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Asignatura: Comunicación
Sílabo de Fundamentos de Máquinas Eléctricas
I.
II.
Datos Generales
Código
A0999
Carácter
Obligatorio
Créditos
5
Periodo Académico
2017
Prerrequisito
Teoría Electromagnética
Horas
Teóricas:
4
Prácticas:
2
Sumilla de la Asignatura
La asignatura corresponde al área Formativa Ciencias de la Ingeniería es de naturaleza
teórico-práctica. El propósito de la asignatura es capacitar al estudiante en los aspectos
teórico-prácticos de las máquinas eléctricas
La asignatura contiene: Circuitos magnéticos, transformadores, motores de CD, motores de
AC. Generadores CD. Generadores AC. Instalación de motores y generadores. Diseño y
cálculo de Instalaciones
III. Competencia
Aplica las leyes del electromagnetismo en el análisis y desempeño de los circuitos magnéticos
de las máquinas eléctricas estáticas y rotativas.
Analiza
el
principio
de
funcionamiento
y
operación
de
transformadores
y
autotransformadores.
Determina los parámetros eléctricos de un transformador, a partir de los ensayos de vacío y
cortocircuito.
Emplea la norma IEC 60076, en la especificación de transformadores de potencia.
Analiza el principio de funcionamiento y operación de los generadores y motores eléctricos
de corriente continua. Evaluar el desempeño de estas máquinas en operación.
Manipula en forma eficaz los parámetros que gobiernan el comportamiento de los motores
de corriente alterna (inducción)
Analiza y maneja las máquinas de corriente alterna, para selección del tipo de máquina a
utilizar en procesos de producción.
Maniobra los motores y generadores rotativos de acuerdo a sus características técnicas en
forma experimental, para aplicarlos en procesos de control y de producción.
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IV.
Organización de los Aprendizajes
Unidad
Conocimientos
-
I
-
Procedimientos
TEMA I: ELECTROMAGNETISMO
El Campo magnético.
Sistemas de unidades magnéticas.
Sustancias diamagnéticas, paramagnéticas y ferromagnéticas.
Circuitos magnéticos.
Cálculo del circuito magnético.
Inducción electromagnética y principio de Lenz.
Inductancia y fenómenos de autoinducción. Inductancia
mutua.
Energía del campo magnético.
Pérdidas de Faucault y Histéresis.
TEMA II TRANSFORMADOR MONOFÁSICO.
Principio de funcionamiento del transformador.
El transformador monofásico ideal.
El transformador monofásico real.
Ensayo de vacío y ensayo de cortocircuito.
Circuito equivalente del transformador.
Polaridad del transformador monofásico.
Regulación de tensión.
Eficiencia de un transformador monofásico.
Funcionamiento
en paralelo
de
los
monofásicos.
El autotransformador.
transformadores
TEMA III TRANSFORMADORES TRIFÁSICO.
El transformador trifásico.
Grupos de conexión.
Método del reloj.
Paralelo de transformadores trifásicos.
Especificaciones técnicas según Norma IEC 60076.
TEMA IV: GENERADORES ELÉCTRICOS.
- Partes constructivas de una máquina DC.
- Principio de operación del generador DC.
-
II
Asignatura: Comunicación
-
Generador de excitación independiente.
Generadores autoexcitados.
Generadores compuestos.
-
TEMA V: MOTORES DE C.C.
Principio de funcionamiento del motor DC.
Motor DC de excitación independiente
- Principio de funcionamiento del transformador.
- El transformador monofásico ideal: tensión inducida, tensión autoinducida. Relación de
transformación.
- El transformador monofásico real: resistencia de los
devanados, flujo de dispersión, circuito de magnetización.
- Ensayo de vacío y ensayo de cortocircuito.
- Ensayo de vacío: cálculo del circuito de magnetización.
- Ensayo de cortocircuito: Cálculo de la impedancia equivalente del transformador. Tensión
de cortocircuito.
- Circuito equivalente del transformador.
- Polaridad del transformador monofásico.
- Regulación de tensión.
- Eficiencia de un transformador monofásico.
- Funcionamiento en paralelo de los transformadores monofásicos. Reparto de carga.
- El autotransformador: ventajas, desventajas, elevador, reductor, aplicaciones.
- El transformador trifásico: Características de funcionamiento y construcción.
- Grupos de conexión: Conexionado, relación de transformación y aplicaciones.
- Método del reloj.
- Paralelo de transformadores trifásicos.
- Especificaciones técnicas según Norma IEC 60076.
-
- Motor DC shunt.
- Motor DC Serie
Actitudes
Aplicación de prueba diagnóstica.
Explicación del sílabo.
- Conoce e interpreta el campo magnético de corriente eléctrica.
- Aplica y relaciona las unidades magnéticas.
