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ASIGNATURA : CONVERSIÓN ELECTROMECÁNICA DE LA ENERGÍA

CODIGO : 410046

1. IDENTIFICACION

1.1 CAMPUS : CONCEPCION

1.2 FACULTAD : INGENIERIA

1.3 UNIDAD : DEPTO. ING. ELECTRICA

1.4 CARRERA : INGENIERÍA DE EJECUCION EN ELECTRICIDAD

 

1.5 Nº DE CREDITOS : 04

TEORIA: 04 PRACTICA: 00 LABORATORIO: 00

1.6 REQUISITOS : ANÁLISIS DE REDES ELÉCTRICAS II, ELECTROMAGNETISMO

2. DESCRIPCION Y OBJETIVOS

DESCRIPCION:

Asignatura de carácter teórico, que utiliza conceptos y leyes físicas para analizar el funcionamiento, modelar máquinas eléctricas, y dispositivos en los cuales hay procesos de conversión de energía, principalmente, por intermedio de campos magnéticos.

La naturaleza de la asignatura contempla 60% de ciencias de la ingeniería y 40%, ramo profesional.

OBJETIVOS:

Al finalizar el curso, los alumnos deben ser capaces de:

Comprender propiedades físicas de los materiales empleados en la fabricación de máquinas eléctricas.
Aplicar conceptos de campos electromagnéticos al análisis de dispositivos de conversión electromecánica.
Aplicar modelos para el análisis del comportamiento en régimen permanente de los transformadores eléctricos.
Aplicar modelos lineales para el análisis de dispositivos y máquinas eléctricas rotatorias funcionando en régimen permanente.

 

3. RESUMEN DE UNIDADES PROGRAMATICAS

Nº

UNIDAD PROGRAMATICA

HORAS

01

Circuitos magnéticos. Transformadores.

30

02

Principios de conversión electromecánica

06

03

Fundamentos de las máquinas eléctricas rotatorias

20

04

Evaluación

04

                                                                         TOTAL HORAS     60

  1. UNIDADES PROGRAMATICAS

UNIDAD 01: CIRCUITOS MAGNÉTICOS Y TRANSFORMADORES

    1. Materiales ferromagnéticos. Curvas típicas B versus H. Ciclo de histéresis magnética. Pérdidas por histéresis y por corrientes parásitas. Curvas de magnetización promedio. Curva de magnetización linealizada por tramos. Circuitos magnéticos. Bobinas con nucleo ferromagnético: funcionamiento en C.C. y en C.A. Forma de onda de la corriente magnetizante. Modelo circuital linealizado, para bobinas con nucleo de Fe.
    2. El transformador. Formas constructivas trifásicas y monofásicas. Transformador monofásico ideal. Marcas de polaridad relativa. Prueba de polaridad. Transformador real. Modelo en el dominio del tiempo y en régimen permanente sinusoidal. Regulación y rendimiento. Cálculos con valores en tanto por unidad. Valores nominales. Transformadores de medición. Transformadores trifásicos. Clases de conexión. Códigos.

        UNIDAD 02: PRINCIPIOS DE CONVERSIÓN ELECTROMECÁNICA
    1. Consideraciones sobre conservación y balance energético. Energía almacenada en campos magnéticos, en el entrehierro. Fuerzas mecánicas y tensiones inducidas por campos magnéticos. Máquina elemental: estructura y análisis. Producción de torque y tensión inducida. Condiciones para la conversión de energía. Expresiones para el torque y la tensión de origen magnético.

 

        UNIDAD 03: FUNDAMENTOS DE LAS MÁQUINAS ELÉCTRICAS ROTATORIAS

    1. Aspectos comunes a las todas máquinas eléctricas. Generalidades.
    2. La máquina de inducción. Aspectos constructivos (Tipo jaula y rotor devanado). Principio de funcionamiento. El campo magnético rotatorio. Condiciones para la existencia de un campo rotatorio. Velocidad síncrona y deslizamiento. Inversión del sentido de rotación. Circuito equivalente en régimen permanente de la máquina de inducción. Característica de torque versus deslizamiento. Clasificación NEMA. Métodos de partida. Clasificación según KVA por HP nominales. Variación de velocidad.

      3. La máquina sincrónica. Aspectos constructivos. Curvas de excitación en vacío y de cortocircuito. Impedancia sincrónica. Modelo circuital por fase, en régimen permanente sinusoidal. Funcionamiento como generador y como motor Diagrama fasorial. Curvas en V.

    3. La máquina de corriente continua. Aspectos constructivos: armadura y conmutador. Función del conmutador. El campo o inductor. Funcionamiento como generador en conexión independiente. Expresión para la tensión inducida como función de datos de diseño, del flujo por polo y de la velocidad. Curva de excitación en vacío a diferentes velocidades. Funcionamiento en conexión shunt, serie y compuesta. Funcionamiento como motor en conexión independiente. Expresión para el torque desarrollado. Funcionamiento en conexión shunt, serie y compuesta. Métodos de partida. Control de la velocidad. Reacción de armadura y sus efectos desmagnetizante y de corrimiento de la zona neutra magnética. Mención del fenómeno de la conmutación.
    4. Variación de la resistencia con la temperatura.
    5. Devanados de compensación e interpolos.

       4.    EVALUACIÓN

              Según reglamento del régimen de estudios

5. BIBLIOGRAFIA

    1. Chapman Stephen, "Máquinas eléctricas", Editorial Mc Graw Hill, Bogotá, Edición 1989, o posterior.
    2. Kingsley, Kusko y Fitzgerald, "Teoría y análisis de las máquinas eléctricas", Editorial Hispano Europea, Barcelona, Edición 1975, o posterior.

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