FACULTAD DE INGENIERÍA
DIVISIÓN DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA DE POTENCIA
Programa de la Asignatura: MÁQUINAS SINCRONAS Y DE CORRIENTE DIRECTA
Clave: 1834 Núm. de créditos: 10
Carrera: ING. ELECTRICO ELECTRONICO
Duración del curso:
Semanas: 16
Horas: 96
Semestre: 8
Horas a la semana:
Teoría: 4 Obligatoria: SI
Prácticas: 2 Optativa:
OBJETIVO DEL CURSO
El alumno conocerá los principios básicos de las máquinas de
estudio y analizará cualitativa y cuantitativamente su funcionamiento,
apoyándose en los fenómenos físicos que lo justifiquen. Lo anterior
deberá permitirle hacer su selección y aplicación adecuadas, poner las
en marcha y predecir su comportamiento ante diferentes circunstancias.
TEMAS
Núm: Nombre: Horas
I. Teoria basica de la maquina sIncrona. 8
II. OperaciOn y estabilidad de generadores sIncronos. 12
III. OperaciOn de motores y capacitores sIncronos. 6
IV. Sistemas excitadores. 3
V. Funcionamiento transitorio del generador sIncrono. 5
VI. TeorIa bAsica de la mAquina de Corriente directa. 8
VII. AnAlisis de respuesta de generadores y motores de C.D. 14
VIII. Control de respuesta de generadores y motores de C.D. 8
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PRACTICAS DE LABORATORIO. 32
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ASIGNATURAS ANTECEDENTES OBLIGATORIAS :
TRANSFORMADORES Y MOTORES DE INDUCCIÓN
ANTECEDENTES, OBJETIVOS Y CONTENIDOS DE LOS TEMAS
I. TeorIa bAsica de la mAquina sIncrona.
ANTECEDENTES:
Análisis de Circuitos Eléctricos.
Electricidad y Magnetismo.
OBJETIVO:
El alumno conocerá la estructura de la máquina
síncrona con sus variantes y auxiliares,
interpretará las fórmulas y diagramas de operación+
y el significado de los parámetros.
CONTENIDO:
I.1 Generación de fuerzas electromotrices
alternas, monofásicas y polifásicas.
I.2 Estructura de la máquina síncrona: rotor,
estator y sistema de enfriamiento.
I.3 Tipos de rotores.
I.4 Relación entre frecuencia y velocidad.
Fuerzas electromotrices inducidas en
devanados.
I.5 Reactancia síncrona.
II. OperaciOn y estabilidad de generadores sIncronos.
ANTECEDENTES:
Incluídos en esta asignatura.
OBJETIVO:
El alumno analizará el comportamiento y
condiciones de estabilidad del generador
síncrono bajo sus diferentes condiciones
de carga y excitación.
CONTENIDO:
II.1 Características de circuito abierto y
corto circuito.
II.2 Análisis de comportamiento bajo diferentes
condiciones de carga y factor de potencia.
II.3 Operación de F.P.= 0.
II.4 Diagrama de Potier.
II.5 Teoría de las dos reactancias
(diagrama de Blondel).
II.6 Angulo de potencia.
II.7 Operación en paralelo.
II.8 Especificaciones.
II.9 Diagrama de capabilidad.
III. OperaciOn de motores y capacitores sIncronos.
ANTECEDENTES:
Incluídos en esta asignatura.
Transformadores y motores de inducción.
OBJETIVO:
El alumno analizará y evaluará el comportamiento
de motores síncronos bajo diferentes condiciones
de carga y excitación, así como el uso de capacitores
síncronos para corrección del factor de potencia.
CONTENIDO:
III.1 Diferencias entre el motor y el generador.
III.2 Principio de operación.
III.3 Arranque.
III.4 Diagrama fasorial.
III.5 Curvas "V".
III.6 Análisis de comportamiento bajo diversas
condiciones de carga.
III.7 Control del factor de potencia.
III.8 Arranque.
III.9 Especificaciones.
IV. Sistemas excitadores.
ANTECEDENTES:
Incluídos en esta asignatura.
OBJETIVO:
El alumno conocerá y aplicará los diferentes
sistemas para excitar y controlar el campo de las
máquinas síncronas.
CONTENIDO:
IV.1 Excitación de la máquina síncrona con uno
y con dos generadores de C.D.
IV.2 Excitación sin escobillas.
IV.3 Excitación por estado sólido.
V. Funcionamiento transitorio del generador sincrono.
ANTECEDENTES:
Incluídos en esta asignatura.
OBJETIVO:
El alumno analizará y evaluará el comportamiento
del generador síncrono bajo condiciones transitorias.
CONTENIDO:
V.1 Corto circuito trifásico.
