UNIDADES PARA DESARROLLAR E INNOVAR

DE APUNTES EDITADOS DE MÁQUINAS ELÉCTRICAS 1

UNIDAD 1: CONCEPTOS DE MAGNETISMO

1.1 INTRODUCCIÓN (Generalidades, objetivos de la unidad) 1.2 Fuerzas por cargas en Movimiento: 1.3 Campo (Inducción) Magnético: 1.4 Densidad de Inducción Magnética: 1.5 Flujo Magnético: 1.6 Fuerza Electromagnética: 1.7 Campo Magnético De Un Conductor Elemental En El Vacío (Ley de Bio - Savat): 1.8 Campo Magnetico en el centro de un anillo circular con corriente (vacio): 1.9 Ley circuital de AMPERE: 1.10 Fuerza Magneto Motriz (fmm) 1.11 Campo Magnético en un Toroide: 1.12 Analogías Entre Circuitos Eléctricos Y Magnéticos

1.12.1 CIRCUITOS ELECTRICOS 1.12 .1 CIRCUITOS MAGNETICOS 1.12.3 Unidades 1.12.4 Conversiones

1.13 PROBLEMAS DE APLICACIÓN (realizados en programa de cálculo MATHCAD/MATLAB) 1.14 EJEMLO DE APLICACIONES (desarrollado en programas de simulación numérica MATLAB/SIMULINK, PSIM, DIGSILENT, EMTP)

RESUMEN REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS Y SITIOS DE EN RED

UNIDAD 2: ESTRUCTURAS FERROMAGNETICAS EXCITADAS CON D.C. 2.1 INTRODUCCIÓN (Generalidades, objetivos de la unidad) 2.2 MATERIALES MAGNETICOS:

2.2.1 Diamagnéticos: 2.2.2 Paramagnéticos: 2.2.3 Materiales Ferromagnéticos:

2.3 CARACTERÍSTICAS DE ALTA PERMEABILIDAD 2.3.1 La permeabilidad relativa no es lineal 2.3.2 Curvas de Magnetización: 2.3.3 Saturación de los materiales ferromagnéticos: 2.3.4 Ciclo de Histéresis (Estático)

2.4 CIRCUITOS MAGNETICOS DE APARATOS ELECTROMAGNETICOS: 2.5 CIRCUITO MAGNETICO CON ENTREHIERRO 2.6. TIPOS DE CIRCUITO MAGNETICOS 2.7 METODO DE ANALISIS DE LOS CIRCUITOS MAGNETICOS 2.8 FACTOR DE APILAMIENTO (laminación) 2.9 AREA MODIFICADA DEL ENTREHIERRO 2.10 REFRACCION DE LAS LINEAS DE INDUCCIÓN EN UN CONTORNO DE HIERRO 2.11 CIRCUITOS SERIE DE SECCION RECTANGULAR – PROBLEMAS DE APLICACIÓN 2.12 CIRCUITOS SERIE DE SECCION RECTANGULAR CON ENTREHIERRO:

a. METODO DIRECTO: PROBLEMAS DE APLICACIÓN

b. METODO INDIRECTO PROBLEMAS DE APLICACIÓN

2.13 CIRCUITOS MAGNETICOS EN MAQUINAS ELECTRICAS ROTATIVAS (Dinamo) 2.14 PROBLEMAS DE APLICACIÓN (realizados en programa de cálculo MATHCAD/MATLAB) 2.15 EJEMLO DE APLICACIONES (desarrollado en programas de simulación numérica MATLAB/SIMULINK, PSIM, DIGSILENT, EMTP)

