Profesorado

L. Carlos Sánchez-Cantalejo Morell

Situación

Prerrequisitos

No existen en el plan de estudios.

Contexto dentro de la titulación

La asignatura Máquinas Eléctricas I, objeto de esta Planificación Docente, es
de carácter troncal y constituye una de las asignaturas específicas de la
especialidad de Electricidad. Conjuntamente con la asignatura Máquinas
Eléctricas II, forma parte de la materia troncal MÁQUINAS ELÉCTRICAS (Real
Decreto 1402/1992 sobre directrices generales propias de la titulación
y Real decreto 50/1995 sobre la modificación del anterior, en lo referente a
la denominación del título universitario; BOEs de 22-12-1992 y 04-02-1995,
respectivamente).

Por sus contenidos, de acuerdo con los descriptores de BOE, esta asignatura se
encuentra integrada en el bloque de materias que aportan los contenidos
tecnológicos de la especialidad. La asignatura, que, como se ha informado,
forma parte de la material troncal MÁQUINAS ELÉCTRICAS, fijará los cimientos
para poder comprender y adquirir posteriores conocimientos en asignaturas
específicas.

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-- Importa destacar aquí, que parte de la información a desarrollar (contexto
dentro de la titulación y objetivos) que sobre esta asignatura se diga se hará
para salvar "un escollo", debido a que los descriptores que aparecen en el BOE
(Resolución de 8 marzo de 2002 de la Universidad de Cádiz, BOE DE 3 de abril)
no cumplen las directrices generales comunes de los planes de estudios, en lo
referente al desdoblamiento de las materias troncales en asignaturas; no
ajustándose a los contenidos de las enseñanzas. Además de ser los descriptores
gramaticalmente incorrectos, y no tener en cuenta que posteriormente se ha de
impartir la asignatura de CENTRALES ELÉCTRICAS. Afecta tanto a MÁQUINAS
ELÉCTRICAS I como a MÁQUINAS ELÉCTRICAS II. Conjuntamente con otros aspectos
que me hacen manifestar que no es apropiado el desarrollo de la MÁQUINA
ASINCRONA O DE INDUCCIÓN en la asignatura de MÁQUINAS ELÉCTRICAS I, sino que
debería serlo en MÁQUINAS ELECTRICAS II. Lo contrario surge con la MÁQUINA
SÍNCRONA --
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Máquinas Eléctricas I, es la asignatura base sobre la que se construye la
asignatura de continuación: Máquinas Eléctricas II (2º/2ºcuatrimestre), y las
asignaturas posteriores: Centrales Eléctricas (2º/2º cuatrimestre), Diseño y
Ensayo de Máquinas Eléctricas (3º/1er cuatrimestre), Instalaciones Eléctricas
I y II (3º), Transporte y Distribución de Energía Eléctrica I y II (3º),
Accionamientos Eléctricos y Eléctrónicos (3º/2º cuatrimestre), y Generación
Eléctrica mediante Energías Renovables (3º).

Recomendaciones

Se requiere que el alumnado posea conocimientos previos asentados de análisis
de circuitos eléctricos (monofásicos y trifásicos) y circuitos magnéticos, de
electromagnetismo y de materiales eléctricos y magnéticos; así como, que esté
algo familiarizado con las técnicas y los aparatos de medidas de magnitudes
electricas, y tenga, a su vez, conocimientos de mecánica, porque se
estudiarán, entre otros, los convertidores mecánico-eléctricos y los electro-
mecánicos. A tal efecto, se sugiere haber cursado previamente las materias
troncales, denominadas: "Fundamentos Físicos de la Ingeniería (Física I y
Física II)", "Fundamentos Mátemáticos de la Ingeniería (Algebra y
Cálculo)", "Materiales Eléctricos y Magnéticos" y "Circuitos I (parte de la
materia troncal "Circuitos")". Aunque también se recomienda haber cursado,
aunque en menor grado, la asignatura obligatoria de Universidad "Ampliación de
Mátemáticas", y estar cursando o haber cursado "Circutos II (la otra parte de
la materia troncal "Circuitos")".

