Guia docente 2023_24
Escuela de Ingeniería Industrial
Grado en Ingeniería en Electrónica Industrial y Automática
 Asignaturas
  Sistemas trifásicos y máquinas eléctricas
   Contenidos
Tema Subtema
ANÁLISIS Y RESOLUCIÓN DE CIRCUITOS TRIFÁSICOS EQUILIBRADOS Y DESEQUILIBRADOS
Introducción al funcionamiento de los sistemas eléctricos.
Entornos de simulación y análisis: Simulink y SimPowerSystems.
Circuitos trifásicos equilibrados. Tensiones e intensidades simples y de línea.
Análisis de circuitos trifásicos equilibrados: planteamiento y resolución de problemas.
Análisis de circuitos trifásicos desequilibrados: planteamiento y resolución de problemas.
Potencia en los sistemas trifásicos. Compensación de la energía reactiva.
ANÁLISIS TRANSITORIO DE LOS SISTEMAS ELÉCTRICOS
Circuitos lineales de 1er y 2ª orden: constantes de tiempo y duración del transitorio. Resolución de la ecuación diferencial. Tipos de respuestas y regímenes en función de la excitación. Identificación de las respuestas. Caracterización de circuitos en función de la ecuación: valores iniciales y finales en bobinas y condensadores. Tipos de fallos en los sistemas eléctricos. Cálculo de cortocircuito trifásico.

TEORÍA GENERAL DE LAS MÁQUINAS ELÉCTRICAS Principios fundamentales
-Importancia de las máquinas eléctricas.
-Principios básicos de funcionamiento.
-Principios de la conversión electromecánica.
-Campos electromagnéticos. Ecuación de Maxwell.
-Inducción magnética.
-Flujo magnético.
-Fuerza magnetomotriz.
-Reluctancia magnética.
-Paralelismo entre circuitos eléctricos y circuitos magnéticos.
- Máquinas eléctricas (ME).
- Máquinas eléctrica elemental.
- Máquinas eléctricas rotativas.
-Fuerza electromotriz inducida.
-Efecto generador.
- Creación de campos magnéticos.
- Fuerza electromagnética.
-Correlación gráfica.
-Estudio del generador elemental.
-Estudio del motor elemental.
Características generales y específicas de las ME
-Máquinas eléctricas estáticas y rotativas. Clasificación.
-Devanados principales de las máquinas eléctricas.
-Evolución del circuito magnético.
-Constitución de las máquinas eléctricas.
-Clasificación y detalles diferenciales de las máquinas eléctricas.
-Velocidad síncrona.
-Principio de funcionamiento de los motores síncronos y asíncronos.
-Aplicaciones: M. asíncronas-M. síncronas.
-El generador síncrono.
-El motor síncrono. Inconvenientes.
-Materiales utilizados en las ME
-Circuito magnético. Materiales ferromagnéticos.
-Ciclo de histéresis.
-Materiales conductores.
-Materiales aislantes.
-Clases de aislamiento y temperaturas admisibles.
-Degradación del aislamiento.
-Requisitos que debe satisfacer un aislante.
-Balance de energía.
-Pérdidas de las máquinas eléctricas.
-Rendimiento de las máquinas eléctricas.
-Calentamiento de las máquinas eléctricas.
-Enfriamiento de las máquinas eléctricas.
-Clases de servicio de las máquinas eléctricas.

