Plan de Trabajo. MAQUINAS DE CORRIENTE ALTERNA II. ELT-270

Facultad Ingeniería
Plan de Trabajo
Formato FI/ 04
UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRES
FACULTAD DE INGENIERIA
FORMATO DE PRESENTACION DEL
PLAN DE TRABAJO
DOCENTES CONTRATADOS
FORMATO FI/04
MAQUINAS DE CORRIENTE ALTERNA II
ELT-270
Facultad Ingeniería
Plan de Trabajo
Formato FI/ 04
FORMATO REFERENCIAL PARA PRESENTACION DEL PLAN DE TRABAJO
1. NOMBRE DE LA ASIGNATURA
MAQUINAS DE CORRIENTE ALTERNA II
2. SIGLA: ELT – 270
3. HORAS TEORICAS Y PRACTICAS
HORAS TEÓRICAS SEMANALES: 32 h/mes
HORAS PRÁCTICAS SEMANALES: 16 h/mes
HORAS LABORATORIO SEMANALES: 32 h mes
HORAS GABINETE Y LECTURAS: 16 h/mes
4. OBJETIVO DE LA MATERIA
A.
OBJETIVOS GENERALES
Aprendizaje deductivo y analítico por parte de los estudiantes sobre las formas
constructivas, principio de funcionamiento y desempeño operativo dentro de la industria
eléctrica de los transformadores eléctrica y motores trifásicos de inducción
B.
OBJETIVOS ESPECIFICOS
Desarrollo deductivo por parte de los estudiantes de los modelos circuitales de transformadores y
motores y su aplicación para cálculos y verificaciones de desempeño operativo dentro de la
industria eléctrica, eficiencia y regulación Fundamentos de los ensayos de laboratorio aplicables a
cada tipo de máquina.
5. COMPETENCIAS
A continuación se describe las competencias y aplicabilidad de la asignatura, en el marco del
Plan de Estudios al que corresponde la materia y su relevancia en la malla curricular.
Esta materia está destinada a transmitir los conocimientos y técnicas a emplearse en el análisis de
maquinas eléctricas, en ella se examinan principalmente las leyes básicas, teoremas y técnicas
aplicadas a transformadores y motores de inducción.
Normalmente los capítulos se empiezan con enunciados de las definiciones pertinentes, luego los
principios y teoremas complementados con ejemplos descriptivos breves y prácticos a objeto de que
el estudiante afiance sus conocimientos adquiridos correctamente y con seguridad.
En el contenido constituyen la base fundamental de todo el desarrollo teórico de la ingeniería
eléctrica se enfatiza en estos capítulos especialmente en los problemas de aplicación de modo de
asegurar que a partir de esta materia se tenga una base de conocimientos sólidos para encarar las
materias de la ingeniería eléctrica.
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6. MÉTODOS Y MEDIOS DIDACTICOS
6.1. Métodos:
La materia será desarrollada en la parte teórica a través de clases magistrales con presentación
de problemas aplicados a la ingeniería y la solución de estos problemas en clases.
Presentación de problemas propuestos por cada subtítulo de avance y por cada capítulo.
Prácticas semanales a domicilio, para que el alumno tenga destreza en la solución de
problemas de circuitos.
6.2. Medios:
La metodología del proceso Enseñanza – Aprendizaje y los recursos a utilizarse para las clases
teóricas se muestran a continuación.
CONCEPTOS
CLASE
 Propiciar la investigación  Magistral
bibliográfica
sobre
RECURSOS
 Pizarra
los  Expositiva
MEDIOS
 Audio
visual
METODOLOGÍA
 Utilizar estrategias
basadas
conceptos teóricos de las
solución
leyes
problemas
básicas
electricidad
discusiones
y
de
la
establecer
sobre
esos
temas en la clase.
en
la
de
para
reforzar conceptos
del
análisis
de
circuitos.
7. CONTENIDO ANALÍTICO
PRIMERA PARTE -TRANSFORMADORES
Principio de funcionamiento y formas constructivas. Ecuaciones dc funcionamiento, modelo
circuital y diagrama vectorial Ensayos de vacío y cortocircuito. Regulación, rendimiento y
selección económica. Conexiones trifásicas. Funcionamiento en paralelo. Funcionamiento con
cargas desbalanceadas, componentes simétricas, impedancias de secuencio homopolar.
Selección económica de transformadores. Autotransformadores y transformadores de tres
arrollamientos.
SEGUNDA PARTE - MOTORES TRIFÁSICOS DE INDUCCION.
Principio de funcionamiento y formas constructivas. Ecuaciones de funcionamiento y modelo
circuital. Par mecánico. Funcionamiento en carga. Relaciones matemáticas útiles del
desempeño. Control de velocidad por variación de tensión y frecuencia. Métodos de arranque.