Competencias

Competencias transversales/genéricas

- Capacidad de análisis y de síntesis.
- Adaptación a nuevas situaciones.
- Motivación por la calidad y mejora continua.
- Conocimientos de informática.
- Resolución de problemas.
- Capacidad de aplicar los conocimientos en la práctica.

Competencias específicas

• Cognitivas(Saber):

  - Conocimientos de tecnología, componentes y materiales.
  - Conocimientos de lengua extranjera (por la documentación empleada)
  - Conocimientos básicos de la profesión.
  

• Procedimentales/Instrumentales(Saber hacer):

  - Conocimientos de informática.
  - Capacidad de gestión de la información.
  - Métodos de diseño.
  

• Actitudinales:

  - Mostrar actitud crítica y responsable.
  - Toma de decisiones.
  - Sensibilidad por temas medioambientales.
  - Valorar el aprendizaje autónomo.
  

Objetivos

- Estudiar los principios físicos, el funcionamiento y las características
constructivas más destacadas, así como ciertos aspectos relacionados con el
diseño, con la finalidad de conseguir un correcto conocimiento interno y
externo (caja de bornas y placa de características, entre otros) de las
máquinas eléctricas que se estudiarán.

- Mostrar y justificar los campos de aplicación de los diferentes tipos de
máquinas eléctricas, en aras de establecer sus posibilidades de utilización.

- Comprender el papel fundamental que desempeñan las máquinas eléctricas de
potencia como convertidores de energía en la industria actual, las
cuales intervienen de forma decisiva en la amplia utilización de la energía
eléctrica: como la más interesante forma intermedia de energía.

- Proporcionar criterios para la selección de máquinas eléctricas.

- Se desarrollará, exhaustivamente, el transformador (al ser la máquina de
construcción más simple y de principios más básicos) y la máquina asíncrona o
de inducción (máquina de construcción más compleja, al ser rotativa, pero en
cambio más rica en conceptos por las ideas puestas en juego durante su estudio).

- A su vez, desde un punto de vista marcadamente industrial, se abordará,
igualmente, en esta parte de la materia troncal, las máquinas eléctricas de
potencia con una visión relacionada con el transporte, distribución y
utilización de la energía eléctrica.

- En primer lugar, el énfasis se le dará al estudio del transformador como
máquina independiente, al ser una de las máquinas que tiene mayor importancia
(son imprescindibles) en las instalaciones receptoras de energía eléctrica.

- A continuación, se buscará que se comprenda el papel fundamental que
desempeña el motor eléctrico de corriente alterna más destacado (el motor
trifásico de inducción): por el número de unidades, de diferentes potencias,
instaladas; cuya aplicación fundamental es como convertidor de energía
eléctrica en energía mecánica en la industria actual (en realidad, en nuestra
civilización tecnológíca de uso intensivo de la energía); el cual interviene,
con múltiples cometidos, en las distintas fases de la mayoría de los procesos
productivos.



- Siempre se tendrá en cuenta la existencia de asignaturas de continuación,
que incidirán en aspectos específicos de estas máquinas en servicio o en su
diseño. Por lo que se establecerán unos límites en el desarrollo de ciertos
temas.

