Máquinas Eléctricas II (2018)

• Las máquinas eléctricas constituyen un campo clásico e importante de la Ingeniería Eléctrica.

• La asignatura “Máquinas Eléctricas II” es la continuación de la asignatura “Máquinas Eléctricas I (G862)”, que ya se encuentra en el OpenCourseWare-UC (OCW). Con ella se dispone en el OCW de un bloque de dos asignaturas con un estudio completo sobre el comportamiento de las máquinas eléctricas. Evidentemente, antes de cursar esta asignatura hay que haber estudiado previamente la de “Máquinas Eléctricas I (G862)”.

• En esta asignatura se aplican los conocimientos adquiridos previamente en Máquinas Eléctricas I (G862)” para analizar el comportamiento de los distintos tipos de máquinas eléctricas en diferentes situaciones, para realizar maniobras con ellas y para regular algunas magnitudes: velocidad, tensión, potencia, frecuencia…

• A su vez, dentro del Grado en Ingeniería Eléctrica, estas dos asignaturas constituyen la base para las asignaturas que versan sobre Máquinas y Accionamientos Eléctricos. Además, algunos de los conocimientos incluidos en “Máquinas Eléctricas II” se emplean en asignaturas de Instalaciones, Centrales y Sistemas Eléctricos y de Electrónica de Potencia.

• Esta asignatura estudia las aplicaciones y el manejo de las máquinas eléctricas, lo que la hace interesante para técnicos de otras especialidades que necesiten usar estas máquinas. 

• En los apuntes teóricos dedicados a las máquinas asíncronas o de inducción, que son el tipo de motor usado más frecuentemente en la industria, se han añadido anexos con conocimientos avanzados, muchos de los cuáles son difíciles de encontrar en la literatura técnica en Español. Estos apuntes incluyen, también, algunos problemas resueltos que permiten comprender mejor los conceptos expuestos. Esta información se ha incorporado para los alumnos/as a los que les interese profundizar en estas máquinas a un nivel superior al que se imparte en la asignatura o que la vayan a necesitar posteriormente en su vida profesional. Además, al incluir esta asignatura en el OCW-UC, se pone esta información al alcance de cualquier ingeniero que la necesite. En los apuntes se indican qué contenidos superan el nivel de la asignatura.

• Los materiales que se ponen a disposición de los alumnos/as en esta asignatura son los siguientes:

  • Apuntes donde estudiar la teoría.

  • Colecciones de problemas propuestos y otras de problemas resueltos para que los alumnos/as puedan practicar en casa.

  • La documentación de cada Práctica de laboratorio. En ella se explica el desarrollo de la práctica, se proporcionan los esquemas eléctricos de los circuitos a montar y se incluyen las plantillas donde anotar las medidas realizadas en el laboratorio y los cálculos posteriores.

  • En algunos temas se entrega una hoja Excel que permite comprobar los resultados obtenidos al resolver problemas.

  • Ejemplos de exámenes de la asignatura.

  • Relación de bibliografía de apoyo.

• En la documentación para esta asignatura se ha prestado especial cuidado en el material gráfico que acompaña a los textos. Casi todo este material es en color. La mayor parte de las figuras y de las fotos son originales y las que no lo son se trata de imágenes de libre difusión y en cada una de ellas se indica su procedencia.

• Aunque las figuras son casi siempre en color y en el texto también se han utilizado colores, se ha procurado que el documento quede perfectamente claro si se imprime en blanco y negro.

• También se ha cuidado la maquetación de los documentos, los cuáles se han preparado de tal manera que el alumno/a que desee economizar papel, pueda imprimir cada uno de estos documentos a mitad de tamaño, es decir, a dos páginas por hoja, y obtenga un documento impreso cómodamente legible y con una buena presentación. Los apuntes teóricos tienen índice para facilitar su manejo. Los números de página de estos índices actúan como hiperenlaces a las páginas correspondientes.

