UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA FACULTAD DE INGENIERA MECNICA DEPARTAMENTO ACADMICO DE INGENIERA APLICADA

SILABO P.A 2010-1I. INFORMACIN GENERAL Nombre del curso Cdigo del curso Especialidades Condicin Ciclo de estudios Pre - requisito Nmero de crditos Total de Horas semanales Teora Prctica Sistema de evaluacin Profesores de teora Profesores de prctica : : : : : : : : : : : : : Mquinas Elctricas ML 202 M3, M5, M6 Obligatorio 5to ML 140 (Circuitos elctricos) 04 6 horas 4 horas 2 horas (incluye prcticas + laboratorios) F Mg. Ing. Gilberto Becerra Arvalo Mg. Ing. Javier Franco Gonzles Ing. Emilio Marcelo Barreto Ing. Acel Floren Ladera

II. SUMILLAMateriales ferromagnticos. Circuitos magnticos excitados con flujo magntico constante (con corriente continua). Circuitos magnticos excitados con flujo magntico alterno senoidal (con voltaje alterno senoidal). El transformador monofsico. El autotransformador monofsico. Bancadas trifsicas y el transformador trifsico. Fundamentos de las Mquinas elctricas rotativas y su clasificacin. Mquinas elctricas de corriente alterna: el motor trifsico de induccin en rgimen permanente. Mquinas elctricas de corriente continua: generadores y motores en rgimen permanente. III. OBJETIVOS El curso de Mquinas Elctricas es desarrollado de forma terico-prctico, y tiene como objetivos que, al terminar el curso el estudiante: Conozca las caractersticas de los diferentes materiales ferromagnticos y su relevancia en la fabricacin de las mquinas elctricas estticas y mquinas elctricas rotativas. Identifique los diferentes tipos de mquinas elctricas estticas y rotativas que existen en la industria, y conozca el principio de funcionamiento de las mismas. Comprenda que los modelos circuitales de las mquinas elctricas estticas y rotativas en rgimen permanente constituyen una herramienta muy til para estudiar su funcionamiento. Identifique las caractersticas tcnicas de los transformadores y motores para su aplicacin en la industria. Sea capaz de resolver problemas relacionados con las mquinas elctricas estticas y rotativas manipulando los parmetros que gobiernan el comportamiento de las mismas e interpretar sus resultados.

IV. PROGRAMA UNIDAD I: MATERIALES FERROMAGNTICOS. CIRCUITOS MAGNTICOS EXCITADOS CON FLUJO MAGNTICO CONSTANTE (CON DC). CIRCUITOS MAGNTICOS EXCITADOS CON FLUJO ALTERNO SENOIDAL (CON AC) PRIMERA SEMANA Primera Sesin: Conceptos fundamentales del electromagnetismo: Densidad de flujo magntico (B), flujo magntico (m) e intensidad de campo magntico (H). Segunda Sesin: Relacin entre B y H (permeabilidad magntica). Materiales ferromagnticos: caractersticas magnticas (ciclo de histresis, curva B-H, etc.). Permeabilidad magntica relativa. SEGUNDA SEMANA Primera Sesin: Ley de Ampere. Aplicaciones de la Ley de Ampere en ncleos ferromagnticos. Reluctancia magntica de un ncleo ferromagntico. Circuitos magnticos: definicin y ejemplos prcticos. Segunda Sesin: Circuitos magnticos de seccin rectangular sin entrehierro excitados con flujo magntico constante (con DC). Problemas. TERCERA SEMANA Primera Sesin: Circuitos magnticos de seccin rectangular con entrehierro excitados con flujo magntico constante (con DC). Circuitos magnticos con ramas en serie excitados con flujo magntico constante (con DC). Segunda Sesin: Circuitos magnticos de seccin rectangular con ramas en paralelo excitados con flujo magntico constante (con DC).Problemas. Circuitos magnticos alimentados con voltaje alterno senoidal: fuerza electromotriz inducida. CUARTA SEMANA Primera Sesin: Prdidas de energa en los ncleos ferromagnticos. Prdidas por histresis. Prdidas por Foucault. Prdidas totales o prdidas en el fierro. Medicin de las prdidas en el fierro. Segunda Sesin: Corriente de excitacin de un reactor de ncleo ferromagntico: forma de onda. Interpretacin prctica de la corriente de excitacin. . Modelo circuital del reactor de ncleo ferromagntico. Determinacin de los parmetros del modelo circuital. Problemas. UNIDAD II: MQUINAS ELCTERICAS ESTTICAS: EL TRANSFORMADOR MONOFSICO. EL AUTOTRANSFORMADOR MONOFSICO. BANCADAS TRIFSICAS Y EL TRANSFORMADOR TRIFSICO EN RGIMEN ESTABLE QUINTA SEMANA Primera sesin: El transformador monofsico: Definicin, aspecto Constructivo. El transformador monofsico ideal. Transformador monofsico ideal operando en vaco.