Programa

Tema 1: Aspectos generales de las máquinas eléctricas.
(3 horas)
Tema 2: El transformador monofásico de potencia: Constitución, aspectos
constructivos y funcionamiento. Circuito equivalente y ensayos.
(5 horas)
Tema 3: El transformador monofásico en servicio.
(4 horas)
Tema 4: El autotransformador y los transformadores de medida.
(3 horas)
Tema 5: Transformación trifásica: Tranformadores trifasicos,
autotransformador trifásico y transformadores con tres arrollamientos.
(5 horas+ 1 seminario)
Tema 6: Principios de las máquinas eléctricas rotativas. Motores. Generadores.
(3 horas)
TEMA 7: Máquinas asíncronas o de inducción. Aspectos constructivos, funciona-
miento y clasificación. Circuito equivalente. Balance de potencias.
Ensayos.
(5 horas)
TEMA 8: Máquinas asíncronas o de inducción. Regímenes de funcionamiento y carac-
terísticas mecánicas. Diagrama del circulo.
(4 horas)
TEMA 9: La máquina de inducción en servicio. Arranque, inversión del sentido de
giro y frenado. Regulación de la velocidad.
(3 horas + 1 seminario)
TEMA 10:El motor de inducción monofásico y las máquinas de inducción en regí-
menes especiales.
(3 horas)

Actividades

Durante el desarrollo de la asignatura, en la parte de laboratorio, que es
obligatoria para todos los alumnos matriculados, se realizarán unas prácticas,
que consistirán en:

- realización del cableado de distintos circuitos constitutivos
- el manejo de toda la instrumentación de medida apropiada
- la experimentación de las máquinas en estudio (según temario)
- y el uso de la correspondiente aparamenta de maniobra y protección.

Estas prácticas se identificarán por los siguientes, o similares, títulos:

PRÁCTICA 0:
De primer contacto con las características de la instalación eléctrica, los
instrumentos de medida, los módulos de carga y las bancadas del laboratorio de
máquinas eléctricas. Montajes experimentales y mediciones varias.

PRÁCTICA 1:
Transformadores monofásicos de potencia, de tensión e intensidad.
Autotransformador monofásico. Características de funcionamiento y ensayos.
PARTE I.

PRÁCTICA 2:
Transformadores monofásicos de potencia, de tensión e intensidad.
Autotransformador monofásico. Características de funcionamiento y ensayos.
PARTE II.

PRÁCTICA 3:
Transformadores trifásicos e índice horario. Comportamiento ante distintos
tipos de cargas. Transformación de sistemas trifásicos.

PRÁCTICA 4:
La máquina de inducción. Tipos y comportamiento.

PRÁCTICA 5:
Ensayos de la máquina de inducción.

PRÁCTICA 6:
La máquina de inducción en servicio: Arranque, frenado, inversión del sentido
de giro y regulación de la velocidad.


El alumno realizará las prácticas de laboratorio según un guión que previamente
habrá estudiado pormenorizadamente, antes de su realización; en el cual, vendrá
especificado el proceso a seguir en la experimentación de la máquina (con vis-
tas a comprobar su comportamiento o deducir su circuito equivalente) y/u obten-
ción de ciertas curvas características si así se requiriese.

Cada práctica se realizará después de la consiguiente teoría y de los problemas
de aplicación que la fundamentan o apoyan. Habrá un seguimiento
individualizado, durante cada una de las prácticas, del avance en la
adquisición de conocimiento del alumno. Como máximo, por motivos justificados
por escrito por el alumno afectado, podrá no realizarse una práctica.

Parte de las actividades a planificar (con un 50% de contenidos teóricos
totales y un 50% de contenidos totales prácticos) serán con presencia del
profesor, clasificándose en:

- Clases de teoría.
- Clases prácticas de problemas.
- Exposiciones o seminarios.
- Resolución en clase de problemas asignados (a un grupo o a un alumno).
- Clases prácticas (conjuntas o por grupos) en los laboratorios.
- Tutorías colectivas.
- Tutorías individuales.
- Realización de exámenes (parciales y final).

y otras actividades serán sin la presencia del profesor, tales como:

- Estudio de teoría.
- Estudio de las partes prácticas de la asignatura.
- Busqueda de información complementaria para afianzar conocimientos.
- Realización y entrega de problemas:
- propuestos por el profesor
- elaborados por el alumno
- Preparación de la documentación a entregar en las actividades que se realicen.

En ningún caso las "actividades académicas dirigidas" podrán ser superiores a
las 18 horas totales.

