Profesorado

L. CARLOS SÁNCHEZ-CANTALEJO MORELL

Situación

Prerrequisitos

No existen en el plan de estudios.

Contexto dentro de la titulación

La asignatura Máquinas Eléctricas II, 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 I, 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) sobre esta asignatura 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 el momento de impartición de
la asignatura de CENTRALES ELÉCTRICAS. Afecta tanto a MÁQUINAS ELÉCTRICAS II
como a MÁQUINAS ELÉCTRICAS I. Conjuntamente con otros aspectos que me hacen
manifestar que no es apropiado que el desarrollO de la MÁQUINA ASINCRONA O DE
INDUCCIÓN se realice 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 II es una de las asignaturas base sobre la que se
construye la asignatura de Centrales Eléctricas (2º/2º cuatrimestre), y,
también, es el referente para las asignaturas posteriores: 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

Es imprescindible haber cursado previamente la asignatura troncal MÁQUINAS
ELÉCTRICAS I.

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

Esta asignatura, conjuntamente con MÁQUINAS ELÉCTRICAS I, forma parte de la
misma materia troncal; por lo que los objetivos de ambas son los mismos, con
diferentes desarrollos temáticos aunque estrechamente relacionados.

Entre sus objetivos podríamos destacar:

- Estudiar los principios físicos, el funcionamiento y las características cons-
tructivas más destacadas, así como ciertos aspectos relacionados con el di-
seño, con la finalidad de conseguir un correcto conocimiento interno y exter-
no (caja de bornas y placa de características, entre otros) de las máquinas
eléctricas que se estudiarán.

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

- Conocer ciertos motores eléctricos de pequeña potencia, con amplia variedad
de diseños y características, que están disponibles por necesidades espe-
ciales de sus aplicaciones.

- Proporcionar criterios para la selección de máquinas eléctricas.

- Se desarrollará, con cierto grado de  profundidad, la máquina rotativa de
corriente continua (la máquina de construcción más compleja y delicada, pero
en cambio más versátil por sus facilidades de control de velocidad y de par,
en su funcionamiento como motor); así como, la máquina síncrona cuya
aplicación fundamental es en régimen de generador de energía eléctrica en
forma de corriente alterna.

- A su vez, desde el punto de vista industrial, se abordará, igualmente, en
esta parte de la materia troncal, aspectos relacionados con la explotación de
estos tipos de máquinas rotativas desde el enfoque particular de su comporta-
miento, y su incidencia, en el resto del sistema del que forman parte.

- En este último sentido, se incide, en la importancia del generador síncrono
como el elemento clave dentro de las Centrales Eléctricas; así como los es
en los grupos electrógenos de apoyo en los casos de falta del suministro
convencional de energía eléctrica (red aislada).

- Presentar una introducción al cálculo de máquinas eléctricas a través de
aspectos constructivos y de diseño.

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

Programa

TEMA 1: Máquinas rotativas de corriente continua. Aspectos constructivos. Fem
generada en el inducido y sistemas de excitación. Fenómenos en las má-
quinas rotativas de corriente continua.
(6 horas)
TEMA 2: Funcionamiento de la máquina de c.c. como generador y como motor. Cur-
vas características.
(5 horas)
TEMA 3: La máquina de c.c. como motor en servicio. Problemáticas y utiliza-
ciones según el sistema de excitación.
(4 horas)
TEMA 4: Regulación de la velocidad en los motores de c.c.
(3 horas + 1 seminario)
Tema 5: La máquina síncrona: Aspectos constructivos y de funcionamiento.
Diagramas vectoriales y circuito equivalente.
Curvas características. Ensayos.
(7 horas)
Tema 6: Funcionamiento de un generador síncrono en una red.
(4 horas + 1 seminario)
Tema 7: Motor síncrono: Puesta en marcha, características de servicio y
aplicaciones. Regulación de la velocidad.
(4 horas)
TEMA 8: El motor monofásico de colector y máquinas especiales.
(2 horas)
TEMA 9: Cálculo y construcción de máquinas eléctricas. Aspectos destacados.
(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 1: Máquina de c.c. Funcionamiento como generador. Curvas caracterís-
ticas. Autoexcitación. (PARTE I).
PRÁCTICA 2: Máquina de c.c. Funcionamiento como generador. Curvas caracterís-
ticas. Autoexcitación. (PARTE II).
PRÁCTICA 3: Máquina de c.c. Funcionamiento como motor. Arranque, frenado, inver-
sión de sentido de giro y regulación de velocidad.
PRÁCTICA 4: El sistema Ward Leonard y los cuadrantes de funcionamiento.
PRÁCTICA 5: La máquina síncrona. Funcionamiento como generador aislado.
Curvas características.
PRÁCTICA 6: Generador síncrono acoplado a la red. Funcionamiento del motor
síncrono.

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 junio).
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 aprobada MÁQUINAS ELÉCTRICAS I, puede analizarse la posibilidad de
compensar la nota obtenida en MÁQUINAS ELÉCTRICAS II inferior a 5,0 puntos, si
la calificación obtenida en MÁQUINAS ELÉCTRICAS I es superior a 6,0 puntos;
sumándole, entonces, la mitad de ese exceso a la calificación que se obtuvo en
Máquinas Eléctricas II (sería posible, por tanto, no tener que examinarse de
nuevo en la convocatoria siguiente).

Únicamente se guardan parciales para la convocatoria de junio 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. MCGRAW-HILL. 6ª edición. 2008.
- Máquinas Eléctricas. J. Sanz Feito. PRENTICE-HALL. 2002.
- Máquinas síncronas y máquinas de corriente continua.
F. Blázquez, J. Rodríguez, A.M. Alonso y C. Veganzones.
ETSIM-UPM. 2007.
- Teoría de máquinas de c.c. y motores de colector. A.M. Alonso Rodríguez.
Edición UPM-ETSII. 1979.
- Curso moderno de máquinas eléctricas rotativas. M. Cortés Cherta.
EDITORES TÉCNICOS ASOCIADOS. 1990.
- Problemas de Máquinas Eléctricas. J. Fraile Mora y J. Fraile Ardanuy.
MCGRAW-HILL Interamericana. Schaum. 2005.
- Problemas resueltos DE MÁQUINAS ELÉCTRICAS
Ortega/Gómez/Bachiller.THOMSON-PARANINFO. 2008.
- Máquinas eléctricas. Funcionamiento en régimen permanente.
B.N.Miranda/J.M.Suárez. Tórculo Edicións. 4ª edición. 2006.
- Máquinas Eléctricas. Rafael Sanjurjo Navarro. MCGRAW-HILL. 1993.
- Máquinas Eléctricas. Stephen J. Chapman. 4ª edición. MCGRAW-HILL. 2005.
- Máquinas Eléctricas. Fitzgerald/Kingsley/Umans. 6ª edición. 2004
- Máquinas Eléctricas
J.J. Manzano Orrego
THOMSON-PARANINFO. 2008.
- Teoría y cálculo de bobinados eléctricos. J. Rapp. Editor.
- Cálculo Modular de Máquinas Elécricas. Manual práctico. J. Corrales Martín.
Ediciones MARCOMBO. 1994.
- Máquinas eléctricas. Análisis y diseño aplicando Matlab.
J.J.Cathey. McGraw-Hill. 2003.