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UNIDAD 3: EXCITACIÓN DE ESTRUCTURAS FERROMAGNETICAS SON A.C. 3.1. INTRODUCCIÓN (Generalidades, objetivos de la unidad) 3.2 FUERZA DE LORENTZ 3.3. LEY DE FARADAY 3.4. CONTORNO DE ANILLO CIRCULAR EN MOVIMIENTO 3.5 LEY DE LENZ 3.6 RELACION ENTRE TENSION DE AC APLICADA Y EL FLUJO MAGNETICO PRODUCIDO 3.7 FORMA DE ONDA DE LA CORRIENTE DE EXCITACIÓN DE UN REACTOR 3.8 CICLO DE HISTERISIS DINAMICO 3.9 ANALISIS DE LA ENERGIA ALMACENADA EN UN NUCLEO FERROMAGNETICO 3.10 PERDIDAS DE ENERGIA EN LOS NUCLEO FERROMAGNETICO:

3.10.1 Perdidas por Histéresis: 3.10.2 CALCULO PRÁCTICO DE LAS PERDIDAS POR HISTERISIS 3.10.3. Perdidas por Corrientes parasitas de Foulcault 3.10.4 Pérdidas totales en el núcleo

3.11 DETERMINACIÓN EXPERIMENTAL DE LAS PERDIDAS TOTALES: a. ANALITICO: b. GRAFICAMENTE

3.12 REPRESENTACION MATEMATICA DE LA CORRIENTE DE EXCITACIÓN: 3.13. CIRCUITO EQUIVALENTE DE UN REACTOR CON NUCLEO DE HIERRO 3.13.1 DETERMINACION EXPERIMENTAL DE LOS PARAMETROS DEL REACTOR

a) Por medio de ensayos: b) Por medio de curvas:

3.14 PROBLEMAS DE APLICACIÓN (realizados en programa de cálculo MATHCAD/MATLAB) 3.15 EJEMLO DE APLICACIONES (desarrollado en programas de simulación numérica MATLAB/SIMULINK, PSIM, DIGSILENT, EMTP)

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UNIDAD 4: ANALISIS DEL TRANSFORMADOR IDEAL Y CON NUCLEO DE AIRE

4.1. INTRODUCCIÓN (Generalidades, objetivos de la unidad) 4.2. EL TRANSFORMADOR 4.3.TRANSFORMADOR CON NUCLEO LINEAL (AIRE):

4.3.1. Consideraciones 4.3.2. Ecuación del transformador: 4.3.3. Impedancia Reflejada:

4.4. EL TRANSFORMADOR IDEAL 4.4.1 Consideraciones 4.4.2 Relaciones Básicas del Transformador Ideal 4.4.3 Impedancia equivalente vista desde los terminales del primario

4.5. PROBLEMAS DE APLICACIÓN (realizados en programa de cálculo MATHCAD/MATLAB) 4.6 EJEMPLO DE APLICACIONES (desarrollado en programas de simulación numérica MATLAB/SIMULINK, PSIM, DIGSILENT, EMTP)

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UNIDAS 5: ANALISIS DEL TRANSFORMADOR CON NUCLEO DE HIERRO

5.1 INTRODUCCIÓN (Generalidades, objetivos de la unidad) 5.2 CIRCUITO EQUIVALENTE EXACTO DEL TRANSFORMADOR CON NUCLEO DE HIERRO

5.2.1 Consideraciones 5.3. ECUACIONES DEL CIRCUITO EQUIVALENTE EXACTO 5.4. DIAGRAMAS FASORIALES DE CORRIENTES, TENSIONES Y FEM (S)

5.4.1 Diagrama completos 5.4.2 Diagrama Simplificado:

5.5.CIRCUITO EQUIVALENTE EXACTO REFERIDO AL PRIMARIO: 5.6 CIRCUITO EQUIVALENTE EXACTO EFERIDO AL SECUNDARIO 5.7 PROBLEMAS DE APLICACIÓN 5.8 CIRCUITOS EQUIVALENTES APROXIMADOS DEL TRANSFORMADOR

5.8.1. Referido al Primario

5.8.2 Referido al Secundario 5.8.3 PROBLEMA DE APLICACIÓN

5.9. DETERMINACION DE LOS PARAMETROS DEL TRANSFORMADOR MEDIANTE ENSAYOS 5.9.1.Ensayo de vacío 5.9.2 Ensayo de Corto Circuito 5.9.3 PROBEMAS DE APLICACIÓN