MÁQUINAS ASÍNCRONAS Campos magnéticos giratorio y devanados de las ME de ca.
-Campo magnético giratorio.
-Devanados de las máquinas de ca.
Funcionamiento y aplicaciones de las máquinas asíncrona
-Principio de funcionamiento de las máquinas asíncronas.
- Ley de Biot y Savart.
-Deslizamiento.
-Frecuencias de las corrientes del rotor.
-Máquinas asíncronas. Constitución.
- Devanados de las máquinas asíncronas.
-Circuito equivalente.
-Circuito equivalente con el rotor parado.
-Circuito equivalente con el rotor girando.
-Circuito equivalente: Reducción del rotor al estator.
-Diagrama vectorial.
-Circuito equivalente simplificado.
-Funcionamiento de las máquinas asíncronas.
-Funcionamiento en vacío.
-Funcionamiento con rotor parado.
-Funcionamiento en carga.
-Ensayo de vacío o de rotor libre.
-Ensayo de cortocircuito o de rotor bloqueado.
-Ensayo en carga del motor asíncrono.
-Máquinas asíncronas. Balance de potencias.
-Motores asíncronos. Rendimiento.
-Motores asíncronos de alta eficiencia.
-Máquinas asíncronas. Características de par-deslizamiento.
-Funcionamiento como freno.
-Funcionamiento como motor.
-Funcionamiento como generador.
-Máquinas asíncronas. Curvas características.
-Motores asíncronos-Máquinas accionadas.
-Motores asíncronos. Aplicaciones.
-Motores asíncronos. Arranque.
-Arranque directo.
-Arranque por resistencias intercaladas en el estator.
-Arranque por autotransformador.
-Arranque estrella-triángulo.
-Arranque por inserción de resistencias en el circuito del rotor.
-Motor de inducción de doble jaula de ardilla
-Motor de inducción de ranura profunda
-Motores asíncronos. Cambio del sentido de giro.
-Motores asíncronos. Características nominales.
Motores asíncronos. Regulación de velocidad
-Variación del par motor con la tensión de alimentación
-El motor asíncrono alimentado en corriente
-El motor asíncrono alimentado a frecuencia variable
-Cicloconvertidores trifásico
-Bucles de control para accionamientos de ca.
-Zonas de trabajo en el control del motor asíncrono.
-Control vectorial
Motores de inducción monofásicos
-Sistema monofásico.
-Constitución y principio de funcionamiento.
-Equivalencia del motor monofásico a dos motores trifásicos. Teorema de Leblanc.
-Circuito equivalente.
-Arranque y características funcionales del motor monofásico.
-Motor de fase partida.
-Motor de arranque por condensador.
-Motor de espira de sombra.
Aplicaciones del motor de inducción monofásico.
TRANSFORMADORES Introducción. Aspectos constructivos. Transformador ideal. Funcionamiento de un transformador real. Circuito equivalente de un transformador: fems y tensiones. Ensayos del transformador. Caída de tensión en un transformador. Pérdidas y rendimiento de un transformador. Corriente de excitación en vacío: armónicos de la corriente. Corriente de conexión de un transformador. Simulación de un transformador de dos devanados. Autotransformadores. Transformadores trifásicos: esquemas de conexión. Transformadores de medida y protección. Resolución de problemas
MÁQUINA SÍNCRONA

Introducción. Constitución y clasificación de las máquinas síncronas. Funcionamiento en vacío. Funcionamiento en carga. Reacción de inducido. Circuito equivalente. Funcionamiento de un generador acoplado a una red de potencia infinita: límites de funcionamiento. Funcionamiento como motor. Motor síncrono de imanes permanentes

MÁQUINAS DE CORRIENTE CONTINUA

Aspectos constructivos de la máquina de corriente continua: Inductor e Inducido. Partes del inducido: el devanado, el colector de delgas y las escobillas. Principios de funcionamiento. Circuito equivalente. Magnitudes fundamentales: FEM y Par. La conmutación y la reacción de inducido. Características de funcionamiento de los motores de corriente continua: clasificación.- Regulación de velocidad y del par. Motores especiales: motores paso a paso.
PRACTICAS DE LABORATORIO Práctica 1: Utilización de las herramientas de simulación adecuadas para analizar un sistema de potencia con transformadores, motores, líneas y cargas
Práctica 2: Ensayo de un transformador monofásico y determinación de los parámetros del circuito equivalente.
Práctica 3: Ensayo de un transformador trifásico y determinación de los parámetros del circuito equivalente.
Práctica 4. Comprobación con osciloscopio de los índices horarios de diferentes conexiones de transformadores trifásicos.
Práctica 5: Realización de los ensayos de vacío y cortocircuito y determinación de los parámetros del circuito equivalente de un motor asíncrono o de inducción.
Práctica 6: Determinación mediante ensayos de la característica de vacío de la máquina síncrona
AULA DE INFORMÁTICA. RESOLUCION PRÁCTICA DE PROBLEMAS Y/O EJERCICIOS Practica 1: Introducción a la simulación eléctrica. Simulación de circuitos eléctricos básicos. Utilización y evaluación de diferentes programas de simulación y cálculo numérico por computador
Practica 2: Resolución de problemas/ejercicios de circuitos eléctricos equilibrados y desequilibrados. Simulación y resolución numérica por computador de los casos anteriores.
Practica 3: Resolución de problemas/ejercicios de transitorios en circuitos eléctricos con: fuentes, resistencias, bobinas y condensadores. Simulación y resolución numérica por computador de los casos resueltos en el apartado anterior. Determinación de las corrientes de cortocircuito trifásico, según la UNE-21239, de un sistema eléctrico.
Practica 4: Resolución de problemas/ejercicios de transformadores monofásicos y trifásicos. Simulación y resolución numérica por computador de los casos anteriores.
Practica 5: Resolución de problemas/ejercicios de motores asíncronos. Simulación y resolución numérica por computador de los casos anteriores.
Practica 6: Resolución de problemas/ejercicios de máquinas síncronas. Simulación y resolución numérica por computador de los casos anteriores.
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