Metodología

Se insiste más en la fisiología (funcionamiento) de la máquina que en la ana-
tomía interna (aspectos constructivos). Se analiza la máquina partiendo de fenó-
menos ligados a magnitudes internas para evolucionar a aquellas magnitudes que
pueden catalogarse como externas: tensión, corriente, velocidad y par (en las
que el técnico o ingeniero está interesado). Poniéndose en evidencia los equi-
librios que gobiernan y estabilizan su funcionamiento.

Como recursos didácticos se utilizarán la pizarra y el retroproyector o el
cañón de proyección. Fundamentalmente la pizarra, por permitir un desarrollo
más pausado y donde se observan más detalladamente todos los procesos seguidos
en las justificaciones; no obstante, el uso del cañon de proyección permitirá
un desarrollo más rápido cuando éste sea conveniente, y, por supuesto, siempre
que haya figuras o gráficos de difícil representación.

Los desarrollos teóricos irán seguidos cada cierto tiempo por problemas de apli-
cación, a fin de fijar las ideas y afianzar los conocimientos con resultados
numéricos (cuantitativos). Además de la realización por parte del alumno, asis-
tido por el profesor, de las correspondientes prácticas de laboratorio, para el
estudio y ensayo de las máquinas disponibles para estos menesteres.

En las clases teóricas y prácticas se tratará que el alumno adquiera los
conocimientos necesarios para que pueda llegar a alcanzar los objetivos,
adquirir los conocimientos y competencias reseñadas anteriormente.

La lección magistral se utilizará como medio de ofrecer una visión general y
sistemáticas de los temas, destacando los aspectos más importante de los mismos.

En las tutorías (colectivas e individuales) se tratará de resolver las dudas
planteadas por los alumnos sobre las clases teóricas y prácticas, o sobre las
relaciones de problemas que los alumnos deben de realizar.

Distribución de horas de trabajo del alumno/a

Nº de Horas (indicar total): 133

• Clases Teóricas: 28  
• Clases Prácticas: 22  
• Exposiciones y Seminarios: 4  
• Tutorías Especializadas (presenciales o virtuales):
  • Colectivas: 2  
  • Individules: 1  
• Realización de Actividades Académicas Dirigidas:
  • Con presencia del profesorado: 4  
  • Sin presencia del profesorado: 3  
• Otro Trabajo Personal Autónomo:
  • Horas de estudio: 45  
  • Preparación de Trabajo Personal: 16  
  • ...
     
• Realización de Exámenes:
  • Examen escrito: 8  
  • Exámenes orales (control del Trabajo Personal):  

Técnicas Docentes

Aula virtual.

Criterios y Sistemas de Evaluación

El alumno deberá conocer, en esencia, lo siguiente:

- Los principios físicos y de funcionamiento, las características, los aspectos
de diseño y las aplicaciones de las diferentes clases de máquinas eléctricas
estudiadas.
- Los procedimientos de obtención de los distintos parámetros de los circuitos
equivalentes y sus formas aproximada y simplificada.
- Órdenes de magnitudes, contrastados a través de los resultados numéricos obte-
nidos analíticamente o experimentalmente.
- El correcto conexionado de las máquinas, y el de su aparamenta de maniobra y
protección.
- Saber diferenciar externa e internamente los distintos tipos de máquinas eléc-
tricas, y saber justificar sus puntos de similitud o de coincidencia entre
ellas.

La asistencia a clase es fundamental para el seguimiento de la materia. Además,
incide favorablemente en el conocimiento del alumnado con vistas a su posterior
evaluación. Se exige, en consecuencia, una asistencia mínima del 70% para ser
evaluado finalmente; casos excepcionales a esta norma serán analizados concien-
zudamente, uno a uno, al inicio del curso académico. Este requisito es exten-
sivo, igualmente, a posibles repetidores.

Se realizará un primer examen parcial a mitad del cuatrimestre. El segundo exa-
men parcial coincidirá con el final del cuatrimestre (convocatoria de febrero).
En caso de no presentarse al primer examen parcial o no haberse superado, se
realizará un examen final de toda la materia de la asignatura.

