/tutorias/p/54907
URL WEB: http://blogs.ujaen.es/jcasa/
 
NOMBRE: SÁNCHEZ SUTIL, FRANCISCO JOSÉ
IMPARTE: Teoría
DEPARTAMENTO: U120 - INGENIERÍA ELÉCTRICA
ÁREA: 535 - INGENIERÍA ELÉCTRICA
N. DESPACHO: A3 - 230 E-MAIL: fssutil@ujaen.es TLF: 953212466
TUTORÍAS: https://uvirtual.ujaen.es/pub/es/informacionacademica/tutorias/p/46838
URL WEB: -
 
3. PRERREQUISITOS, CONTEXTO Y RECOMENDACIONES
PRERREQUISITOS:

.

CONTEXTO DENTRO DE LA TITULACIÓN:

.

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
CB6 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
CG2MMKTR Conocer y aplicar la normativa y regulación local, autonómica, nacional e internacional en el ámbito de la Ingeniería Mecatrónica.
CT5 Analizar, razonar críticamente, pensar con creatividad y evaluar el propio proceso de aprendizaje discutiendo asertiva y estructuradamente las ideas propias y ajenas.
E08MMKTR Saber seleccionar máquinas eléctricas aplicadas en sistemas mecatrónicos.
E09MMKTR Conocer y aplicar técnicas avanzadas de control y regulación de máquinas eléctricas en sistemas mecatrónicos.
Resultados de aprendizaje
Resultado RB6 Haber adquirido conocimientos avanzados y demostrado, en un contexto de investigación científica y tecnológica o altamente especializado, una comprensión detallada y fundamentada de los aspectos teóricos y prácticos y de la metodología de trabajo en uno o más campos de estudio.
Resultado RE08MM Selecciona máquinas eléctricas aplicadas en sistemas mecatrónicos.
Resultado RE09MM Demuestra que conoce y aplica técnicas avanzadas de control y regulación de máquinas eléctricas en sistemas mecatrónicos
Resultado RG2mMKTR Demuestra que conoce y aplica la normativa y regulación local, autonómica, nacional e internacional en el ámbito de la Ingeniería Mecatrónica.
Resultado RT5 Analiza y razona críticamente, discutiendo asertiva y estructuradamente las ideas propias y ajenas, demostrando pensamiento creativo y capacidad para evaluar el propio proceso de aprendizaje
5. CONTENIDOS

Tipos de motores industriales.
- Elección del motor más adecuado para cada aplicación industrial.
- Modelado de máquinas eléctrica y simulación de su comportamiento electromecánico.
- Tipos de accionamiento eléctricos.
- Elección del accionamiento eléctrico más eficiente para las distintas aplicaciones de control de movimiento.
- Técnicas de control y regulación de las máquinas eléctricas para el control de movimiento.
- Aplicación de las técnicas de control y regulación en los motores eléctrico

Contenidos Teóricos (desarrollo de temas)

Bloque 1 Tipos de motores industriales

Tema nº1 -  Motores industriales

  1. Motor de inducción
  2. Motor paso a paso
  3. Motores brushless
  4. Motores de reluctancia variable

Bloque 2 - Modelado de máquinas eléctricas y simulación de su comportamiento electromecánico

Tema nº2 - Modelado del motor de inducción trifásico

  1. Campo magnético rotatorio y deslizamiento
  2. Modelo de circuito del motor de inducción trifásico
  3. Modelo de la máquina en el marco de referencia arbitrario dq0
  4. Marco de referencia síncrono y estacionario
  5. Modelo de estado contínuo
  6. Modelo transitorio
  7. Simulación en el marco de referencia estacionario
  8. Modelo linealizado
  9. Motor de inducción monofásico

Tema nº3 - Modelado del motor paso a paso

  1. Introducción
  2. Modelo del motor paso a paso
  3. Ecuaciones mecánicas y eléctricas para el motor paso a paso de imanes permanentes

Tema nº4 - Modelado del motor brushless

  1. Inversor trifásico de potencia
  2. Modelo matemático del motor brushless
  3. Teoría del marco de referencia

Tema nº5 - Modelado del motor reluctancia variable SRM

  1. Modelo
  2. Régimen permanente

Bloque 3 - Técnicas de control y regulación de las máquinas eléctricas para el control de movimiento

Tema nº6 -  Control y regulación de la máquina asíncrona

  1. Motor de anillos con inserción pulsante de resistencias
  2. Motor de corriente alterna alimentado por regulador de tensión alterna
  3. Motor de rotor en cortocircuito alimentado por regulación de tensión alterna
  4. Motor de anillos con convertidor de frecuencia en el circuito rotorico. Montajes en cascada