• Las colecciones de problemas resueltos que se incluyen en la documentación de esta asignatura están estructuradas para facilitar que el alumno/a resuelva los problemas por sí mismo y que, únicamente después de intentarlo, el alumno/a vaya a consultar la resolución detallada. Se ha procurado colocar la resolución de cada problema en hojas diferentes al enunciado para, en lo posible, evitar al alumno/a la tentación de que lea la solución antes de intentar resolver el problema por su cuenta. Además, en cada problema –y antes de mostrar su resolución– se indican unas sugerencias que ayudan a los alumnos/as que encuentran dificultades en resolverlo.

Bloque Temático I. Transformadores

• Tema 1.1. Resumen de la teoría de los transformadores monofásicos.

• Tema 1.2. Regímenes transitorios en transformadores: cortocircuitos y corriente de conexión.

• Tema 1.3. Transformadores trifásicos con cargas equilibradas. Índice horario.

• Tema 1.4. Transformadores trifásicos con cargas desequilibradas. Cargas monofásicas. Componentes simétricas.

• Tema 1.5. Armónicos de la corriente de vacío en transformadores trifásicos.

• Tema 1.6. Conexión en paralelo de transformadores. Condiciones de acoplamiento. Potencia máxima total. Transformador equivalente a varios en paralelo.

• Tema 1.7. Transformadores de medida y de protección.

Bloque Temático II. Máquinas de corriente continua

• Tema 2.1. Introducción.

• Tema 2.2. Aspectos constructivos.

• Tema 2.3. Principio de funcionamiento.

• Tema 2.4. Reacción del inducido.

• Tema 2.5. Conmutación.

• Tema 2.6. Generadores de corriente continua: Aspectos generales.

• Tema 2.7. Generadores de corriente continua: Características de servicio.

• Tema 2.8. Motores de corriente continua: aspectos generales.

• Tema 2.9. Motores de corriente continua: características de funcionamiento. Maniobras. Regulación de velocidad.

• Tema 2.10. Motor monofásico de corriente alterna con colector de delgas.

Bloque Temático III. Máquinas síncronas

• Tema 3.1. Resumen de la teoría de la máquina síncrona funcionando como generador aislado.

• Tema 3.2. Acoplamiento de un alternador a una red de potencia infinita.

• Tema 3.3. Potencias activa y reactiva en una máquina síncrona en red de potencia infinita. Angulo de par. Curva del par. Interpretación mecánica del ángulo de par.

• Tema 3.4. Estabilidad estática. Par sincronizante.

• Tema 3.5. Comportamiento de una máquina síncrona en una red de potencia infinita. Compensador síncrono.

• Tema 3.6. Motor síncrono. Curvas de Mordey.

• Tema 3.7. Funcionamiento de alternadores en paralelo.

• Tema 3.8. Cortocircuitos.

• Tema 3.9. Oscilaciones pendulares. Estabilidad dinámica.

Bloque Temático IV. Máquinas asíncronas o de inducción

• Tema 4.1. Repaso de la teoría básica de funcionamiento de las máquinas asíncronas. Par de una máquina asíncrona con marcha industrial. Fórmula de Kloss.

• Tema 4.2. Circuitos equivalentes simplificados. Par de un motor asíncrono con corrientes desequilibradas. Pares debidos a los armónicos temporales de la corriente.

• Tema 4.3. Par del motor asíncrono alimentado con una fuente de corriente y a flujo constante. Comportamiento de una máquina asíncrona con deslizamientos pequeños.

• Tema 4.4. Arranque de motores de inducción. Tiempo de arranque.

• Tema 4.5. Motor de doble jaula. Tipos de motores NEMA e IEC.

• Tema 4.6. Frenado e inversión del sentido de giro de motores de inducción.

• Tema 4.7. Regulación de velocidad.

• Tema 4.8. Máquina asíncrona doblemente alimentada.