MA-Maquinas Electricas (1)

INGENIERA MECATRNICA

MQUINAS ELCTRICAS

MAE-ES

REV00

Directorio Lic. Emilio Chuayffet Chemor Secretario de Educacin Dr. Fernando Serrano Migalln Subsecretario de Educacin Superior Mtro. Hctor Arreola Soria Coordinador General de Universidades Tecnolgicas y Politcnicas Dr. Gustavo Flores Fernndez Coordinador de Universidades Politcnicas.

Pagina Legal. Participantes M.C. Miguel Alberto Martnez Molina - Universidad Politcnica de La Zona Metropolitana de Guadalajara

M. C. Juan Carlos Gutirrez Villegas - Universidad Politcnica de Zacatecas

M. C. Irene Guerrero Mora - Universidad Politcnica de Aguascalientes

M. C. Ricardo Laguna Velasco Universidad Politcnica de La Zona Metropolitana de Guadalajara.

Ing. Arturo Martnez Rodrguez - Universidad Politcnica de Ciudad Victoria.

M. A. Gerardo Gonzlez Soto - Universidad Politcnica de La Zona Metropolitana de Guadalajara

Primera Edicin: 2013

DR 2013 Coordinacin de Universidades Politcnicas.

Nmero de registro:

Mxico, D.F.

ISBN-----------------

IV

NDICE

INTRODUCCIN ............................................................................................................................................ 1

PROGRAMA DE ESTUDIOS .......................................................................................................................... 2

FICHA TCNICA ............................................................................................................................................. 3

DESARROLLO DE LA PRCTICA O PROYECTO........................................................................................... 5

INSTRUMENTOS DE EVALUACIN ............................................................................................................... 8

GLOSARIO ................................................................................................................................................... 24

BIBLIOGRAFA ............................................................................................................................................ 26

1

INTRODUCCIN

El manual que a continuacin se presenta, sirve para identificar los objetivos,

contenidos y la programacin, correspondientes a la asignatura de Mquinas

Elctricas, enfocada a la carrera de Ingeniera Mecatrnica. El manual destaca los

conocimientos, habilidades y capacidades, as como los valores que debe desarrollar

el alumno al cumplir cada objetivo, as como algunas directrices en cuanto a los

instrumentos didcticos y de evaluacin, que podra aplicarse durante el curso.

La asignatura muestra un panorama general de las mquinas elctricas que

comnmente son utilizadas en la industria, desde sus principios bsicos que rigen a

cada una de ellas, as como el funcionamiento y aplicacin de las mismas.

Transformadores, motores de Corriente Directa y de Corriente Alterna, aplicaciones y

usos, son incluidos en el presente manual.

La importancia de cursar la asignatura de Mquinas Elctricas es fundamental para el

Ingeniero Mecatrnico, ya que la totalidad de los elementos que se muestran en el

presente manual tiene una aplicacin en el rea de la Mecatrnica. Las reas en las

que se pueden aplicar las mquinas elctricas son diversas, tales como la industrial,

comercial, medicina, ganadera, agropecuaria, minas, robtica, entre muchas otras.

Actualmente, las mquinas elctricas son fundamentales para el desarrollo de

aplicaciones tecnolgicas avanzadas, y su futuro es muy promisorio, debido a que

stas son la base de diversos estudios el campo de la investigacin.

2

PROGRAMA DE ESTUDIOS

PresencialNO

PresencialPresencial NO Presencial

*C alcular los parmetros de operacin de

los transformadores monofsicos y

trifsicos.


los motores de C D.


los motores deC A (Induccin y S ncronos).

E C 1. C uestionario sobre

clasificacin de motores de C D e

identificacin de sus partes

principales

E C 1: C uestionario en donde demuestra el

principio de funcionamiento de los motores de

C A (induccin y S ncronos).

*A ctividad focal

introductoria.

*Discucin guiada.

*E laboracin.

P rocesamiento

complejo.

*Organizacin

X X N/A N. A . N. A . Material impreso

P royector (can),

reproductor de

DV D

Documental


clasificacin de motores de

induccin e identificacin de sus

partes principales.

C ampo

E D1. Gua de observacin para

ejercicios prcticos sobre las

tcnicas de control y arranque de

velocidad de motores de C D.

Documental

C ampo

E D1. Gua de observacin para

ejercicios prcticos sobre las

tcnicas de arranque y control de

velocidad de motores de induccin.

3

P royector (can) Documental

E C 1. C uestionario sobre las

principales leyes de magnetismo y

electromagnetismo.


principio de funcionamiento de los

transformadores monofsicos y trifsicos, de

acuerdo a su configuracin interna.

*A ctividad focal

introductoria.

*Reformulacin.

*E laboracin.

*E laboracin.

P rocesamiento

complejo.

*Organizacin

X N/A N/A N. A . N. A .

P izarrn,

impresiones,

diapositivas,

pelculas, software

P royector (can),

reproductor de

DV D

Documental


identificacin de partes principales

de los transformadores

monofsicos y trifsicos.

E C 1: C uestionario en donde explica las

principales leyes del Magnetismo y

E lectromagnetismo (Ley de Lorenz, Ley de

Biot-Savart, ley del Lenz, Ley de Faraday, Ley

de A mpere).

