Guia docente 2012_13
Grao en Enxeñaría Electrónica Industrial e Automática
 Asignaturas
  Sistemas trifásicos y máquinas eléctricas
   Contenidos
Tema Subtema
Introducción al funcionamiento del sector eléctrico español. El transporte de la energía eléctrica: REE gestor de la red de transporte.
La distribución de la energía eléctrica: distribución de Vigo.
Producción de energía eléctrica: estructura de la generación.
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.
Materiales magnéticos. Leyes de los campos magnéticos (contexto de las leyes de Maxwell, Ampère, Faraday, Lenz, Oerested, Gaus, Henry). Energía e inductancia. Fuerza y coenergía: conversión de la energía. Imanes permanentes. Analogías entre circuitos eléctricos y magnéticos. Disipación de energía en los materiales ferromagnéticos. Resolución de circuitos magnéticos. Diseño de circuitos magnéticos.
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
MÁQUINAS ASÍNCRONAS Introducción. Principios básicos y aspectos constructivos del motor de inducción trifásico. Campo magnético giratorio. Circuito equivalente del motor asíncrono. Ensayos del motor de inducción. Par de rotación y deslizamiento:. Diagrama del círculo. Oscilaciones de tensión. Rendimiento y factor de potencia. Tipos de arranque de los motores de inducción. Determinación del tiempo de arranque. Análisis del comportamiento dinámico del motor de inducción. Frenado e inversión de giro. Clases de servicio y formas constructivas. Accionamientos eléctricos de velocidad variable. Resolución de problemas. Los armónicos y el par mecánico en los motores de inducción.
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.
Práctica 1 (Informática): Introducción a Matlab-Simulink-SimPowerSystems

1.I.1.-Introducción a la simulación eléctrica.
1-I.2.-Simulación de circuitos eléctricos básicos en Simulink.
1.I.3.- Simulación de un Sistema eléctrico de potencia on SimPowerSystems.
1.I.4.-Justificación, en Matlab, de los casos anteriores
Práctica 2 (Laboratorio): Introducción al laboratorio: Circuitos de mando y control 2.PL.1.-Introducción al conocimiento de las partes principales de los circuitos eléctricos.
2.PL.2.-Diferenciación entre elementos de medida, de control, de mando y de protección.
2.-PL.3.-Montaje y análisis de un circuito básico.Práctica
3 (Informática): Resolución de problemas de circuitos trifásicos. 3.I.1.-Resolución numérica, en Matlab, de modelos de circuitos eléctricos equilibrados y desequilibrados.
3.I.2.- Simulación en Simulink de los casos anteriores.
Práctica 4 (Laboratorio): Medida trifásica de potencias activas y reactivas.
4.PL.1.-Medida de potencia trifásica con dos o tres vatímetros.
4.PL.2.-Evaluación y medida del factor de potencia de un circuito trifásico.
4.PL.3.- Introducción a los medidores digitales.
Práctica 5 (Informática): Cálculo de corrientes de cortocircuito y simulación de transitorios.
5.I.1.-Resolución numérica, en Matlab, de transitorios en circuitos eléctricos con: fuentes, resistencias, bobinas y condensadores.
5.I.2.- Simulación, en Simulink, de los casos resueltos en el apartado anterior.
5.I.3.-Determinación de las corrientes de cortocircuito trifásico, según la UNE-21239, de un sistema eléctrico.
Práctica 6 (Laboratorio): Obtención de los parámetros del CE de un transformador monofásico y, de un transformador trifásico. 6.PL.1.- Determinación experimental de los parámetros Rcc, Xcc, Rfe y Xm correspondientes a un transformador.
6.PL.2.-Justificación de los resultados obtenidos con los ensayos de vacío y de cortocircuito de un transformador.
6.PL.3.- Determinación experimental de la impedancias de cortocircuito y de vacío, correspondientes a un transformador trifásico.
6.PL.4.-Justificación del índice horario de un un símbolo de un acoplamiento de un transformador trifásico.
6.PL.5. Elaboración de un informe técnico sobre el transformador ensayado.

Práctica 7 (Informática): Resolución numérica y simulación de problemas de transformadores 7.I.1.-Resolución numérica de problemas de transformadores monofásicos.
7.I.2.-Resolución numérica de problemas detTransformadores trifásicos.
7.I.3.-Simulación en Simulink de los casos anteriores
Práctica 8 (Laboratorio):Determinación de los parámetros del CE de un motor trifásico.
8.PL.1.-Realizar los ensayos de vacío y de rotor parado.
8.PL.1.-Determinar los parámetros Rcc, Xcc, Rfe y Xm correspondientes al modelo de una máquina asíncrona con los datos del apartado anterior.
8.PL.3.-Elaborar una gráfica sobre el rendimiento del motor ensayado, para distintos grados de carga.
Práctica 9 (Informática):Resolución numérica y simulación del funcionamiento de motores asíncronos.
9.I.1.-Resolución numérica de problemas de motores asíncronos.
9.I.2.-Simulación en Simulink de los casos resueltos en el apartado anterior.
Práctica 10 (Laboratorio) Comparación de métodos de arranque de un motor asíncrono.
10.PL.1-Registro y análisis del transitorio del arranque directo de un motor de inducción.
10.-PL.2.-Conexionar el arranque estrella-triángulo y medir las corrientes para las dos fases del transitorio.
10.PL.3.- Documentación del arranque a través del arrancador electrónico.
10.PL.4.-Elaboración de un informe que compare los arranques anteriores.
Práctica 11 (Informática): Resolución numérica y simulación de problemas de otras máquinas 11.I.1.-Resolución numérica de problemas típicos de generadores síncronos.
11.I.2.- Plantemiento y resolución de problemas con motores de corriente continua.
11.I.3.-Simulación en Simulink de los casos anteriores
Práctica 12 (Laboratorio):El variador de velocidad. 12.PL.1.-Control del motor asíncrono con un variador electrónico: ajustes del par y de la velocidad.
12.PL.2.-Regulación y control del frenado de un motor asíncrono con variador de velocidad.
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