Universidad Pública de Navarra



Año Académico: 2023/2024 | Otros años:  2022/2023  |  2021/2022  |  2020/2021  |  2019/2020 
Graduado o Graduada en Ingeniería Eléctrica y Electrónica por la Universidad Pública de Navarra
Código: 244401 Asignatura: MÁQUINAS ELÉCTRICAS
Créditos: 6 Tipo: Obligatoria Curso: 2 Periodo: 2º S
Departamento: Ingeniería Eléctrica, Electrónica y de Comunicación
Profesorado:
URTASUN ERBURU, ANDONI   [Tutorías ] SAMANES PASCUAL, JAVIER (Resp)   [Tutorías ]
PASCUAL IGLESIAS, IÑIGO   [Tutorías ]

Partes de este texto:

 

Módulo/Materia

Módulo de Formación Común Industrial / Ingeniería Eléctrica

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Competencias genéricas

CB2: Que los estudiantes sepan aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro de su área de estudio

 

CB4: Que los estudiantes puedan transmitir información, ideas, problemas y soluciones a un público tanto especializado como no especializado.

 

CG3: Conocimiento en materias básicas y tecnológicas, que les capacite para el aprendizaje de nuevos métodos y teorías, y les dote de versatilidad para adaptarse a nuevas situaciones.

 

CG4: Capacidad de resolver problemas con iniciativa, toma de decisiones, creatividad, razonamiento crítico y de comunicar y transmitir conocimientos, habilidades y destrezas en el campo de la Ingeniería Industrial en las tecnologías específicas Eléctrica y Electrónica Industrial.

CG10: Capacidad de trabajar en un entorno multilingüe y multidisciplinar.

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Competencias específicas

CC4: Poseer conocimientos y comprender los principios de la teoría de circuitos y máquinas eléctricas.

CC3: Conocer los fundamentos de ciencia, tecnología y química de materiales. Comprender la relación entre la microestructura, la síntesis o procesado y las propiedades de los materiales.

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Resultados aprendizaje

R1. Entender los principios físicos que rigen el comportamiento de los materiales magnéticos.

R2. Conocer las principales características de los materiales conductores y aislantes eléctricos.

R3. Conocer las principales características de los materiales utilizados para la construcción de imanes permanentes.

R4. Conocer los fundamentos generales de las máquinas eléctricas.

R5. Entender el principio de funcionamiento de los transformadores.

R6. Entender la creación de campo magnético en el entrehierro y fuerzas electromotrices inducidas en las máquinas eléctricas rotativas en régimen permanente.

R7. Manejar los circuitos equivalentes del régimen permanente de las máquinas eléctricas rotativas de corriente alterna.

R8. Entender el funcionamiento de las máquinas rotativas como motor y generador.

R9. Conocer las principales características de cada tipo de máquina eléctrica en sus distintas aplicaciones.

R10. Resolver problemas prácticos relacionados con las principales máquinas eléctricas (transformadores, electroimanes, motores de inducción, motores síncronos, alternadores, etc.).

R11. Conocer la aparamenta básica ligada a las máquinas eléctricas.

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Metodología

La asignatura Máquinas Eléctricas tiene carácter teórico-práctico, combinando clases magistrales, clases de problemas, actividades y trabajos en grupo, sesiones prácticas y aprendizaje autónomo por parte del estudiante.

 

Las clases magistrales consistirán en la explicación teórica de los aspectos fundamentales de cada tema, así como la resolución de dudas y cuestiones planteadas por los alumnos a partir de su aprendizaje autónomo de cada tema. Como parte de las actividades prácticas, individuales y/o grupales, se realizarán ejercicios prácticos y trabajos relacionados con los temas tratados.

 

Para comprender la asignatura y obtener un rendimiento adecuado de la misma, será necesario que el alumno lleve a cabo un trabajo continuado alrededor de las siguientes actividades:

- Asistir a clase regularmente.

- Realizar una lectura reflexiva y un estudio profundo del material que se aporte o indique en cada tema.

- Realizar los ejercicios y trabajos que se propongan a lo largo del curso.

- Participar activamente de cuantas discusiones surjan en clase.

- Consulta de dudas surgidas en el estudio de la materia en los horarios dispuestos por el profesor a tal efecto.