5.10 LOS PARAMETROS DEL TRANSFORMADOR EN VALORES UNITARIOS 5.10.1 Valor unitario de la tensión de corto circuito: Si los valores base del 5.10.2 Valor unitario de la perdidas en el cobre del transformador: 5.10.3 Las impedancias equivalentes referidas al primario o al secundario 5.10.4 Tensiones, corrientes por unidad del primario y secundario:

5.11 PROBLEMAS DE APLICACIÓN (realizados en programa de cálculo MATHCAD/MATLAB) 5.12 EJEMPLO DE APLICACIONES (desarrollado en programas de simulación numérica MATLAB/SIMULINK, PSIM, DIGSILENT, EMTP) RESUMEN REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS Y SITIOS DE EN RED

UNIDAD 6: REGULACIÓN Y EFICIENCIA DE TRANSFORMADORES

6.1. INTRODUCCIÓN (Generalidades, objetivos de la unidad) 6.2. REGULACION DEL TRANSFORMADOR DE PORTENCIA

6.2.1 Definición 6.2.2. Análisis de la Regulación 6.2.3 Otras formas de expresar la regulación

6.3. Características externas del transformador 6.4. EFICIENCIA DEL TRANSFORMADOR

6.4.1 Definición 6.4.2 Eficiencia Convencional 6.4.3 Variación de la Eficiencia con la Carga 6.4.4 La eficiencia máxima

6.5. Eficiencia energética. 6.6. PROBLEMAS DE APLICACIÓN (realizados en programa de cálculo MATHCAD/MATLAB) 6.7 EJEMPLO DE APLICACIONES (desarrollado en programas de simulación numérica MATLAB/SIMULINK, PSIM, DIGSILENT, EMTP) RESUMEN REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS Y SITIOS DE EN RED

UNIDAD 7: EL AUTOTRANSFORMADOR

7.1 INTRODUCCIÓN (Generalidades, objetivos de la unidad) 7.2 AUTOTRANSFORMADOR IDEAL

7.2.1 Condiciones: 7.2.2 Relaciones básicas del autotransformador ideal

7.3. IMPEDANCIA EQUIVALENTE VISTA DESDE LOS TERMINALES DEL PRIMARIO: 7.4 CIRCUITOS EQUIVALENTES DEL AUTOTRANSFORMADOR

7.4.1. Referido al primário 7.4.2. Referido al secundario

7.5. REGULACION DEL AUTOTRANSFORMADOR 7.6. EFICIENCIA DEL AUTOTRANSFORMADOR 7.7. ENSAYOS DEL AUTOTRANSFORMADOS 7.7.1. Ensayo de Vacío 7.7.2. Ensayo de Corto Circuito 7.8. CONEXIONES DE UN TRANSFORMADO COMO AUTOTRANSFORMADOR 7.9. PROBLEMAS DE APLICACIÓN (realizados en programa de cálculo MATHCAD/MATLAB) 7.10 EJEMPLO DE APLICACIONES (desarrollado en programas de simulación numérica MATLAB/SIMULINK, PSIM, DIGSILENT, EMTP) RESUMEN REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS Y SITIOS DE EN RED

UNIDAD 8: PARALELO DE TRANSFORMADORES

8.1. INTRODUCCIÓN (Generalidades, objetivos de la unidad) 8.2. CONDICIONES PARA LA OPERACIÓN DE TRANSFORMADORES EN PARALELO 8.3. INFLUENCIA DE LA RELACION DE TRANSFORMACION DIFERENTE ( ) 8.4. INFLUENCIA DE LA IMPEDANCIA DE CORTO CIRCUITO EN LA REPARTICION DE CARGA 8.5. INFLUENCIA DE LOS GRUPOS DE CONEXIÓN DIFERENTES EN TRANSFORMADORES TRIFASICOS 8.6. PARALELO DE TRANSFORMADORES TRIFÁSICOS 8.7. PROBLEMA DE APLICACIÓN (realizados en programa de cálculo MATHCAD/MATLAB) 8.8 EJEMPLOS DE APLICACIONES (desarrollado en programas de simulación numérica MATLAB/SIMULINK, PSIM, DIGSILENT, EMTP) RESUMEN REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS Y SITIOS DE EN RED