Tema nº7 - Control del motor brushless

  1. Control vectorial
  2. Control robusto

Tema nº8 - Control del motor de reluctancia variable SRM

  1. Modelo
  2. Régimen permanente
  3. Control deslizante doble
  4. Ajuste particular

Bloque 4 - Aplicación de las técnicas de control y regulación en los motores eléctricos

Tema nº9 - Aplicación de las técnicas de control

  1. Generalidades sobre accionamientos regulados
  2. Control de vehículos eléctricos
  3. Control de ascensores y grúas
  4. Control de cadenas de producción y robots

Bloque 5 Elección del motor y accionamiento mas adecuado (profesor externo de empresa o Universidad)

Tema nº10 - Elección del motor

Tema nº11 - Elección del accionamiento

Contenidos prácticos (desarrollo de prácticas)

Práctica nº1 - Estructura de los convertidores de frecuencia modernos

  1. Rectificador de red
  2. Circuito intermedio con carga de los condensadores
  3. Inversor de la máquina
  4. Unidad de control y regulación automática

Práctica nº2 - Modos de operación de los convertidores de frecuencia

  1. Diagrama equivalente de circuito de un motor asíncrono de corriente trifásica
  2. Característica U/f
  3. Característica U/f2
  4. Control vectorial o por campo orientado

Práctica nº3 - Optimización de accionamientos controlados por velocidad de giro

  1. Elevación de la tensión mínima
  2. Características de carga
  3. Compensación de deslizamiento
  4. Rampas de velocidad
  5. Tecnología con el empleo de una frecuencia de 87 Hz
  6. Funcionamiento con 87 Hz

Práctica nº4 - Funcionamiento en modo de generador

  1. Chopper de frenado
  2. Recuperación de energía

Práctica nº5 - Modelado del motor de inducción

  1. Modelado del motor
  2. Simulación del motor

6. METODOLOGÍA Y ACTIVIDADES
ACTIVIDADES HORAS PRESEN­CIALES HORAS TRABAJO AUTÓ­NOMO TOTAL HORAS CRÉDITOS ECTS COMPETENCIAS (códigos)
A4 - Prácticas externas 20.0 30.0 50.0 2.0
A67 - Actividades en pequeño grupo
  • M86 - seminarios, debates, actividades prácticas y aclaración de dudas
5.0 7.5 12.5 0.5
A88 - Actividades en gran grupo
  • h10 - clases magistrales, exposición de teoría y ejemplos generales y conferencias
15.0 22.5 37.5 1.5
  • CB6
  • CG2MMKTR
  • CT5
  • E08MMKTR
  • E09MMKTR
TOTALES: 40.0 60.0 100.0 4.0  
 
INFORMACIÓN DETALLADA:
  • Clases magistrales, exposición de teoría y ejemplos generales y conferencias
  • Docencia en pequeño grupo: seminarios, debates, actividades prácticas y aclaración de dudas
7. SISTEMA DE EVALUACIÓN
 