*A ctividad focal

introductoria.

*Discucin guiada.

*E laboracin.

P rocesamiento

complejo

X N/A N/A N. A . N. A .

P izarrn,

impresiones,

diapositivas

E n las tcnicas sugerida

para la enseanza se

puede guiar con un

video.

MOV IL IDA D FOR MA T IV A

C ONT E NIDOS P A R A L A FOR MA C IN

A l completar la unidad de aprendiz aje,

el alumno ser capaz de:

* Identificar las leyes y principios que rigen

la operacion de las Mquinas E lctricas.

1. C onversin de E nerg a

E lectromecnica4 1 4 1

T E R IC A P R C T IC A E V IDE NC IA S

2. T ransformadores

R E SU L T A DOS DE A P R E NDIZA J E

E SP A C IO E DU C A T IV O

AU LA LAB O RAT O RIO

Documental

E P 1. Lista de C otejo para proyecto

de la construccin de un

transformador monofsico y

trifsico.



*E xplicar el principio de funcionamiento de

los transformadores monofsicos y

trifsicos de acuerdo a su conexin interna.

Mdulo de

laboratorio,

aparatos de

medicin elctrica.

6

3. Motores de C D 10 2 10 3

E D1: Realizar ejercicios prcticos sobre

tcnicas de arranque y control de velocidad

para motores de C D.

PR O G R A MA DE EST U DIO

DA T O S G ENER A L ES

MAT ERIALES

REQ U ERIDO SP A R A E L

A P R E NDIZA J E (A LUMNO )

E ST R A T E GIA DE A P R E NDIZA J E E V A L U A C IN

OBSE RV A C IN

OB J E T IV O DE L A A S IGNA T U R A :

Marzo, 2012FE C HA DE E MIS IN:

75T OT A L HR S. DE L C U A T R IME ST R E :

E l alumno ser capaz de analizar y contro lar el func ionamiento de equipos electromecnicos , as como aplicar tcnicas adecuadas para su correcto diseo y contro l, de acuerdo a las caracters ticas de su operac in.

Mquinas E lctr icas

MA E -E S

NOMB R E DE L P R OGR A MA E DU C A T IV O:

OB J E T IV O DE L P R OGR A MA E DU C A T IV O:

NOMB R E DE L A A S IGNA T U R A :

C L A V E DE L A A S IGNA T U R A :

Ing eniera Mecatrnica

T E C NIC A S SU GE R IDA S

O T RO

U NIDA DE S DE A P R E NDIZA J E

Formar profes ionis tas con v alores univ ersales , competentes en el diseo, desarro llo , mantenimiento e implantac in de s is temas, productos o procesos mecatrnicos , con el fin de innov ar, mejorar e impulsar el desarro llo tecno lg ico reg ional y nac ional.

Univ ers idad Po litcnica de A g uascalientes , Univ ers idad Po litcnica de V ic toria, Univ ers idad Po litcnica de Zacatecas , Univ ers idad Po litcnica de la Zona Metropo litana de G uadalajara.U NIV E R SIDA DE S P A R T IC IP A NT E S:

INST R U ME NT O

P A R A L A

E NSE A NZA (P RO FESO R)

PRO Y EC T O

EQ U IPO S

REQ U ERIDO S

T OT A L DE HOR A S

PRC T IC A T C NIC A




los motores de C D de acuerdo a su uso y

aplicacin.

E P 1: P royecto. C onstruccin de un

transformador monofsico y trifsico para

adecuarlo a aplicaciones especficas en su

caso seccionar uno como trabajo similar.

* Seleccionar un tipo de conexin de un

transformador monofsico y trifsico para

aplicaciones especficas, as como

construirlos bajo parmetros

especificados.

*Redes

conceptuales o

semnticas.*Recuperacin X X X Manuales


principio de funcionamiento de los tipos de

motores de C D (excitacin serie, excitacin

paralelo, compuesto acumulativo y compuesta

sustractiva, Servomotores y Motores a paso).

*A ctividad focal

introductoria.

*Discucin guiada.

2 6 2

P royecto 1:

C onstruccin de

un transformador

monofsico y

trifsico.

N. A .

*E laboracin.

P rocesamiento

complejo.

*Organixzacin.

X X N/A N. A . N. A . Material impreso.

P royector (can),

reproductor de

DV D

4. Motores de C A 10 1 10




los motores de C A (Induccin y S ncronos)

*C omprobar el funcionamiento de los

motores de C A (Induccin monofsico y

trifsico, as como del motor sncrono), de

acuerdo a las tcnicas de arranque y

control de velocidad para adecuarlo a

aplicaciones especficas.

*Redes

conceptuales o

semnticas.

E D1: Realizar ejercicios prcticos sobre

tcnicas de arranque y control de velocidad

para motores de C A (Induccin y S ncrono).

X*Recuperacin X N/A N. A .

P rctica 1: A plicacin de

tcnicas de arranque y

control de velocidad para

motores de C A (Induccin

y S ncrono)

Material impreso

Mdulo de

laboratorio,

aparatos de

medicin elctrica.

*C omprobar el funcionamiento de los

motores de C D, de acuerdo a las tcnicas

de arranque y control de velocidad para

aplicaciones especficas.