 

Como complemento docente se utilizará el Aulario Virtual, una herramienta que permite un mejor aprovechamiento de la asignatura. A través de él se indicará el calendario de las diferentes actividades de la asignatura, se podrá acceder al material docente y se utilizará para el envío de los trabajos solicitados en clase.

 

Resumen de Actividades

 

Metodología - Actividad Horas Presenciales Horas no presenciales
A-1 Clases expositivas/participativas 45  
A-2 Prácticas 15  
A-3 Debates, puestas en común, tutoría grupos   5
A-4 Elaboración de trabajo   12
A-5 Lecturas de material   5
A-6 Estudio individual   58
A-7 Exámenes, pruebas de evaluación 5  
A-8 Tutorías individuales   5
     
Total 65 85

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Relación actividades formativas-competencias/resultados de aprendizaje

Competencia Actividad formativa
CB2 CB4 CG3 CG4 CG10 CC4 CC3 A-1 Clases expositivas/participativas
CB2 CB4 CG3 CG4 CG10 CC4 CC3 A-2 Prácticas
CG4 A-3 Debates, puestas en común, tutoría grupos
CB2 CB4 CG4 CC4 CC3 A-4 Elaboración de trabajo
CB2 CB4 CG3 CG4 CG10 CC4 CC3 A-5 Lecturas de material
CB2 CB4 CG3 CG4 CG10 CC4 CC3 A-6 Estudio individual
CB2 CB4 CG3 CG4 CG10 CC4 CC3 A-7 Exámenes, pruebas de evaluación
CB2 CB4 CG3 CG4 CG10 CC4 CC3 A-8 Tutorías individuales

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Idiomas

Castellano

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Evaluación

 

Resultados de
aprendizaje
Actividad de
evaluación
Peso (%) Carácter
recuperable
Nota mínima
requerida
R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9, R10 Pruebas de Respuesta Larga 80%
  • Parcial 1 (10% de la nota): Temas 1 y 2.
  • Parcial 2 (20% de la nota): Temas 3 y 4.
  • Examen Final ordinario (50% de la nota): entrará todo el temario.
5/10
R4, R5, R6, R7, R8, R9, R10, R11 Pruebas, Informes y Trabajo experimental. 20% (Aclaración: para aprobar la asignatura es imprescindible la asistencia y participación en las prácticas. En el caso de no asistir de forma injustificada a alguna de las prácticas, no se podrá realizar el examen y la calificación será "No Presentado"). La nota de prácticas se dividirá en un 60% entre la nota de las cinco prácticas y otro 40% un examen final de prácticas en el que se pedirá repetir una de las prácticas a sorteo. No No
         
         

NOTA: Para aprobar la asignatura será necesario obtener entre las 3 pruebas de respuesta larga un 5 sobre 10 (No hay nota mínima en ninguno de las 3 pruebas). En caso de no obtener este mínimo de 5/10, la nota final será la de las pruebas de respuesta larga, sin contar la nota de prácticas. Todos los exámenes parciales de la evaluación continua son recuperables, aunque se recuperarán en una única prueba escrita (Evaluación de recuperación).

 

 

 

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Contenidos

- Introducción a las máquinas eléctricas.

- Principios básicos de electromagnetismo.

- Materiales magnéticos.

- Conductores y aislantes eléctricos.

- Imanes permanentes.

- Transformadores monofásicos y trifásicos

- Principios básicos de las máquinas eléctricas rotativas.

- Máquina asíncrona: circuito equivalente y funcionamiento en régimen permanente

- Máquina síncrona: circuito equivalente y funcionamiento en régimen permanente

- Aparamenta eléctrica asociada a las máquinas eléctricas.

- Prácticas de laboratorio.