Segunda Sesin: Transformador monofsico ideal operando con carga. Modelo circuital del transformador monofsico ideal. Circuitos equivalentes del transformador monofsico ideal referidos a uno sus lados: relacin de impedancias. SEXTA SEMANA Primera Sesin: El transformador monofsico real: caractersticas, modelo o circuito equivalente exacto. Modelo o circuito equivalente aproximado. Modelos circuitales referidos a uno de sus lados. Segunda Sesin: Pruebas de control de calidad de los transformadores monofsicos. Prueba en vaco. Prueba de cortocircuito. Regulacin de tensin del transformador monofsico de potencia. SPTIMA SEMANA Primera sesin: Eficiencia del transformador monofsico de potencia. Problemas. Segunda Sesin: Polaridad del transformador monofsico. Transformador monofsico conectado como autotransformador. Problemas. OCTAVA SEMANA Primera Sesin: Transformacin de tensiones trifsicas: Bancadas trifsicas en conexin estrella (Y), en conexin delta (D) y en conexin mixta. Segunda Sesin: Transformadores trifsicos. Problemas. NOVENA SEMANA EXAMEN PARCIAL UNIDAD III: MQUINAS ELCTRICAS ROTATIVAS: EL MOTOR TRIFSICO DE INDUCCIN O MOTOR ASNCRONO EN RGIMEN PERMANENTE DCIMA SEMANA Primera Sesin: Mquina elctrica rotativa: generalidades, definicin de generador y motor. Aspecto constructivo genrico de una mquina elctrica rotativa. Tipos de mquinas rotativas. Principios bsicos de la conversin electromecnica de la energa: Principio del generador y principio del motor. Segunda Sesin: Mquinas elctricas de corriente alterna: generalidades, tipos. El motor trifsico de induccin: clasificacin, aspecto constructivo del estator y del rotor. El campo magntico giratorio. DCIMO PRIMERA SEMANA Primera Sesin: Campo magntico giratorio en el motor trifsico de induccin. Velocidad del campo magntico giratorio. Principio de funcionamiento del motor trifsico de induccin. Campo magntico giratorio producido por el rotor. Requisitos que debe cumplir el rotor para el correcto funcionamiento del motor asncrono. Segunda Sesin: Velocidad de deslizamiento y deslizamiento del motor de induccin. Frecuencia del rotor. Conexin de devanados e inversin del sentido de giro del motor