*Redes

conceptuales o

semnticas.*Recuperacin X X

P rctica 1: A plicacin de

tcnicas de arranque y

control de velocidad para

motores de C D

Material impreso

Mdulo de

laboratorio,

aparatos de

medicin elctrica.

N/A N. A .

3

FICHA TCNICA

MQUINAS ELCTRICAS

Nombre: Mquinas Elctricas

Clave: MAE-ES

Justificacin:

Esta asignatura permitir al alumno analizar el funcionamiento y control de

sistemas electromecnicos que comprenden los principales equipos de

actuacin en procesos industriales, de servicio, manufactura y robtica; as

como en la generacin y transmisin de energa. Es bsico para un Ingeniero

Mecatrnico saber operar y mantener en buen estado estos equipos.

Objetivo:

El alumno ser capaz de analizar y controlar el funcionamiento de equipos

electromecnicos, as como aplicar tcnicas adecuadas para su correcto

diseo y control, de acuerdo a las caractersticas de su operacin.

Habilidades:

Liderazgo.

Comunicacin Oral y escrita.

Razonamiento matemtico.

Capacidad de comprensin.

Seleccionar informacin.

Competencias

genricas a

desarrollar:

Capacidades para anlisis y sntesis para aprender, para resolver problemas,

aplicar los conocimientos en la prctica, adaptarse a nuevas situaciones,

cuidar la calidad, gestionar la informacin y para trabajar en forma autnoma

y en equipo.

Capacidades a desarrollar en la asignatura Competencias a las que contribuye la

asignatura

Seleccionar las tecnologas mecatrnicas disponibles para integrar la solucin

cumpliendo las especificaciones de diseo.

Emplear los elementos mecatrnicos para la integracin de un modelo o prototipo,

basndose en las especificaciones de diseo.

Probar los modelos o prototipos propuestos para verificar la funcionalidad de los sistemas,

productos o procesos propuestos con pruebas

fsicas o de simulacin.

Integrar modelos y prototipos mecatrnicos

para validar la funcionalidad de los sistemas,

productos o procesos propuestos empleando

dispositivos fsicos y software de simulacin.

4

Estimacin de tiempo

(horas) necesario para

transmitir el aprendizaje al

alumno, por Unidad de

Aprendizaje:

Unidades de

aprendizaje

HORAS TEORA HORAS PRCTICA

Presencial

No

presencial

Presencial

No

presenci

al

Conversin de Energa

Electromecnica

4 1 4 1

Transformadores

6 2 6 2

Motores de CD

10 2 10 3

Motores de CA 10 1 10 3

Total de horas por

cuatrimestre: 75

Total de horas por semana: 5

Crditos: 5

5

Nombre de la asignatura: Mquinas Elctricas

Nombre de la Unidad de

Aprendizaje:

Transformadores

Nombre de la prctica o

proyecto:

Construccin de un transformador monofsico y trifsico con conexiones

internas especficas.

Nmero: 1

Duracin (horas) : 6 horas

Resultado de

aprendizaje:

Seleccionar un tipo de conexin de un transformador monofsico y

trifsico para aplicaciones especficas, as como construirlos bajo

parmetros especificados.

Requerimientos (Material

o equipo):

Laminaciones ferromagnticas, alambre magneto, papel dielctrico,

equipo de medicin y herramienta.

Actividades a desarrollar en la prctica:

Profesor:

Mostrar la forma de colocar diversos materiales como laminaciones, papel aislante y arrollamientos para la construccin de un transformador monofsico y trifsico.

Mostrar las diferentes formas de conectar internamente un transformador monofsico y uno trifsico, de acuerdo a sus diversas aplicaciones.

Ensear la forma de probar voltajes y corrientes de los arrollamientos primarios y secundarios con el equipo adecuado.

Ensear las pruebas (Circuito Abierto y Corto Circuito) que se realizan a transformadores para su correcto funcionamiento con el equipo apropiado.

Alumno:

Determinar los parmetros de operacin de un transformador a construir.

Determinar el material adecuado para la construccin de un transformador.

Construir un transformador monofsico y uno trifsico bajo parmetros especificados.

Realizar mediciones de voltaje y corriente en el primario y secundario del transformador.

Realizar pruebas de Circuito Abierto y Corto Circuito a transformadores monofsicos y trifsicos.

Interpretar los resultados obtenidos.

Evidencias a las que contribuye el desarrollo de la prctica:

EP1: Proyecto. Construccin de un transformador monofsico y trifsico para adecuarlo a aplicaciones

especficas o en su caso seccionar uno como trabajo similar.

DESARROLLO DE LA PRCTICA O PROYECTO

EP1. TRANSFORMADORES

6



Aprendizaje:

Motores de CD.


proyecto:

Aplicacin de tcnicas de arranque y control de velocidad para motores de

CD.

Nmero: 2

Duracin (horas) : 3

Resultado de

aprendizaje:

Comprobar el funcionamiento de los motores de CD, de acuerdo a las

tcnicas de arranque y control de velocidad para aplicaciones especficas.


o equipo): Equipo de medicin de voltaje, corriente y par.


Profesor:

Ensear las diferentes formas de conexin interna del motor de CD.

Proporcionar hojas de datos del fabricante de los motores de CD.