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Temario

La asignatura de Máquinas Eléctricas se divide en seis temas, cuyos contenidos específicos se detallan a continuación:

 

TEMA 1   Introducción a las máquinas eléctricas. Principios básicos de electromagnetismo

1.1 Ubicación de las máquinas eléctricas en el sistema eléctrico: etapas de generación, transformación, transporte, distribución y utilización

1.2 Definición de máquina eléctrica

1.3 Clasificación y tipos de máquinas eléctricas

1.4 Constitución de las máquinas eléctricas: los circuitos eléctrico y magnético

1.5 Leyes fundamentales del electromagnetismo que rigen el comportamiento de las máquinas eléctricas

1.6 Inductancia

1.7 Flujo de fugas

1.8 Acoplamiento magnético de bobinas

1.9 Propiedades de los materiales ferromagnéticos: pérdidas por histéresis y Foucault

1.10 Imanes permanentes

 

TEMA 2   Transformadores

2.1 Generalidades

2.2 Principio de funcionamiento del transformador ideal

2.3 El transformador real

2.4 Circuitos equivalentes del transformador

2.5 Obtención de los parámetros del circuito equivalente

2.6 Sistema de medición por unidad

2.7 Regulación de tensión y rendimiento

2.8 Transformadores con derivación y autotransformadores

2.9 Transformadores trifásicos

2.10 Conexión en paralelo de transformadores

 

TEMA 3   Fundamentos de las máquinas eléctricas rotativas

3.1 Introducción

3.2 Creación de un campo magnético en el entrehierro producido por una bobina de paso diametral

3.3 Tensión inducida en una bobina de paso diametral

3.4 Máquinas multipolares. Sistemas de referencia eléctrico y mecánico

3.5 Técnicas constructivas para eliminación de armónicos y obtención de ondas senoidales: Devanado equivalente

3.6 Obtención de campos magnéticos pulsantes y giratorios. Teorema de Ferraris

3.8 Inductancias en una máquina eléctrica rotativa

3.9 Par electromagnético en máquinas de polos lisos

 

TEMA 4 Máquina síncrona

4.1 Introducción y generalidades. Aspectos constructivos

4.2 Funcionamiento de la máquina síncrona en vacío y en carga. Reacción de inducido

4.3 Circuito equivalente de la máquina síncrona de rotor cilíndrico. Ensayos de vacío y cortocircuito

4.4 Funcionamiento aislado del generador síncrono. Conexión en paralelo de generadores síncronos

4.5 Funcionamiento del generador síncrono conectado a una red de gran capacidad. Variación de potencia activa y reactiva

 

TEMA 5 Máquina asíncrona o de inducción

5.1 Generalidades y aspectos constructivos. Tipos de máquinas asíncronas  

5.2 Principio de funcionamiento  

5.3 Obtención del circuito equivalente en régimen permanente. Circuito equivalente simplificado  

5.4 Ensayos para obtención del circuito equivalente  

5.5 Balance de potencias. Rendimiento de la máquina  

5.6 Característica mecánica par-velocidad. Zonas de funcionamiento  

5.7 Arranque de la máquina de inducción  

5.8 Variación de velocidad de la máquina de inducción  

 

 

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Programa de prácticas experimentales

La formación teórica se complementará con sesiones prácticas en el laboratorio en las que se trabajará con:

  • Transformadores monofásicos.
  • Transformadores trifásicos.
  • Fundamentos de máquinas rotativas.
  • Generador síncrono.
  • Motor asíncrono.

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Bibliografía

Acceda a la bibliografía que el profesorado de la asignatura ha solicitado a la Biblioteca.


Bibliografía básica: 

 

·      L. MARROYO, P. SANCHIS; Apuntes sobre Máquinas Eléctricas; UPNA.

 

·      Jesús Fraile Mora, Máquinas Eléctricas; Grupo editorial Garceta, octava edición, 2016

 

·      J. SANZ FEITO; MÁQUINAS ELÉCTRICAS; Prentice Hall; 2002.

 

Bibliografía avanzada:  

 

·      S. J. CHAPMAN; MÁQUINAS ELÉCTRICAS; McGraw Hill; segunda edición (1993).

 

·      A. E. Fitzgeralda, Jr Charles Kingsley, Stephen D. Umans; ¿Máquinas Eléctricas¿; McGraw-Hill, 1992.

 

·      Jean Chatelain; MACHINES ÉLECTRIQUES; Traité d¿Électricité; Presses Polytechniques Romandes, 1989.

 

·     P. C. Sen; PRINCIPLES OF ELECTRIC MACHINES AND POWER ELECTRONICS; John Wiley & Sons; 1997.

 

·     MANUAL TEÓRICO PRÁCTICO INSTALACIONES ELÉCTRICAS EN BAJA TENSIÓN, Schneider Electric.

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Lugar de impartición

Aula y Laboratorio de Máquinas Eléctricas

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