Conceptos de calentamiento de máquinas eléctricas.
Detalle del alcance de la materia, por capítulos
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PRIMERA PARTE - TRANSFORMADORES.
CAPITULO UNO - PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO Y FORMAS CONSTRUCTIVAS
Objetivo. Principio de funcionamiento. Formas constructivas. Elementos activos y pasivos.
Conductores, aislantes, núcleo, arrollamientos, accesorios. El aceite dieléctrico.
CAPITULO DOS - ECUACIONES DE FUNCIONAMIENTO. MODELO
CIRCUITAL Y
DIAGRAMA VECTORIAL.Ecuaciones de funcionamiento en valores instantáneos y fasoriales. Circuito equivalente
referido al primario. Circuito equivalente aproximado. Diagramas vectoriales exacto. Aproximado
y muy aproximado.
CAPITULO TRES - ENSAYOS DE VACÍO Y CORTOCIRCUITO
Ensayo de vacío. Circuito de ensayo, valores medidos, onda de corriente de vacío, valores
calculados, pérdidas en el hierro. Ensayo de cortocircuito. Circuito de ensayo, valores medidos,
pérdidas en el cobre, tensión de cortocircuito por unidad. Valores por unidad.
CAPITULO CUATRO - FUNCIONAMIENTO EN CARGA
Objetivo. Regulación de tensión. Rendimiento. Selección económica de transformadores.
CAPÍTULO CINCO - CONEXIONES TRIFÁSICAS.
Conexión estrella. Conexión triángulo. Análisis de armónicos. Conexión triángulo abierto.
Conexión Zig-zag.
CAPITULO SEIS - FUNCIONAMIENTO DE TRANSFORMADORES EN PARALELO
Polaridad. Nomenclatura de terminales. Condiciones para el funcionamiento en paralelo.
Reparto de carga. Índice horario.
CAPÍTULO SIETE - TRANSFORMADORES ESPECIALES
Autotransformadores. Circuito equivalente. Utilización. Circuito equivalente de transformadores
de tres arrollamientos.
SEGUNDA PARTE: MOTORES TRIFÁSICOS DE INDUCCIÓN
CAPÍTULO UNO - FORMAS CONSTRUCTIVAS Y PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO
Aplicación de los motores trifásicos de inducción. Principio de funcionamiento.
Deslizamiento. Formas constructiva: motores jaula de ardilla y motores de rotor bobinado.
CAPÍTULO DOS - ECUACIONES DE FUNCIONAMIENTO Y MODELO CIRCUITAL.
Ecuación fasorial de fuerzas electromotrices con rotor bloqueado. Ecuación fasorial de tensión
para funcionamiento normal. Relación de transformación.
Circuito equivalente referido al estator. Circuitos equivalentes aproximado y muy aproximado.
Conceptos de los ensayos de vacío y rotor bloqueado.
CAPÍTULO TRES - PAR MECÁNICO.
Definición del par mecánico, Conversión electromagnética. Fórmula del par mecánico en
función a parámetros eléctricos. Par de arranque. Par máximo. Curva característica del par en
función de la velocidad o el deslizamiento.
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CAPÍTULO CUATRO - FUNCIONAMIENTO EN CARGA DE UN MOTOR
Punto de operación. Proceso de arranque. Estabilidad. Influencia de la tensión y la frecuencia
en el par mecánico. Influencia de la variación de la resistencia del rotor en el par mecánico,
Tipos de pares resistentes en función de la velocidad. Relaciones útiles de desempeño. Par por
unidad.
CAPÍTULO CINCO - REGULACIÓN DE VELOCIDAD POR CAMBIO DE TENSIÓN Y
FRECUENCIA
Introducción. Conceptos de control de velocidad. Ecuaciones aplicables. Control de velocidad
con tensión variable y frecuencia constante (Soft-start). Control de velocidad con tensión y
frecuencia variables (U/f constante). Curvas características. Par-Velocidad. Corriente de
arranque y nominal. Cicloconvertidores. Patrones de la relación U/f Regulación de velocidad por
potencia de deslizamiento.
CAPITULO SEIS - MÉTODOS DE ARRANOUE DE MOTORES TRIFÁSICOS DE INDUCCION
Introducción. Arranque directo. Arranque estrella-triángulo. Arranque con autotransformador.
Atranque con convertidores de tensión y frecuencia. Arranque de motores de rotor bobinado.
Motor doble jaula de ardilla
CAPÍTULO SIETE - CONCEPTOS DE CALENTAMIENTO EN MÁQUINAS ÉLÉCTRICAS
Clasificación de los materiales aislantes según su soporte de temperatura. El
sobrecalentamiento y la vida de los aislantes. Fundamentos de la transmisión. Conducción.
convección y radiación. Curva de calentamiento.