Proporcionar el material que hace referencia a los temas, los cuales pueden ser documentos tcnicos mediante copias o electrnicos.

Ensear el manejo del equipo de medicin para motor de CD.

Alumno:

Realizar las conexiones adecuadas que componen a un motor de CD.

Realizar la medicin de voltaje, corriente y velocidad de un motor de CD.



ED1: Realizar ejercicios prcticos sobre tcnicas de arranque y control de velocidad para motores de

CD.


ED1. MOTORES DE CORRIENTE DIRECTA

7



Aprendizaje:

Motores de CA.


proyecto:

Aplicacin de tcnicas de arranque y control de velocidad para motores de

CA (Induccin y Sncrono).

Nmero: 1

Duracin (horas):

3

Resultado de

aprendizaje:

Comprobar el funcionamiento de los motores de CA (Induccin monofsico

y trifsico, as como del motor sncrono), de acuerdo a las tcnicas de

arranque y control de velocidad para adecuarlo a aplicaciones especficas.


o equipo): Banco de pruebas de motor de induccin, equipo de medicin.


Profesor:

Ensear las diferentes formas de conexin interna del motor de CA (Induccin y Sncrono).

Proporcionar hojas de datos del fabricante de los motores de CA (Induccin y Sncrono).

Proporcionar el material que hace referencia a los temas, los cuales pueden ser documentos tcnicos mediante copias o electrnicos.

Ensear el manejo del equipo de medicin para motor de CA (Induccin y Sncrono).

Alumno:

Realizar las conexiones adecuadas del motor de CA (Induccin y Sncrono) en el banco de pruebas.

Realizar la medicin de voltaje, corriente y velocidad de salida del motor de CA (Induccin y Sncrono).



ED1. Realizar ejercicios prcticos sobre tcnicas de arranque y control de velocidad para motores de

CA (Induccin y Sncronos).


ED1. MOTORES DE CORRIENTE ALTERNA

8

INSTRUMENTOS

DE

EVALUACIN

9

CUESTIONARIO

U1, EC1

U1. CONVERSIN DE ENERGA ELECTROMECNICA

DATOS GENERALES DEL PROCESO DE EVALUACIN

NOMBRE DE LA ASIGNATURA: MQUINAS

ELCTRICAS CODIGO:

NOMBRE DEL ALUMNO FIRMA DEL ALUMNO:

MATRICULA: CARRERA: GRUPO: FECHA

NOMBRE DEL EVALUADOR FIRMA DEL EVALUADOR:

INSTRUCCIONES

Estimado usuario:

Usted tiene en las manos un instrumento de evaluacin que permitir fundamentar las actividades que ha demostrado a travs de su desempeo o en la entrega de sus productos.

Conteste los siguientes planteamientos de manera clara. Le recordamos tomar el tiempo necesario para contestar y desarrollar su contenido

CDIGO ASPECTO

Defina los siguientes conceptos:

a) Campo escalar. b) Campo vectorial. c) Carga elctrica. d) Fuerza electromotriz. e) Densidad de carga. f) Corriente elctrica. g) Densidad de corriente. h) Campo elctrico.

i) Campo magntico. j) Campo electromagntico. k) Permeabilidad en el espacio libre. l) Permitividad en el espacio libre. m) Intensidad de Campo Elctrico. n) Densidad de Campo elctrico. o) Intensidad de Campo Magntico.

p) Densidad de Flujo Magntico.

CUMPLE: SI NO

1.- Relacione ambas columnas, indicando el nmero del elemento en el parntesis de la definicin

que corresponda:

1.- Ley de Lorentz

2.- Ley de Biot-

Savart

3.- Ley de

Faraday

4.- Ley de Lenz

5.- Ley de

Ampere

6.- Regla de la

mano derecha

( )

( )

( )

( )

( )

En trminos de campo, se puede decir que un campo magntico que

vara con el tiempo produce una fuerza electromotriz que puede

producir una corriente en un circuito cerrado.

Indica que la FEM tiene una direccin tal, que produce una corriente,

cuyo flujo, si se suma al flujo original, reducira la magnitud de la FEM.

Esta ley indica la fuerza sobre una partcula cargada en presencia de

campos elctricos y magnticos.

Indica que la intensidad del campo magntico est establecida por el

movimiento de la carga o por el flujo de corriente su direccin y

magnitud pueden ser determinadas en cualquier punto localizado a una

distancia perpendicular del conductor recorrido por esta corriente.

Esta ley establece que la integral de lnea de la intensidad del campo

magntico sobre una trayectoria cerrada es igual a la corriente

encerrada por dicha trayectoria.

CUMPLE: SI NO

10

2.- Proporciona un mtodo conveniente para la determinacin de la direccin del campo magntico

cerca de un conductor recorrido por una corriente.

a) Regla de la mano derecha.

b) Ley de Lenz.

c) Ley de circuitos de Ampere.

CUMPLE: SI NO

3.- Segn la ley de la mano derecha; seala la direccin del desplazamiento de un conductor, el

campo magntico y el campo elctrico en la figura siguiente.

CUMPLE: SI NO

4.- El principio de induccin electromagntica es la base de funcionamiento de los ________________.

CUMPLE: SI NO

5.- La ley de ________________________ estable el principio de funcionamiento de los motores

elctricos.