V.2 Reactancias subtransitorias y transitorias.
V.3 Corrientes eficaces e instantáneas.
VI. TeorIa bAsica de la mAquina de Corriente Directa.
ANTECEDENTES:
Análisis de Circuitos Eléctricos.
Electricidad y Magnetismo.
OBJETIVO:
El alumno describirá la estructura de la máquina de C.D.,
y sus variantes y deducirá las fórmulas básicas de su
comportamiento.
CONTENIDO:
VI.1 Estructura de la máquina de C.D.
VI.2 Tipos de bobinas de excitación.
VI.3 Ecuación de Froelich.
VI.4 Circuito eléctrico.
VI.5 Descripción de embobinados de armadura.
VI.6 Fuerza electromotriz inducida.
VI.7 Conmutación.
VI.8 Curva de saturación en vacío.
VI.9 Reacción de armadura.
VI.10 Interpolos y/o embobinados de compensación.
VI.11 Pérdidas.
VII. AnAlisis de respuesta de generadores y motores de C.D.
ANTECEDENTES:
Incluídos en esta asignatura.
OBJETIVO:
El alumno analizará el comportamiento de las variables
de respuesta de los distintos tipos de generadores y
motores bajo diversas condiciones de carga.
CONTENIDO:
VII.1 Clasificación.
VII.2 Ecuaciones básicas de equilibrio de generadores.
VII.3 Aplicación de cada tipo de generador.
VII.4 Curvas de respuesta de generadores.
VII.5 Par mecánico absorbido en el generador.
VII.6 Ecuaciones básicas de equilibrio de motores.
VII.7 Aplicación a cada tipo de motor.
VII.8 Curvas de respuesta de motores.
VII.9 Par mecánico entregado por el motor.
VII.10 Potencias eléctrica, mecánica y eficiencia.
VII.11 Aplicaciones de motores.
VII.12 Especificaciones.
VIII. Control de respuesta de generadores y motores de C.D.
ANTECEDENTES:
Incluídos en esta asignatura.
OBJETIVO:
El alumno analizará los requerimientos para el control
de generadores, motores y seleccionará el conjunto
adecuado para un uso específico.
CONTENIDO:
VIII.1 Control de voltaje de generadores.
VIII.2 Operación en paralelo de generadores.
VIII.3 Protección de generadores.
VIII.4 Corriente de arranque de motores
y uso de arrancadores.
VIII.5 Especificaciones de arrancadores.
VIII.6 Control de velocidad.
VIII.7 Protección de motores.
TECNICAS DE ENSEÑANZA: ELEMENTOS DE EVALUACION:
Exposición oral ( x ) Exámenes parciales ( x )
Exposición audiovisual ( x ) Exámenes finales ( x )
Ejercicios dentro de clase ( x ) Trabajos y tareas fuera del aula ( x )
Ejercicios fuera del aula ( x ) Participación en clase ( x )
Seminarios ( ) Asistencia a prácticas ( x )
Lecturas obligatorias ( x ) Otros: ASISTENCIA A LAS VISITAS DE
Trabajo de investigación ( x ) LOS LUGARES INDICADOS
Prácticas de taller o lab. ( x )
Prácticas de campo ( )
Otras: VISITAS A INDUSTRIAS FABRICANTES
DE EQUIPO ELECTRICO, PLANTAS
GENERADORAS DE C.A. SUBESTACIONES
Y LUGARES TIPICOS DE APLICACION DE
MAQUINAS DE C.D.
BIBLIOGRAFIA
TEXTOS BASICOS Temas de la materia para los que se recomienda:
THEODORE Wildi Todos
"Electrical machines drives and power systems"
Prentice Hall
México, 1991
WEMBU GOURISHANKAR I, II, III, IV, V
"Comisión de energía electromécanica"
Alfa - Omega
México, 1992
MARTSCH, L.W Todos
"Maquinas Electromagnéticas y electromécanicas"
Alfa - Omega
México, 1992
BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTARIA
FITZGERALD-KINGLEY-STPHEN. I, II, III, V, VI, VII, VIII
"Electrical machinery"
Mc Graw Hill
México, 1992
STEPHEN J. CHAPMAN. Todos
"Maquinas eléctricas"
Mc Graw Hill
México, 1993
PEREZ Amador Victor Todos
"Generadores, motores y transformadores"
UNAM
México, 1994
GRAY CB VI,VII y VIII
"Máquinas Eléctricas y Sistemas Accionadores"
Alfa - Omega
México, 1993
GRINGRICH H. I,II, III y VI
"Máquinas Eléctricas"
Prentice Hall International
Colombia, 1980
Mc Pherson George Todos
"Introducción a las Máquinas Eléctricas y Transformadores"
Limusa
México, 1987