ASPECTO CRITERIOS INSTRUMENTO PESO
Asistencia y/o participación en actividades presenciales y/o virtuales Asistencia en actividades presenciales . 10.0%
Conceptos teóricos de la materia Participación en actividades presenciales . 10.0%
Realización de trabajos, casos o ejercicios Examen sobre los conceptos teóricos y prácticos de la materia . 50.0%
Prácticas de laboratorio/campo/uso de herramientas TIC Realización de trabajos, casos o ejercicios prácticos . 30.0%
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:
  • Examen escrito teórico-práctico al final del cuatrimestre que supondrá un valor en la nota final del 50%.
  • Realización de prácticas con un peso sobre la nota final del 30%.
  • Trabajo sobre un tema de la asignatura y exposición del mismo en clase que tendrá un valor sobre el total de la asignatura del 10%.
  • Asistencia a clases teóricas y prácticas y a las sesiones de exposición de trabajos 10%.
8. DOCUMENTACIÓN / BIBLIOGRAFÍA
ESPECÍFICA O BÁSICA:
  • Dynamic simulation of electric machinery: using matlab. Edición: -. Autor: Ong, Chee-Mun. Editorial: Upper Saddle River: Prentice Hall, cop. 1998  (C. Biblioteca)
  • Manual de accionamientos eléctricos. Edición: Cadem. Autor: Cadem. Editorial: Cadem  (C. Biblioteca)
  • Dynamic simulation of electric machinery: using matlab. Edición: -. Autor: Ong, Chee-Mun. Editorial: Upper Saddle River: Prentice Hall, cop. 1998  (C. Biblioteca)
  • Manual de accionamientos eléctricos. Edición: Cadem. Autor: Cadem. Editorial: Cadem  (C. Biblioteca)
  • Dynamic simulation of electric machinery: using matlab. Edición: -. Autor: Ong, Chee-Mun. Editorial: Upper Saddle River: Prentice Hall, cop. 1998  (C. Biblioteca)
  • Manual de accionamientos eléctricos. Edición: Cadem. Autor: Cadem. Editorial: Cadem  (C. Biblioteca)
  • Dynamic simulation of electric machinery: using matlab. Edición: -. Autor: Ong, Chee-Mun. Editorial: Upper Saddle River: Prentice Hall, cop. 1998  (C. Biblioteca)
  • Manual de accionamientos eléctricos. Edición: Cadem. Autor: Cadem. Editorial: Cadem  (C. Biblioteca)
  • Dynamic simulation of electric machinery: using matlab. Edición: -. Autor: Ong, Chee-Mun. Editorial: Upper Saddle River: Prentice Hall, cop. 1998  (C. Biblioteca)
  • Manual de accionamientos eléctricos. Edición: Cadem. Autor: Cadem. Editorial: Cadem  (C. Biblioteca)
  • Dynamic simulation of electric machinery: using matlab. Edición: -. Autor: Ong, Chee-Mun. Editorial: Upper Saddle River: Prentice Hall, cop. 1998  (C. Biblioteca)
  • Manual de accionamientos eléctricos. Edición: Cadem. Autor: Cadem. Editorial: Cadem  (C. Biblioteca)
GENERAL Y COMPLEMENTARIA:
  • Máquinas eléctricas y sistemas de potencia. Edición: 6ª ed. Autor: Wildi, Theodore. Editorial: México [etc.]: Prentice Hall, 2007  (C. Biblioteca)
  • Motores eléctricos: automatismos de control. Edición: 3ª ed. Autor: Roldan Viloria, José. Editorial: Madrid: Paraninfo, 1994  (C. Biblioteca)
  • Máquinas eléctricas y sistemas de potencia. Edición: 6ª ed. Autor: Wildi, Theodore. Editorial: México [etc.]: Prentice Hall, 2007  (C. Biblioteca)
  • Motores eléctricos: automatismos de control. Edición: 3ª ed. Autor: Roldan Viloria, José. Editorial: Madrid: Paraninfo, 1994  (C. Biblioteca)
  • Máquinas eléctricas y sistemas de potencia. Edición: 6ª ed. Autor: Wildi, Theodore. Editorial: México [etc.]: Prentice Hall, 2007  (C. Biblioteca)
  • Motores eléctricos: automatismos de control. Edición: 3ª ed. Autor: Roldan Viloria, José. Editorial: Madrid: Paraninfo, 1994  (C. Biblioteca)
  • Máquinas eléctricas y sistemas de potencia. Edición: 6ª ed. Autor: Wildi, Theodore. Editorial: México [etc.]: Prentice Hall, 2007  (C. Biblioteca)
  • Motores eléctricos: automatismos de control. Edición: 3ª ed. Autor: Roldan Viloria, José. Editorial: Madrid: Paraninfo, 1994  (C. Biblioteca)
  • Máquinas eléctricas y sistemas de potencia. Edición: 6ª ed. Autor: Wildi, Theodore. Editorial: México [etc.]: Prentice Hall, 2007  (C. Biblioteca)
  • Motores eléctricos: automatismos de control. Edición: 3ª ed. Autor: Roldan Viloria, José. Editorial: Madrid: Paraninfo, 1994  (C. Biblioteca)
  • Máquinas eléctricas y sistemas de potencia. Edición: 6ª ed. Autor: Wildi, Theodore. Editorial: México [etc.]: Prentice Hall, 2007  (C. Biblioteca)
  • Motores eléctricos: automatismos de control. Edición: 3ª ed. Autor: Roldan Viloria, José. Editorial: Madrid: Paraninfo, 1994  (C. Biblioteca)
9. CRONOGRAMA

Semana

A1

A2

A3

T.A.

Observaciones

Nº 1:

4 mar - 9 mar 2019

6

0

0

9

Temas 1-2

Nº 2:

11- 16 mar 2019

4

2

0

9

Temas 3-4, Práctica 1

Nº 3:

18 - 23 mar 2019

4

2

0

9

Tema 5,  Práctica 2

Nº 4: 

25 - 30 mar 2019

4

2

4

12

Experto Sesión 1, Temas 6 - 7, Práctica 3

Nº 5: 

1 - 6 abr 2019

 4.0

 2.0

0.0 

 9.0

Tema 8; Práctica 4

Nº 6: 

8 - 13 abr 2019

4

 

2

 

4

 

12

 

Experto Sesion 2; Tema 9, Práctica 5

 

Período no docente: 15- 20 mar  2019

 

 

 

 

 

Nº 7: 

22 - 27 abr 2018

0

2

0

9

Examen

Total

22

10

8

60