6. Resuelva los siguientes ejercicios:

a) Un electrn para un instante dado tiene una velocidad m/s para una

posicin en el espacio libre. Para este punto, los campos elctricos y magnticos son conocidos como

V/m y Wb/ . Encuentre la fuerza total que acta sobre el electrn.

b) El camino semicircular mostrado en la Figura, es la interseccin en el plano del cilindro circular

recto y z=2. Encuentre la integral de lnea de desde hasta s

. Adems, determine la integral del lnea sobre el camino

en lnea recta de a (la interseccin de ).

FIGURA PAG. 25 LIBRO.

CUMPLE: SI NO

TOTAL % Aciertos

11

CUESTIONARIO

U2, EC1

U2. TRANSFORMADORES


NOMBRE DE LA ASIGNATURA: MQUINAS ELCTRICAS CODIGO:




INSTRUCCIONES

Estimado usuario:


Conteste los siguientes planteamientos de manera clara. Le recordamos tomar el tiempo necesario para contestar y desarrollar su contenido

CDIGO ASPECTO

1.- Define el concepto de Transformador y menciona su principal utilizacin en la industria elctrica.

CUMPLE: SI NO

2.- Describe el principio de funcionamiento de un transformador ideal y menciona sus caractersticas

principales.

CUMPLE: SI NO

3.- Menciona cuatro de sus principales aspectos constructivos de los transformadores y realiza una

breve descripcin de cada uno de ellos.

a) ____________________________

b) ____________________________

c) ____________________________

d) ____________________________

CUMPLE: SI NO

4.- Los transformadores por su construccin se pueden clasificar en: __________________________ y

_________________________. Menciona sus caractersticas principales de cada uno de ellos.

CUMPLE: SI NO

12

5.- Menciona los principales materiales para la construccin del ncleo de un transformador y su

relacin con la curva de histresis.

CUMPLE: SI NO

6.- Muestra, mediante un esquema, la configuracin de un transformador monofsico, mencionando

las variables principales que intervienen en l.

CUMPLE: SI NO

7.- Describa las principales ecuaciones de la relacin de transformacin entre el devanado primario

y el devanado secundario de un transformador monofsico.

CUMPLE: SI NO

8.- Enliste las prdidas que se presentan en un transformador y descrbalas brevemente.

a) ____________________________________

b) ____________________________________

c) ____________________________________

d) ____________________________________

CUMPLE: SI NO

9.- Describa detalladamente cmo y para qu se realiza la prueba de corto circuito y de circuito

abierto a transformadores.

CUMPLE: SI NO

10.- Un transformador monofsico de 10 kVA, 220/380 V, 50 Hz ha dado los siguientes resultados

en unos ensayos: vaco: 220 V, 2 A, 150 W (medidos en el lado de baja tensin). Cortocircuito: 10 V,

26.32 A, 75 W (medidos en el lado de alta tensin). Calcular:

a) Parmetros del circuito equivalente del transformador reducido al primario.

b) Si el primario se alimenta a 220 V, calcular la tensin secundaria cuando el transformador

funciona a plena carga con F. P. 0.8 inductivo.

CUMPLE: SI NO

11.- El circuito equivalente de la figura se muestra un transformador ideal con una impedancia de

R2+jX2 = 1+j4 conectado en serie con el secundario. La relacin de transformacin es de N1/N2=5:1. a) Dibuje un circuito equivalente con la impedancia serie referida al lado primario. b)

Para un voltaje primario de 120 V rms y un corto conectado a travs de las terminales A-B, calcule la

corriente principal y la corriente que fluye en el corto.

13

CUMPLE: SI NO

12.- Describe matemticamente la conexin Y-T de un transformador monofsico

CUMPLE: SI NO

13.- Describe, mediante un esquema, las partes principales de un transformador trifsico y la

relacin matemtica I=YV.

CUMPLE: SI NO

14.- Menciona las diferentes formas de conexin entre los devanados primarios y secundarios y

relacinalo con sus modelos de admitancias nodales I=YV.

CUMPLE: SI NO

15.- Describe una aplicacin para las diferentes configuraciones de conexin de transformadores

trifsicos.

CUMPLE: SI NO

16.- Qu tipo de conexin se emplea comnmente para aumentar el nivel de voltaje?

a) Y-Y b) - Y c) Y- d) -

CUMPLE: SI NO

17.- Describa la utilizacin de los cambiadores de taps en los transformadores trifsicos.

CUMPLE: SI NO

18.- Cules son los problemas que se presentan en la conexin estrella estrella?

CUMPLE: SI NO

19.- Describa matemticamente la relacin entre voltajes y corrientes de los devanados primarios y secundarios para transformadores conectados en:

a) Delta Estrella aterrizada. b) Delta Delta. c) Estrella - Delta

CUMPLE: SI NO

20.- Simule en Matlab cualquiera de las conexiones de un transformador trifsico para que, de

acuerdo a valores iniciales de voltaje y corriente en el lado primario, se obtenga valores de voltaje y

corriente en el lado secundario. Compararlo con solucin conocida en alguno de los textos de la

bibliografa o artculo.

