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Máquinas Eléctricas II

 

Unidad 1: Análisis funcional de las máquinas eléctricas rotativas de corriente alterna.

11.- Cálculo de fuerza magnetomotriz.Caso de bobinas concentradas y distribuídas.Influencia del paso de bobinado y del número de capas.Trazado de diagramas de fuerza magneto-motriz.Factores de arrollamiento. Expresión general de la fuerzamagnetomotriz producida por una fase de un devanado polifásico.Contenido armónico.
12.- Cálculo de la fuerza magnetomotriz producida por un devanado trifásico.Descripción del campo magnético giratorio.Características y contenido armónico.Extensión al caso de de-vanados polifásicos. Interpretación del campo magnético producido por un devanado monofásico.Teorema de Leblanc. Cálculo del flujo magnético por polo.
13.- Cálculo de fuerza electromotriz inducida.Caso de bobinas concentradas y distribuí-das.Influencia del paso de bobinado y del número de capas.Factores de arrollamien-to.Expresión general de la fuerza electromotriz inducida en una fase de un devanado poli-fásico.Contenido armónico. Efectos del conexionado en estrella o en triángulo de un devanado trifásico. Influencia del tipo de campo magnético y de la velocidad de rotación.Casos de campos alternos y de campos giratorios.
14.- Expresión general de cupla para una máquina eléctrica rotativa elemental.Criterio de esta-bilidad y cupla máxima.Principales tipos de máquinas rotativas.
15.- Devanados trifásicos de simple y doble capa.Parámetros constructivos.Tipos concéntrico por polos consecuentes, concéntrico por polos, imbricado y ondulado.Características y aplicaciones principales.Esquemas de conexión. Concepto de devanados congruentes y no congruentes.Ejemplo de devanado fracciona- rio.Aplicaciones

Unidad 2: : Máquina asincrónica trifásica

21.- Aspectos constructivos de los motores de inducción trifásicos.Ejecuciones normales.Tipos de rotores.Tipos de devanados. Sistemas de refrigeración.Motores de seguridad aumentada. Comparación de los tipos principales de motores.
22.- Principio de funcionamiento de la máquina asincrónica trifásica.Deducción de los tipos de máquinas básicos.Variador de fase, regulador de inducción, motor, freno y generador. Balance de potencia y circuito equivalente del motor de inducción trifási-co.Representación gráfica.Interpretación del diagrama circular como diagrama de inten-sidades de corriente, potencia y cupla.Generalización para los casos de funcionamiento como freno y como generador.
23.- Interpretación y empleo del diagrama circular, zona motor.Determinación gráfica de co-rrientes, potencias, cupla, rendimiento y resbalamiento.Trazado de escalas de factor de potencia, cupla y rendimiento.Determinación de máximos.
24.- Ensayos en vacío y a rotor bloqueado del motor de inducción trifásico.Separación de pérdidas.Cálculo del circuito equivalente a partir de las mediciones efectuadas en los en-sayos indirectos. Trazado del diagrama circular.Trazado aproximado del diagrama circular empleando da-tos de catálogo : caso de motores de rotor jaula y de rotor bobinado. Ensayo directo del motor de inducción trifásico.Ventajas e inconvenientes. Ensayo del motor de inducción trifásico por el método de oposición.Ventajas e incove-nientes.
25.- Características funcionales del motor de inducción trifásico.Consumo, factor de potencia, rendimiento y mecánica. Efecto de los armónicos de campo en la característica mecánica.Efecto del corte de ba-rra del rotor en la característica mecánica. Frenado del motor de inducción trifásico.Métodos por inversión de marcha, funciona-miento en régimen de generador e inyección de corriente continua. Empleo de frenos electromagnéticos.
26.- Control de la velocidad de los motores de inducción trifásicos. Modificación del número de polos.Tipos de devanados de polos conmutables. Control por regulación de la frecuencia. Regulación de la velocidad aplicando tensión al rotor.Efecto sobre el factor de potencia. Control de la velocidad empleando acoplamientos inductivos. Métodos de puesta en marcha de los motores de inducción trifásicos.Arranque directo y a tensión reducida.Efecto del diseño de la jaula rotórica.Empleo de reóstatos de arran-que.

Unidad 3: Máquina sincrónica trifásica

31.- Aspectos constructivos de las máquinas sincrónicas trifásicas.Tipos de rotor liso y de polos salientes.Comparación de velocidades, dimensiones y potencias. Sistemas de refrigeración para turboalternadores y para alternadores hidráulicos. Sistemas de excitación usuales con y sin escobillas.
32.- Análisis funcional de las máquinas de rotor liso.Efecto de la reacción de armadura en función del factor de potencia.Subexcitación y sobre-excitación.Casos motor y genera-dor. Características en vacío y en cortocircuito.Interpretación según Potier.Trazado y empleo del triángulo de Potier. Interpretación del funcionamiento aplicando el concepto de reactancia sincrónica.Efecto de la saturación.
33.- Características en servicio del generador sincrónico. Potencia y cupla en función del ángulo de carga.Criterio de estabilidad. Característica exterior y de regulación.Cálculo de la regulación por el método de Potier y por reactancia sincrónica.
34.- Motor sincrónico trifásico. Métodos de arranque.Resistencia de descarga.Nociones sobre penduleo.Característica en “V”. Regulación del factor de potencia.Concepto de compensador sincrónico. Motor sincrónico monofásico.Motor de reluctancia.Motor de histéresis.Aspectos construc-tivos y características funcionales.Aplicaciones.
35.- Paralelo de generadores sincrónicos.Condiciones para efectuar la puesta en parale-lo.Métodos clásicos empleando lámparas.Lámparas encendidas y lámparas apaga-das.Uso del sincronoscopio Funcionamiento en paralelo de dos generadores.Reparto de potencias activa y reactiva. Funcionamiento en paralelo con una red de potencia infinita.Trazado del diagrama bicir-cular y determinación del área de trabajo.
36.- Análisis funcional de las máquinas sincrónicas trifásicas con rotor de polos salien-tes.Interpretación de la reacción de armadura según la teoría de los dos ejes.Concepto de reactancias longitudinal y transvesal. Potencia y cupla en máquinas de polos salientes. Trazado de diagramas vectoriales.Determinación experimental de reactancias.

Unidad 4: Máquinas de corriente alterna monofásica y a colector

41.- Límites de potencia de los motores de corriente alterna monofásica.Concepto de motores fraccionales y subfraccionales Empleo de motores de inducción trifásicos con corriente alterna monofásica. Puesta en marcha de motores de inducción monofásicos.Empleo de campo bifásico imperfecto.Empleo de polos sombreados.
42.- Motores de corriente alterna monofásica a colector : fuerza electromotriz inducida y cupla. Motor serie.Características funcionales, conmutación, regulación de velocidad, uso universal. Motores del tipo a repulsión.Sistema Thompson y sistema Deri.Tipos especiales de colectores.