UNIDAD 9: CONEXIONES TRIFÁSICAS DE TRANSFORMADORES POTENCIA

9.1. INTRODUCCIÓN (Generalidades, objetivos de la unidad) 9.2. CONFIGURACIONES EN TRANSFORMADORES CON DEVANADOS TRIFÁSICOS 9.2.1. Configuración Y/y, análisis de sus diagramas vectoriales, conexiones y aplicaciones 9.2.2. Configuración D/d, análisis de sus diagramas vectoriales, conexiones y aplicaciones 9.2.3. Configuración Y/d, análisis de sus diagramas vectoriales, conexiones y aplicaciones 9.2.4. Configuración D/z, análisis de sus diagramas vectoriales, conexiones y aplicaciones 9.2.2. Configuración Delta abierta, análisis de sus diagramas vectoriales, conexiones y aplicaciones 9.3. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS TRANSFORMADORES TRIFÁSICOS 9.4 TABLA DE CONEXIONES TRIFÁSICAS MAS COMUNES 9.5 PROBLEMA DE APLICACIÓN (realizados en programa de cálculo MATHCAD/MATLAB) 9.6 EJEMPLOS DE APLICACIONES (desarrollado en programas de simulación numérica MATLAB/SIMULINK, PSIM, DIGSILENT, EMTP) RESUMEN REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS Y SITIOS DE EN RED

UNIDAD 10: PRINCIPIOS DE CONVERSIÓN DE ENERGÍA ELECTROMECÁNICA

10.1. INTRODUCCIÓN (Generalidades, objetivos de la unidad) 10.2. CONVERSIÓN DE ENERGÍA EN SISTEMAS MAGNETICOS CON PARTE MÓVIL LINEAL 10.3. CONVERSIÓN DE ENERGÍA EN SISTEMAS MAGNETICOS CON PARTE MÓVIL ROTACIONAL 10.4. DETERMINACIÓN DE LA FUERZAS MAGNETICAS Y PARES A PARTIR DE LA ENERGÍA Y COENERGÍA 10.5 PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTOS DEL MOTOR DE CORRIENTE CONTINUA 10.6 PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTOS DEL MOTOR DE SINCRONO 10.7 PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTOS DEL MOTOR DE ASINCRONO 10.8 PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTOS DEL MOTOR DE PASO 10.9. PROBLEMA DE APLICACIÓN (realizados en programa de cálculo MATHCAD/MATLAB) 10.10 EJEMPLOS DE APLICACIONES (desarrollado en programas de simulación numérica MATLAB/SIMULINK, PSIM, DIGSILENT, EMTP) RESUMEN REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS Y SITIOS DE EN RED

Cada unidad deberá ser desarrollado en forma individual o grupal (máximo de 2 participantes).

Evaluación Parcial 1 de la unidad: la edición de la teórica, formulas, ilustraciones, tablas en MICROSOFT OFFICE WORD

2007 (Times New Roman 12), MATHTYPE 6.5c, Adobe Illustrator CS5.1 y MICROSOFT OFFICE POWER POINT 2007.

Evaluación Parcial 2 de la unidad: la edición y presentación de las solución explicita de 5 problemas de aplicación elaboradas

en programas de cálculo MATHCAD 14, MATLAB R2010A.

Evaluación Parcial 3 de la unidad: la elaboración, presentación y exposición de resultados de 5 casos aplicativos referentes a la

unidad en programas de simulación numérica, MATLAB R2010A/SIMULINK, PSIM, DIGSILENT.

Arequipa, 13 de abril de 2015.