14

CUMPLE: SI NO

TOTAL % Aciertos

15

LISTA DE COTEJO PARA PROYECTO DE LA CONSTRUCCIN DE UN

TRANSFORMADOR

U2, EP1






INSTRUCCIONES

Revise los documentos o actividades que se solicitan; y marque SI cuando la evidencia a evaluar se cumple; y NO en caso contrario. En La columna de OBSERVACIONES registre los datos relevantes asociados a la lista mostrada en cada ITEM, si es que fuera necesario.

CODIGO ITEM SI NO OBSERVACIONES

5% El alumno desarrolla las indicaciones del profesor.

5% El alumno aplica las medidas de seguridad y proteccin

necesarias.

10% Identifica los materiales a utilizar para la construccin del

transformador.

20% Utiliza las herramientas y el procedimiento apropiado al

momento de construir el transformador.

20% Realiza las conexiones de los arrollamientos internos de manera

adecuada de acuerdo a una aplicacin especfica.

20% Utiliza los instrumentos de medicin de forma adecuada para

conocer voltajes y corrientes en el primario y secundario del

transformador construido.

5% El contenido del reporte es claro y congruente con las actividades

realizadas.

5% Las conclusiones son congruentes con la informacin obtenida y

aportan una interpretacin de los resultados.

5%

El reporte de actividades cumple con los Requisitos de:

- Buena presentacin. - No tiene faltas de ortografa. - Maneja el lenguaje tcnico apropiado.

5% Entreg el producto y reporte en la fecha y hora sealada.

TOTAL % Aciertos

16

CUESTIONARIO

U3, EC1

U3. MOTORES DE CD






INSTRUCCIONES

Estimado usuario:


Conteste los siguientes planteamientos de manera clara.

Le recordamos tomar el tiempo necesario para contestar y desarrollar su contenido

CDIGO ASPECTO

1.- Enliste los 4 tipos de excitacin de los motores de corriente directa.

a) ________________________________

b) ________________________________

c) ________________________________

d) ________________________________

CUMPLE: SI NO

2.- De acuerdo a la figura siguiente identifique cada una de las partes que constituyen un motor de

corriente directa.

1.- __________________________________

2.- __________________________________

3.- __________________________________

4.- __________________________________

5.- __________________________________

6 - __________________________________

7.- __________________________________

8.- __________________________________

9.- __________________________________

CUMPLE: SI NO

17

3.- Este tipo de motor tiene la caracterstica de un par de arranque muy alto.

a) Compuesto sustractivo

b) Compuesto aditivo

c) Paralelo

d) Serie

CUMPLE: SI NO

4.- Su caracterstica principal es que su velocidad es prcticamente constante cuando varia la carga.



c) Paralelo

d) Serie

CUMPLE: SI NO

5.- Este tipo de motor combina las caractersticas de un motor en serie y uno en conexin paralelo.



c) Paralelo

d) Serie

CUMPLE: SI NO

6.- Cules son las principales caractersticas de un motor de CD en serie? Cules son sus usos?

CUMPLE: SI NO

7.- Es la funcin del conmutador de un motor de CD: ________________________________________

_____________________________________________________________________________________

CUMPLE: SI NO

8.- De que factores depende el voltaje inducido de un motor de CD?

a) ________________________________

b) ________________________________

c) ________________________________

CUMPLE: SI NO

18

9.- Como es la variacin de la corriente de inducido y la velocidades en un motor de CD en

derivacin, para cada uno de los siguientes cambios en sus parmetros de operacin:

a) Dividir a la mitad el voltaje terminal de inducido mientras el flujo de campo permanece constante

y el par de torsin con carga con el cuadrado de la velocidad.

b) Dividir a la mitad el voltaje terminal del inducido mientras que el flujo de campo y el par de

torsin con carga permanece constantes.

c) Dividir a la mitad el flujo de campo y el voltaje terminal del inducido mientras la potencia con

carga permanece constante.

CUMPLE: SI NO

10.- Un motor en derivacin de 25 kW y 230 V tiene una resistencia de armadura de 0.11 y una resistencia de campo de 117 . Sin carga y a voltaje nominal, la velocidad es de 2150 RPM y la corriente de armadura es de 6.35 A. A plena carga y voltaje nominal, la corriente de armadura es de

115 A y, debido a la reaccin de inducido, el flujo es de 6% menor que su valor de carga. Cul es la

velocidad a plena carga?

CUMPLE: SI NO

11. Mencione la definicin y las principales caractersticas de un servomotor y un motor a pasos.

CUMPLE SI NO

12. Describe los elementos necesarios para controlar un motor a pasos y elabora un diagrama de

ellos.

CUMPLE SI NO

13. Describe los elementos principales para el control de un Servomotor. Elabora un diagrama de

ellos,

CUMPLE SI NO

TOTAL % Aciertos

19

GUA DE OBSERVACIN PARA EJERCICIOS PRCTICOS

U3, ED1






INSTRUCCIONES



5% Sigue las indicaciones del profesor.

5% Considera las medidas de seguridad y proteccin

adecuadas

5% Es responsable con el equipo, herramientas y

material utilizado.

10% Identifica las partes que componen al motor elctrico

utilizado en la prctica.

15% Realiza las conexiones de acuerdo al diagrama de

operacin del motor elctrico.

10% El circuito presenta orden y limpieza.