trifsico de induccin. Determinacin del circuito equivalente del motor trifsico de induccin: caso de rotor bloqueado y devanado rotrico en circuito abierto. DCIMO SEGUNDA SEMANA Primera Sesin: Caso de de rotor bloqueado y devanado rotrico en cortocircuito. Modelo circuital con el rotor en movimiento: circuito equivalente exacto en rgimen estable, circuito equivalente aproximado. Determinacin de los parmetros del modelo circuital del motor de induccin mediante pruebas de laboratorio: Prueba con corriente continua sobre el estator. Segunda Sesin: Prueba con rotor bloqueado o prueba de cortocircuito y prueba de rotor libre o prueba en vaco. Flujo o balance de potencias en el motor de induccin: eficiencia. Par o torque de rotacin del motor trifsico de induccin: par til, par desarrollado o par motor. Problemas. DCIMO TERCERA SEMANA Primera Sesin: Curva caracterstica del par desarrollado del motor en funcin del deslizamiento. Comportamiento del motor con carga acoplada al eje. Expresin del par motor en funcin de los parmetros del modelo circuital. Par de arranque. Par mximo. Tipos de regmenes de funcionamiento del motor trifsico. Segunda Sesin: Tipos de arranque del motor de induccin. Formas de control de velocidad del motor de induccin. Seleccin de los motores de induccin. Problemas. UNIDAD IV: LA MQUINA ELCTRICA DE CORRIENTE CONTINUA COMO GENERADOR Y COMO MOTOR EN RGIMEN PERMANENTE DCIMO CUARTA SEMANA Primera Sesin: La mquina elctrica de corriente continua o mquina DC: aspecto constructivo. Campo magntico principal en el entrehierro. Mquina DC operando como generador: caso de mquina elemental de dos polos (expresin del voltaje generado). Colector o conmutador. Forma de onda del voltaje generado por la mquina elemental DC. Segunda Sesin: Devanado de armadura de una mquina real DC. Expresin del voltaje generado en una mquina real DC. Tipos de devanado de armadura. Aspectos importantes relacionados con el devanado de armadura: grados elctricos y grados mecnicos, factor de paso de bobina, devanado de armadura de tipo mltiple. Reaccin de armadura. DCIMO QUINTA SEMANA Primera Sesin: Modelo circuital del generador DC en rgimen permanente. Generador DC operando con carga. Mquina DC operando como motor: Motor elemental (expresin del par o torque desarrollado). Motor real DC: expresin del torque desarrollado. Fuerza contraelectromotriz o contravolatje. Modelo circuital de la mquina DC operando como motor en rgimen estable. Segunda Sesin: Problemas sobre el generador y motor DC. Tipos de mquinas DC como generador y motor. Modelo circuital en rgimen estable de las mquina DC autoexcitadas para operacin como generador o motor: mquina DC tipo shunt, mquina DC tipo serie y mquina DC tipo compaund.

DCIMO SEXTA SEMANA Primera Sesin: Curva caracterstica interna o curva de magnetizacin de la mquina DC. Autoexcitacin del generador shunt. Flujo de potencia en el generador DC: eficiencia. Flujo de potencia en el motor DC: eficiencia. Curvas caractersticas de salida de los generadores DC: regulacin de tensin. Segunda Sesin: Curvas caractersticas de salida de los motores DC: regulacin de velocidad. Problemas. DCIMO SPTIMA SEMANA EXAMEN FINAL V. ESTRATEGIAS DIDCTICAS Las clases se realizarn estimulando la participacin activa de los estudiantes mediante el desarrollo de ejemplos de aplicacin relacionados con su especialidad. Las clases tericas sern complementadas con el desarrollo de prcticas de laboratorio. El profesor asesorar a los alumnos en la realizacin de los experimentos de laboratorio. VI. MATERIALES EDUCATIVOS Y OTROS RECURSOS DIDCTICOS Equipos: Una computadora personal para el profesor, ecran, proyector de multimedia y equipos de laboratorio para experimentos. Materiales: separatas, presentacin de diapositivas en Power Point, materiales de laboratorio para experimentos. VII. EVALUACIN El promedio final se obtiene de la siguiente manera:

PF = (EP + 2*EF + PP)/4 El Promedio de Prcticas (PP) es de la siguiente manera:

PE = (P1+P2+P3)/3 EP = Examen parcial EF = Examen final VIII. BIBLIOGRAFA1. JESS FRAILE MORA: Mquinas Elctricas (sexta edicin). Ed. McGRAWHILL/INTERAMERICANA DE ESPAA. 2008. 2. JUAN M. SUREZ CREO BLANCA N. MIRANDA BLANCO (cuarta edicin). Edita: Trculo Edicins, S.L. 2006. 3. BHAG S. GURU y HUSEYIN R. HIZIROGLU: Mquinas Elctricas y Transformadores (tercera edicin).Ed. OXFORD UNIVERSITY. 2003. 4. STEPHEN J. CHAPMAN: Mquinas Elctricas (cuarta edicin). Ed. McGRAW-HILL. 2005.

5. VEMBU GOURISHANKAR: Conversin de Energa Electromecnica. Ed. Alfaomega. 6. LEANDER W. MATSCH: Mquinas Electromagnticas Representaciones y Servicios de Ingeniera, S.A. Mxico. y Electromecnicas.

7. KINGSLEY, KUSKO y FITZGERALD: Teora y Anlisis de las Mquinas Elctricas. Editorial Hispano Europea. Barcelona. 5. PHILIP L. ALGER: Induction Machines Their Behavior and Uses. Gordon and Breach Science Publishers S.A 6. PAUL C. KRAUSE OLEG WASYNCZUK SCOTT D. SUDHOFF: Analysis of Electric Machinery IEEE PRESS.

Lima, Enero del 2010