Clave 113164

Nivel Licenciatura Unidad de enseñanza-aprendizaje

Máquinas Eléctricas III

Horas teoría 3.0

Horas práctica 0.0 Créditos 6.0 Seriación 113163

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Departamento de Energía

Fecha de aprobación: 26 AGOSTO 2010

PROGRAMA ANALÍTICO

F I M M Q í n e e u s d c t í i u á a m c s n I i a t i ú c

r c r a i a

I

a 9 i c a

OBLIGATORIA

Tronco General

Tronco Básico Profesional

Área de Concentración

OPTATIVA

General

de Área de Concentración

Otros

TRIMESTRE Observaciones

L i c e n c i a t u r a

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9 e n i e r í a

A m b i e n t a I

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C o m p u t a c i ó n

E I é c t r i c a

E I e c t r ó n i c a

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OBJETIVOS:

Resolver problemas de máquinas síncronas en estado dinámico utilizando la teoría de los dos ejes.

CONTENIDO SINTÉTICO:

Máquina síncrona en estado dinámico: Descripción física de los elementos dinámicos del rotor. Ondas de fuerza magnetomotriz. Descripción matemática de la máquina síncrona: Inductancias mutuas y propias, ecuaciones de eslabonamiento de flujo, voltaje y par. La transformación dcp0. Interpretación física de la transformación.

Representación en por unidad. Circuitos equivalentes para los ejes d y d.

Características del comportamiento transitorio de la máquina síncrona. Saturación magnética. Introducción a los parámetros fundamentales y estándar de la máquina síncrona. Representación de la máquina síncrona en estudios de estabilidad.

TEMA 1. Máquina síncrona en estado dinámico

OBJETIVOS ESPECÍFICOS:

• Describir los circuitos de la máquina síncrona cuando prevalecen las condiciones transitorias.

• Describir el modelo matemático de la máquina síncrona.

• Analizar y aplicar la transformación dq0.

CONTENIDO:

1.1 Descripción física de los elementos de la máquina síncrona 1.1.1 Descripción física de los elementos dinámicos del rotor. 1.1.2 Armadura. 1.1.3 Máquinas con múltiples pares de polos. 1.1.4. Ondas de fuerza magnetomotriz. 1.2. Descripción (modelo) matemática de la máquina síncrona. 1.2.1 Inductancias mutuas y propias. 1.2.2 Ecuaciones de eslabonamiento de flujo, voltaje y par. 1.3. La transformación dq0. 1.4. Interpretación física de la transformación.

REFERENCIAS:

1,3,6

HORAS DE CLASE:

7.5

OBSERVACIONES:

PRESENTACIÓN TEÓRICA EN PIZARRÓN Y CON APOYOS AUDIOVISUALES, TAREAS EN MATLAB.

TEMA 2. Representación en por unidad

OBJETIVOS ESPECÍFICOS:

• Definir y analizar la representación en por unidad en máquinas síncronas.

• Describir los circuitos equivalentes

CONTENIDO:

2.1. Representación en por unidad. 2.1.1 Sistema en por unidad para las cantidades del estator. 2.1.2 Ecuaciones de voltaje en por unidad del estator. 2.1.3 Ecuaciones de voltaje en por unidad del rotor. 2.1.4 Ecuaciones de eslabonamiento de flujo en el estator. 2.1.5 Ecuaciones de eslabonamiento de flujo en el rotor. 2.1.6 Sistema en por unidad para el rotor. 2.1.7 Potencia y par en por unidad. 2.2. Circuitos equivalentes para los ejes d y q.

REFERENCIAS:

1,3

HORAS DE CLASE:

6.0

OBSERVACIONES: PRESENTACIÓN TEÓRICA EN PIZARRÓN Y CON APOYOS AUDIOVISUALES

TEMA 3. Características del comportamiento transitorio de la máquina síncrona

OBJETIVOS ESPECÍFICOS:

• Analizar el comportamiento transitorio en máquinas síncronas.

CONTENIDO:

3.1 Corriente de cortocircuito en un circuito RLC. 3.2 Corriente trifásica en las terminales de una máquina síncrona. 3.3 Eliminación de la componente de corriente DC en un cortocircuito.