15%

Realiz las mediciones de corriente, voltaje y

velocidad de salida en los puntos indicados del motor

elctrico.

5% Elabora una bitcora donde se indican las actividades

realizadas

5% Realiza las actividades de acuerdo a lo indicado

manteniendo orden y limpieza.

5% Mantiene y deja el lugar y equipo de trabajo en

condiciones de orden y limpieza.

10% Son adecuados y pertinentes sus comentarios sobre

la realizacin de la prctica.

10% Obtiene los resultados esperados de la prctica.

TOTAL % Aciertos

20

CUESTIONARIO

U4, EC1

U4. MOTORES DE CA






INSTRUCCIONES

Estimado usuario:


Conteste los siguientes planteamientos de manera clara. Le recordamos tomar el tiempo necesario para contestar y desarrollar su contenido.

CDIGO ASPECTO

1. Describa las partes principales que tiene un motor de corriente alterna mediante una

figura.

CUMPLE: SI NO

2.- De acuerdo con la construccin del rotor del motor se puede clasificar en:

a) ____________________________________

b) ____________________________________

CUMPLE: SI NO

3.- Este tipo de motor se utiliza en cargas de poca energa y en arranques poco frecuentes

a) Motor de fase dividida

b) Motor de arranque con capacitor

c) Motor de arranque con capacitor y operacin con capacitor

d) Motor de polos sombreados

CUMPLE: SI NO

4.- Este tipo de motor desarrolla de 4 a 5 veces el par a plena carga, al momento del arranque





CUMPLE: SI NO

21

5.- Selecciona los dos tipos de motores que tienen las mismas caractersticas en operacin normal.





CUMPLE: SI NO

6.- Muestra el circuito equivalente del motor de induccin monofsico.

CUMPLE: SI NO

7.- En la siguiente figura se muestra la curva par velocidad para una mquina de induccin, muestre los modos de operacin, considere el deslizamiento de la mquina.

CUMPLE: SI NO

8.- Cmo varia el par inducido en un motor de induccin con respecto al voltaje?

a) El par aumenta linealmente con el voltaje

b) El par aumenta con el cuadrado del voltaje

c) Ninguno de los anteriores

CUMPLE: SI NO

9.- Por qu es necesario utilizar dispositivos auxiliares de arranque en motores de CA?

CUMPLE: SI NO

10.- Mencione las tcnicas de control de velocidad en motores de CA trifsicos.

a) ___________________________________________

b) ___________________________________________

c) ___________________________________________

CUMPLE: SI NO

11.- Porque es adecuado utilizar el autotransformador en el arranque de motores de CA trifsicos?

CUMPLE: SI NO

12.- Para el circuito de arranque de tipo autotransformador que se muestra en la figura, disee un

circuito de control y describa la secuencia de operacin.

22

CUMPLE: SI NO

13.- Mencione tres tcnicas que existen para el control de la velocidad de motores de CA.

a) _______________________________________

b) _______________________________________

c) _______________________________________

CUMPLE: SI NO

14.- Mencione cul es la diferencia entre un mquinas sncrona y un motor de CA

CUMPLE SI NO

15. Mencione los aspectos constructivos del motor sncrono, tipo de rotores y ngulos de par, par

torsional, velocidad de rotacin sncrono y ecuacin de la fem inducida. Muestre mediante un

diagrama su circuito equivalente.

CUMPLE SI NO

TOTAL % Aciertos

23

GUA DE OBSERVACIN PARA EJERCICIOS PRCTICOS

U4, ED1






INSTRUCCIONES



5% Sigue las indicaciones del profesor.

5% Considera las medidas de seguridad y proteccin

adecuadas

5% Es responsable con el equipo, herramientas y

material utilizado.

15% Identifica las tcnicas de arranque y control de

velocidad para el motor elctrico.

15% Realiza las conexiones de acuerdo al diagrama del

circuito de arranque a realizar.

10% El circuito presenta orden y limpieza.

10% El arrancador funciona correctamente.

5% Elabora una bitcora donde se indican las actividades

realizadas

5% Realiza las actividades de acuerdo a lo indicado

manteniendo orden y limpieza.

5% Mantiene y deja el lugar y equipo de trabajo en

condiciones de orden y limpieza.

10% Son adecuados y pertinentes sus comentarios sobre

la realizacin de la prctica.

10% Obtiene los resultados esperados de la prctica.

TOTAL % Aciertos

24

GLOSARIO

1. Anillos rozantes. Anillo conductor fijado a un rbol y destinado a realizar, por medio de escobillas, la comunicacin elctrica entre un conductor giratorio y un

conductor fijo.

2. Armadura. Pieza de sustancia ferromagntica "no" rodeada de arrollamientos o devanados y, destinada a unir los ncleos de un electroimn o de un

transformador, o los polos de una mquina.

3. Arrollamiento. Conjunto de espiras conductoras que forman parte de un mismo circuito en un aparato o mquina elctrica

4. Auto transformador. Transformador en el que a menos dos devanados tienen una seccin comn.

5. Bobina. Componente de un circuito elctrico formado por un alambre aislado que se arrolla en forma de hlice con un paso igual al dimetro del alambre.