- Identifica los materiales magnéticos.
- Identifica la Ley de Ohm para circuitos magnéticos.
- Aplica la Ley de la inducción electromagnética.
- Analiza y aplica el principio de la Ley de Lenz.
- Calcula la energía del campo magnético.
- Analiza y aplica las pérdidas en los núcleos magnéticos.
-
Partes constructivas de una máquina DC: Estator (núcleo, devanados de campo), Rotor
(inducido, escobillas, colector), Carcasa.
Principio de operación del generador DC: Tensión inducida.
Generador de excitación independiente: Conexionado, ensayo de vacío, operación con
carga (regulación de tensión, eficiencia).
Generadores autoexcitados: Generador DC shunt, Generador DC serie, Generador DC
compuesto
Principio de funcionamiento del motor DC: Regla de Fleming, Fuerza contraelectromotriz,
Ecuación de la velocidad, Par desarrollado en un motor, Reacción del inducido y posición
de las escobillas en los motores, Polos de conmutación.
Motor DC de excitación independiente: Conexionado, corriente de arranque, resistencia
de arranque, característica Par- velocidad, regulación de velocidad, control de velocidad.
Motor DC Shunt: Conexionado, corriente de arranque, característica Par- velocidad,
regulación de velocidad, control de velocidad, aplicaciones.
Valora
a
la
energía
eléctrica
como
fuente
indispensable
para
el
proceso de industrialización.
Se
incorpora
a
la
Universidad, desarrollando
un trabajo comprometido
en dos labores académicas
fundamentales, la visión y el
trabajo en instalaciones
industriales.
Valora
a
la
energía
eléctrica
como
fuente
indispensable
para
el
proceso de industrialización.
Se
incorpora
a
la
Universidad, desarrollando
un trabajo comprometido
en dos labores académicas
fundamentales, la visión y el
trabajo en instalaciones
industriales.
Respeta las ideas de los
demás y se esfuerza por
lograr resolver los problemas
planteados.
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- Motor DC Compuesto.
Asignatura: Comunicación
- Motor DC serie: Conexionado, corriente de arranque, característica Par- velocidad,
regulación de velocidad, control de velocidad, aplicaciones.
Examen Parcial
III
Tema VI: MÁQUINAS ROTATIVAS
- Características mecánicas de las máquinas
rotativas: Potencia, torque, velocidad,
rendimiento y factor de potencia.
- Ejemplos de aplicación.
- Tipos motores eléctricos.
- Características constructivas del Motor de
Inducción trifásica: Estator, rotor y carcasa.
Principio de funcionamiento del motor de inducción: - El campo
magnético giratorio, deslizamiento, tensión inducida en el rotor.
- Modelamiento de la máquina de inducción
trifásico: Circuito equivalente del estator, circuito magnetización,
circuito equivalente del rotor.
- Circuito equivalente Thévenin.
- Ecuación del Torque desarrollado.
- Clase de diseño de rotor según NEMA y sus
aplicaciones: Clase de diseño A, B, C y D.
- Tipos y Características de las cargas
Tema: VII CONTROL DE MOTORES DE INDUCCION TRIFÁSICA.
IV
- Sistemas de Arranques a Tensión Plena.
- Componentes del sistema de control de los
arranques a tensión plena.
- Sistemas de Arranques a Tensión Reducida.
- Componentes del sistema de control de los
arranques a tensión reducida.
Aplicaciones Industriales
Tema: VII MÁQUINAS SINCRONAS
- Características constructivas de las máquinas
síncronas trifásicas: rotor de polos lisos, rotor de
polos salientes.
- Aplicaciones.
- El generador síncrono: Principio de
funcionamiento, circuito equivalente.
- Característica de vacío
- El generador con carga
- Ejercicios de aplicación
Evaluación Parcial
- Definición de los siguientes conceptos: Potencia eléctrica, potencia mecánica, rendimiento
de un motor eléctrico, Torque desarrollado, velocidad, equivalencias.
- Identificación de la partes de un motor de inducción: Estator
(núcleo y devanados), Rotor (tipos), Carcasa (función, normas, aplicaciones).
- Demostración de la generación del campo magnético giratorio.
- Definición de Deslizamiento y su importancia en el
funcionamiento de la máquina de inducción.
- La Tensión inducida en el rotor y su dependencia con el deslizamiento.
- Circuito equivalente del estator.
- Circuito equivalente del circuito de magnetización.
- Circuito equivalente del rotor.
- Circuito equivalente monofásico
- Aplicación del teorema de Thévenin para determinar: El torque
desarrollado por el motor, Torque de arranque, Torque
máximo, Potencia desarrollada y Potencia máxima
desarrollada.
- Determinación del deslizamiento crítico.