8. ESTRUCTURA DE EVALUACIÓN
A continuación se explica la forma y estructura de calificación y su valoración.
Nota mínima de promoción: 51 puntos/100 puntos
- Tres exámenes parciales (50%)
- Trabajos de investigación (10%)
- Un examen final (25%)
- Ayudantía (15%)
9. AUXILIAR DE DOCENCIA O DIRECCION DE CARRERA
El grado de relacionamiento con el auxiliar de docencia debe ser estrecho, supervisado y
coordinado por el docente de la materia. El auxiliar de docencia deberá resolver ejercicios
prácticos sobre la base del avance de la cátedra.
10. BIBLIOGRAFÍA
Detalle de la bibliografía principal y de apoyo a utilizarse
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MÁQUINAS ELECTRICAS, Kostenko y Piotrovski, Tomo I Montaner y Simnon, 1968
TOMO II MÁQUINAS ELÉCTRICAS, Kostenko y Piotrovsky, Montanery Sirnon, 1968
PRINCIPLES OF ELECTRIC MACHINES WITH POWER ELECTRONICS APPLICATION,N
Hawary,Prentice-Hall, 1983
HANDBOOK OF ELECTRIC MACHINES, SA. Nasar McGraw Hill, 1987
MAQUINAS ELÉCTRICAS, S.J. Chapman
TEORIA DE LAS MAQUINAS ELECTRICAS, H. Langsdorf
MAQUINAS ELECTRICAS, Nasar
CURSO MODERNO DE MAQUINAS ROTATORIAS TOMOS I-II- III-IV, Manuel Cortes Cherta
11. CRONOGRAMA
A continuación se detalla las actividades a realizar en el curso, por fechas.
Capitulo
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
2.7
Tema de avance
PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO
FORMAS CONSTRUCTIVAS
Fecha – mes – 2011
Y
ECUACIONES
DE
FUNCIONAMIENTO.
MODELO
CIRCUITAL Y DIAGRAMA
VECTORIAL
ENSAYOS DE VACÍO Y CORTOCIRCUITO
FUNCIONAMIENTO EN CARGA
Primer parcial
CONEXIONES TRIFÁSICAS
FUNCIONAMIENTO
DE
TRANSFORMADORES EN PARALELO
TRANSFORMADORES ESPECIALES
Segundo parcial
FORMAS CONSTRUCTIVAS Y PRINCIPIO
DE FUNCIONAMIENTO
ECUACIONES DE FUNCIONAMIENTO Y
MODELO CIRCUITAL
PAR MECÁNICO
FUNCIONAMIENTO EN CARGA DE UN
MOTOR
Tercer Parcial
REGULACIÓN DE VELOCIDAD POR
CAMBIO DE TENSIÓN Y FRECUENCIA
MÉTODOS DE ARRANOUE DE MOTORES
TRIFÁSICOS DE INDUCCION
CONCEPTOS DE CALENTAMIENTO EN
MÁQUINAS ÉLÉCTRICAS
Examen Final
Segundo turno
15 – agosto
22 – agosto
5 – septiembre
14 - septiembre
21 - septiembre
28 – septiembre
3 – octubre
12 - octubre
19 – octubre
31 - octubre
2 - noviembre
09 - noviembre
14 - noviembre
28 - noviembre
7 - diciembre
12 - diciembre
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12. VIABILIDAD DEL PLAN DE TRABAJO
El plan de trabajo es viable dentro la actual infraestructura que presenta la facultad de
Ingeniería, asimismo será necesario contar en algunas oportunidades con el salón de la carrera
de ingeniería eléctrica para el uso del data show.
Valoración del Plan de Trabajo
La propuesta será valorada sobre la base de los siguientes parámetros:
CALIFICACION DEL PLAN DE TRABAJO*
PARAMETRO
PRESENTACION
DESCRIPCION
VALORACION (%)
Impecabilidad de la presentación. Prolijidad en los detalles
8
y calidad en la estructura y estética.
Coherencia en relación a los objetivos y competencias.
8
OBJETIVOS Y
COMPETENCIAS
METODOS Y MEDIOS Metodología de desarrollo de las clases. Descripción del
material didáctico a ser utilizado en el aula, elementos
físicos de uso académico y de apoyo. Se valorará aportes
innovadores.
COORDINACION CON Metodología de coordinación con la Auxiliatura de
EL AUXILIAR DE
Docencia. En caso de no existir Auxiliar, se debe señalar el
DOCENCIA O
trabajo de coordinación con la Dirección de Carrera o Area
DIRECTOR DE
Académica correspondiente.
CARRERA
CRONOGRAMA
Viabilidad de cumplimiento del contenido de la materia en
el calendario académico universitario oficial
TOTAL
(*) Acordes con los recursos disponibles en la Unidad Académica
8
8
8
40