6. Campo magntico. Espacio que rodea un imn o un electroimn, o un conductor recorrido por la corriente elctrica, y en el cual existen lneas de fuerza magntica

o esfuerzos magnticos.

7. Circuito magntico. Parte cerrada del espacio o medio a travs de los cuales puede producirse un flujo de induccin magntica

8. Conmutador. Trmino general que designa todo dispositivo destinado a cerrar o abrir uno o varios circuitos elctricos o a cambiar las conexiones de los mismos.

9. Conversin de Energa. Es el proceso de convertir energa de una forma a otra, por ejemplo convertir energa elctrica a Mecnica o viceversa, o energa elctrica a

elctrica con diferentes parmetros.

10. Corriente de fase. Es la corriente que fluye por la fase de un sistema elctrico.

11. Corriente de lnea. son corrientes que fluyen en los tres conductores que conecta a una fuente o una carga trifsica a las lneas del sistema trifsico.

12. Devanado. Conjunto de espiras conductoras que forman parte de un mismo circuito en un aparato o una mquina elctrica.

13. Electroimn. Dispositivo consistente en una bobina con ncleo de hierro dulce; cuando la bobina es recorrida por una corriente elctrica, el ncleo se magnetiza y

adquiere as la propiedad de atraer otros cuerpos magnticos.

14. Escobillas. Piezas conductivas destinadas a asegurar por medio de un contacto deslizante la conexin elctrica de un rgano mvil con un rgano fijo.

15. Fuerza contraelectromotriz. Tensin que se desarrolla en un circuito inductivo recorrido por una corriente variable. La polaridad de esta tensin es en cada

instante opuesta a la aplicada al circuito o generada en l.

16. Generador elctrico. Maquina elctrica que procesa energa recibida en forma mecnica y suministra energa en forma elctrica.

25

17. Imn. Cuerpo que tiene la propiedad de atraer o repeler a otros cuerpos magnticos. Cuerpo magntico polarizado magnetizante.

18. Mquina. Conjunto de aparatos combinados para recibir cierta forma de energa y transformarla en otra ms adecuada, o para producir un efecto determinado.

19. Mquinas Elctricas. Aquellas en las que se produce conversin de energa electromagntica a electromecnica.

20. Motor Elctrico. Es un motor que transforma energa elctrica en energa Mecnica.

21. Motor de induccin. Motor de induccin de CA en la cual se conecta el devanado del estator o primario con la fuente de potencia y un devanado secundario

conduce la corriente inducida.

22. Motor de rotor devanado. Motor de induccin en el que el secundario consta de bobinas polifsicas cuyas terminales estn en corto circuito o bien se saca a

travs de anillos rozantes a un circuito cerrado externo.

23. Ncleo magntico. Parte de un circuito magntico rodeada por un arrollamiento.

24. Reactancia. Propiedad de un elemento de circuito, independiente de la resistencia, que se opone a la circulacin de las corrientes alternas o variables.

25. Relevador. Conmutador consistente esencialmente en un electro imn cuya armadura, al moverse abre o cierra un par o varios pares de contactos elctricos.

26. Sistema trifsico. Circuito elctrico excitado por tres fuentes senoidales que muestran distintas relaciones de fase y conectadas en un arreglo comn.

27. Subestacin. Conjunto de aparatos de transformacin o de distribucin instalados en un edificio o al aire libre destinados a la alimentacin de una red elctrica o

parte de esta, y ordinariamente sometido a vigilancia.

28. Transformador. Maquina elctrica que consta de un conjunto de embobinados acoplados mutuamente, diseados para el procesamiento de potencia con un

desempeo caracterizado por pocas prdidas y una baja cada de tensin

normalizada.

29. Transformador tipo acorazado. Transformador donde el flujo mutuo generado por una bobina enlaza a la segunda bobina por dos trayectorias separadas, formando

una coraza que envuelve parcialmente a las bobinas enlazadas.

30. Transformador tipo ncleo. Transformador donde el flujo mutuo establecido por una bobina enlaza a una segunda bobina por un camino central nico en el

ncleo.

31. Unifilar. Que slo tiene o utiliza un hilo, una fibra, o un alambre.

26

BIBLIOGRAFA

Electric machinery fundamentals 5/e

CHAPMAN, Stephen

2012

Editorial McGraw-Hill

BAE SYSEMS Australia, 2012

ISBN 73529540

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FRAILE Mora, Jess

2008

Editorial McGraw-Hill

Aravaca 01 de Mayo de 2008

ISBN 9788448161125

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Massachusetts Institute of tec.

2007

Editorial Reverte

Barcelona 2007

ISBN 9788429130508

Motores Elctricos, automatismos de control

ROLDAN Viloria, Jos

2008

Editorial Thomson

Mxico 2008

ISBN 8428328986

Control de Mquinas Elctricas

KOSOW, Irving L.

2007

Editorial Reverte

Espaa 2007

ISBN 9788429130461

Mquinas elctricas, instalaciones elctricas y automticas

27

MANZANO Orrego, Juan Jos

2008

Editorial Paraninfo

Espaa 2008

ISBN 9788497325875

Sitios Web

IEEE (2012). Instituto de Ingenieros Elctricos y Electrnicos [Librera digital.].

Disponible en www.ieeexplore.ieee.org. Consultado el 28 de Mayo del 2012.

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