REFERENCIAS:

1,3

HORAS DE CLASE:

3.0

OBSERVACIONES: PRESENTACIÓN TEÓRICA EN PIZARRÓN Y CON APOYOS AUDIOVISUALES

TEMA 4. Saturación magnética

OBJETIVOS ESPECÍFICOS:

• Obtener el modelo de saturación de la máquina síncrona para estudios de estabilidad transitoria.

CONTENIDO:

4.1 Características de circuito abierto y cortocircuito. 4.2 Representación de la saturación en estudios de estabilidad. 4.3 Modelado de la saturación.

REFERENCIAS:

1,3

HORAS DE CLASE:

3.0

OBSERVACIONES: PRESENTACIÓN TEÓRICA EN PIZARRÓN Y CON APOYOS AUDIOVISUALES

TEMA 5. Introducción a los parámetros fundamentales y estándar de la máquina síncrona

OBJETIVOS ESPECÍFICOS:

• Determinar los parámetros de la máquina síncrona.

CONTENIDO:

5.1. Parámetros operacionales. 5.2. Parámetros estándar. 5.3 Características de respuesta en frecuencia. 5.4 Determinación de los parámetros de la máquina síncrona.

REFERENCIAS:

1,6

HORAS DE CLASE:

4.5

OBSERVACIONES: PRESENTACIÓN TEÓRICA EN PIZARRÓN Y CON APOYOS AUDIOVISUALES, TAREAS EN MATLAB.

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TEMA 6. Representaciones de la máquina síncrona en estudios de estabilidad

OBJETIVOS ESPECÍFICOS:

• Obtener modelos de la máquina síncrona para estudios de estabilidad transitoria.

CONTENIDO:

6.1. Simplificaciones para estudios a gran escala. 6.1.1 Despreciar los flujos transitorios del estator. 6.1.2 Despreciar el efecto de las variaciones de velocidad sobre los voltajes del estator. 6.2 Simplificar el modelo despreciando el amortiguamiento. 6.3 Modelo con enlace de flujo constante. 6.3.1 Modelo clásico. 6.3.2 Modelo con enlace de flujo constante incluyendo el efecto de los circuitos subtransitorios. 6.4 Curvas de capacidad reactiva. 6.5 Curvas V y curvas compuestas.

REFERENCIAS:

1,3

HORAS DE CLASE:

4.5

OBSERVACIONES: PRESENTACIÓN TEÓRICA EN PIZARRÓN Y CON APOYOS AUDIOVISUALES

MODALIDADES DE CONDUCCIÓN DEL PROCESO DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE

Exposición oral y tareas.

INFORMACIÓN ADICIONAL

Incluir tareas con matlab.

MODALIDADES DE EVALUACIÓN Evaluaciones periódicas consistentes en la resolución de problemas y/o preguntas conceptuales. Evaluación Terminal consistente en la resolución de problemas, global y/o preguntas conceptuales. Admite evaluación de recuperación. No requiere inscripción previa.

INFORMACIÓN ADICIONAL

BIBLIOGRAFÍA NECESARIA O RECOMENDABLE

1. P. Kundur, "Power system stability and control", Mc Graw Hill, 1994. 2. P. C. Krause and O.Wasynczuk, "Electromagnetical Motion Devices", Mc Graw Hill, 1989. 3. E. Fitgerald, C.Kingsley y S. D. Umans, "Máquinas eléctricas," Mc Graw Hill, 5' edición,

1992 4. B. Gray,"Máquinas Eléctricas y sistemas accionadores" Alfaomega, 1993 5. S. J. Chapman, "Máquinas Eléctricas" Mc Graw Hill, 3' edición, 2000 6. J. J. Cathey, "Máquinas Eléctricas: Análisis y diseño aplicando Matlab", Mc Graw Hill,

2001.

BIBLIOGRAFÍA ADICIONAL

Este programa analítico fue elaborado por una comisión académica del Departamento de Energía integrada por los profesores: Campero Littlewood Eduardo, Escarela Pérez Rafael, Hernández Anaya Octavio, López Jasso Jaime, López García Rivera Salamanca Carlos Alberto, Zekkour Zekkour Ahmed.

Visto bueno

Director de División Dr. Emilio Sordo Zabay Dr. Rafael Escarela Pérez