- Clase de diseño del rotor: Simple jaula, jaula profunda, doble jaula, jaula pequeña.
- Características Par – Velocidad según la clase de diseño:
Clase de diseño A, B, C y D.
- Tipos de carga: Característica Par – Velocidad.
- Estructura de la máquina síncrona: Estator, rotor (tipos).
- Definición de aplicaciones: Generador, Motor y compensador síncrono.
- Tensión y frecuencia inducida. Relación entre frecuencia y
número de polos.
- Circuito equivalente del generador síncrono: Resistencia de la
armadura, Reactancia síncrona
El generador con carga:
- Regulación de tensión, análisis fasorial para los diferentes tipos de carga.
- Ejercicios de aplicación
Valora
a
la
energía
eléctrica
como
fuente
indispensable
para
el
proceso de industrialización.
Se
incorpora
a
la
Universidad, desarrollando
un trabajo comprometido
en dos labores académicas
fundamentales, la visión y el
trabajo en instalaciones
industriales.
Respeta las ideas de los
demás y se esfuerza por
lograr resolver los problemas
planteados.
Evaluación Final
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Asignatura: Comunicación
V.
Estrategias Metodológicas
Exposiciones de contenidos conceptuales, individuales y/o grupales.
Desarrollo de prácticas calificadas y prácticas de laboratorio.
Pruebas o exámenes de desarrollo.
Ejercicios y/o prácticas realizadas en clase.
VI.
Sistema de Evaluación
Instrumentos
Rubros
Evaluación de entrada
Peso
Prueba Objetiva
Requisito
Ficha de Exposición
Consolidado 1
20%
Prueba de Desarrollo
Prueba de Desarrollo
Evaluación Parcial
20%
Ficha de Exposición
Consolidado 2
20%
Prueba de Desarrollo
Evaluación Final
Prueba de Desarrollo
Evaluación sustitutoria(*)
Prueba de Desarrollo
40%
(*) Reemplaza la nota más baja obtenida en los rubros anteriores
Fórmula para obtener el promedio:
PF = C1 (20%) + EP (20%) + C2 (20%) + EF (40%)
VII. Bibliografía
7.1 Básica
•
J. ROLDAN VILORIA. MOTORES ELECTRICOS ACCIONAMIENTO DE MAQUINAS.
PARANINFO. 2001
•
C. R. PAUL, S.A. NASAR, L. E. UNNEWEHR. MÁQUINAS ELÉCTRICAS. MC. GRAW HILL.
1991
•
DONALD V. RICHARDSON. ARTHUR J. CAISSE, JR. MÁQUINAS ELÉCTRICAS
ROTATIVAS Y TRANSFORMADORES. PRENTICE HALL. 1997
•
IRVING L. KOSOW. MÁQUINAS ELÉCTRICAS Y TRANSFORMADORES. PRENTICE HALL.
1993
•
GEORGE MCPHERSON. INTRODUCCION A LAS MAQUINAS ELECTRICAS Y
TRANSFORMADORES. LIMUSA. 1987
•
VVEMBU GOURIZHANKAR.
CONVERSION DE ENERGIA ELECTROMECANICA.
ALFAOMEGA. 1995
•
C. B. GRAY. MÁQUINAS ELÉCTRICAS Y SISTEMAS ACCIONADORES ALFAOMEGA.
1993
ucontinental.edu.pe
Asignatura: Comunicación
•
BHAG
S.
GURU
-
HUSEYIN
R.
HISIROGLU.
MÁQUINAS
ELÉCTRICAS
Y
TRANSFORMADORES. OXFORD. 2003
•
JESUS FRAILE MORA. MAQUINAS ELECTRICAS. MC GRAW HILL. 2008. FUNDAMENTOS
DE ELECTROTECNIA. A. S. KASATKIN MIR MOSCÚ.
•
AUTOMATISMOS Y CUADROS ELÉCTRICOS. JOSÉ ROLDÁN VILORIA. PARANINFO
1999.
•
PRÁCTICAS DE ELECTRÓNICA INDUSTRIAL. PAUL B. ZBAR. MARCOMBO 2000
7.2 Complementaria
•
Catálogos de fabricantes transformadores: ABB, SIEMENS, WEG, SCHNEIDER
ELECTRIC.
•
Catálogos de fabricantes motores DC: ABB, SIEMENS, WEG, BALDOR, GENERAL
ELECTRIC, MARATHON, RELIANCE.
•
NORMAS IEC 60076, para transformadores.
2017.
Firmado por
FELIPE NESTOR GUTARRA MEZA
CN = FELIPE NESTOR GUTARRA MEZA
O = UNIVERSIDAD CONTINENTAL
OU = 20319363221
T = DECANO
Signature date and time: 17/02/2017 13:47:40
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