En la calificación final de cada parcial la parte de teoría participará con un
65%, y la parte práctica de problemas lo será con el resto, es decir, el 35%.

La calificación final de la asignatura se obtendrá:

* 70,0%; de la media aritmética de las calificaciones de los examenes
parciales; siempre y cuando, la suma de las calificaciones de los parciales sea
igual o superior a 8,0 puntos; y no haya, entre éstos, una calificación
inferior a 3,5 puntos.
* 17,5%; de la calificación de las prácticas de laboratorio.
* 12.5%, es decir, el resto; se correspondería con la calificación de los
trabajos personales, o en grupos de dos personas, a entregar por los alumnos.

Un no apto en las prácticas de laboratorio supone un suspenso en la asignatura.
Un aprobado por parciales supone 1,0 puntos más en la calificación final de la
asignatura, si este aprobado se ha conseguido con una calificación igual o supe-
rior a 5,5 puntos.

Una vez cursada MÁQUINAS ELÉCTRICAS II, puede analizarse la posibilidad de
compensar la nota obtenida en MÁQUINAS ELÉCTRICAS I inferior a 5,0 puntos, si
la calificación obtenida en MÁQUINAS ELÉCTRICAS II es superior a 6,0 puntos;
sumándole, entonces, la mitad de ese exceso a la calificación que se obtuvo en
Máquinas Eléctricas I (no es preciso, por tanto, examinarse de nuevo).

Únicamente se guardan parciales para la convocatoria de febrero del año en
curso. Se exige, a su vez, el apto en las prácticas de laboratorio realizadas
durante el curso académico para poder presentarse a cualquier examen final.

Recursos Bibliográficos

- "Máquinas Eléctricas". Jesús Fraile Mora. Ed. McGraw-Hill. 6ª edición. 2008.
- "Transformadores de potencia de medida y de protección". E. Ras.
Ed. Marcombo. 7ª edición. 1994.
- "Máquinas Eléctricas". J. Sanz Feito. Ed. Prentice Hall. 2002.
- Tranformadores y máquinas eléctricas asíncronas. Verganzones, Blázquez,
Rodríguez y Alonso. ETSII de Madrid. UPM. 2004.
- Teoría de máquinas de c.a. asíncronas. A.M. Alonso/J. Fraile/L. Serrano.
Edición UPM-ETSII. 1979.
- Electrotecnia. Circuitos magnéticos y transformadores.
X. Alabern Morera
Ediciones de la Universidad Politécnica de Cataluña. 2008.
- "Máquinas Eléctricas". Stephen J. Chapman. 4ª edición. Ed. McGraw-Hill. 2005.
- "Problemas de máquinas eléctricas". Jesús Fraile Mora, Jesús Fraile Ardanuy.
Ed. McGraw-Hill. 2005.
- "Problemas resueltos de máquinas eléctricas". M. Gómez, G. Ortega, A.
Bachiller. Ed. Thomson. 2008.
- Máquinas Eléctricas. Fitzgerald/Kingsley/Umans. 6ª edición. 2004
- Arranque industrial de motores asíncronos. Teoría, cálculo y aplicaciones.
J. M. Merino Azcárraga.
MCGRAW-HILL. 1995
- Máquinas Eléctricas: Funcionamiento en régimen permanente.
B.N.Miranda/J.M. Suarez. Tórculo Edicións. 4ª edición. 2006.
- Máquinas Eléctricas.
J.J. Manzano Orrego
THOMSON-PARANINFO. 2008
- "Máquinas Eléctricas". Rafael Sanjurjo Navarro. Ed. McGraw-Hill. 1993.
- "Curso moderno de máquinas eléctricas rotativas". M. Cortés Cherta. Editores
Técnicos Asociados. 1990.
- Máquinas eléctricas. Análisis y diseño aplicando Matlab.
J.J.Cathey. McGraw-Hill. 2003.