Profesores

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 electromecánicos. 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 tecnológica 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.

Tema 2: El transformador monofásico de potencia: Constitución, aspectos
constructivos y funcionamiento. Circuito equivalente y ensayos.

Tema 3: El transformador monofásico en servicio.

Tema 4: El autotransformador y los transformadores de medida.

Tema 5: Transformación trifásica: Tranformadores trifasicos,
autotransformador trifásico y transformadores con tres
arrollamientos.

Tema 6: Principios de las máquinas eléctricas rotativas. Motores.
Generadores.

TEMA 7: Máquinas asíncronas o de inducción. Aspectos constructivos,
funcionamiento y clasificación. Circuito equivalente. Balance de
potencias. Ensayos.

TEMA 8: Máquinas asíncronas o de inducción. Regímenes de funcionamiento y
características mecánicas. Diagrama del circulo.

TEMA 9: La máquina de inducción en servicio. Arranque, inversión del
sentido de giro y frenado. Regulación de la velocidad.

TEMA 10:El motor de inducción monofásico y las máquinas de inducción en
regímenes especiales.

Actividades

SIN DOCENCIA OFERTADA; Y, POR TANTO, SIN ACTIVIDADES REGLADAS, SALVO EL
EXAMEN FINAL Y LAS TUTORIAS INDIVIDUALES.

Durante el desarrollo de la asignatura, en la parte de laboratorio, que era
obligatorio para todos los alumnos matriculados, se realizaban unas
prácticas,que consistían 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 identificaban 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 realizaba las prácticas de laboratorio según un guión que
previamente había estudiado pormenorizadamente, antes de su realización;
en el
cual, venía especificado el proceso a seguir en la experimentación de la
máquina
(con vistas a comprobar su comportamiento o deducir su circuito
equivalente) y/u
obtención de ciertas curvas características si así se requiriese.

Cada práctica se realizaba después de la consiguiente teoría y de los
problemas de aplicación que la fundamentan o apoyan. Había 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, podía no realizarse una práctica.

Parte de las actividades a planificar (con un 50% de contenidos teóricos
totales y un 50% de contenidos totales prácticos) eran 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 eran 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" eran superiores a
las 18 horas totales.

Metodología

Se insiste más en la fisiología (funcionamiento) de la máquina que en la
anatomía interna (aspectos constructivos). Se analizaba la máquina
partiendo de fenómenos ligados a magnitudes internas para evolucionar a
aquellas
magnitudes quepueden catalogarse como externas: tensión, corriente,
velocidad y
par (en las que el técnico o ingeniero está interesado). Poniéndose en
evidencia
los equilibrios que gobiernan y estabilizan su funcionamiento.

Como recursos didácticos se utilizaban 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 iban seguidos cada cierto tiempo por problemas de
aplicación, a fin de fijar las ideas y afianzar los conocimientos con
resultados numéricos (cuantitativos). Además de la realización por parte
del
alumno,asistido 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 trataba que el alumno adquiera los
conocimientos necesarios para que pudiera 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 trataba de resolver las
dudas planteadas por los alumnos sobre las clases teóricas y prácticas, o
sobre
las relaciones de problemas que los alumnos debían de realizar.

Distribución de horas de trabajo del alumno

Nº de Horas (indicar total): 133

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

Técnicas Docentes

Tutorias individuales en horario normal, para este fin, del
profesor.

Criterios y Sistemas de Evaluación

El alumno debe 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
obtenidos 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
eléctricas, y saber justificar sus puntos de similitud o de coincidencia
entre ellas.

La asistencia a clase era fundamental para el seguimiento de la materia.
Además,incidía favorablemente en el conocimiento del alumnado con vistas a
su posteriorevaluación. Se exigía, en consecuencia, una asistencia mínima
del 70%
para ser evaluado finalmente; casos excepcionales a esta norma eran
analizados
concienzudamente, uno a uno, al inicio del curso académico. Este requisito
era
extensivo, igualmente, a posibles repetidores.

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

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

La calificación final de la asignatura se obtenía:

* 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 inferiora 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 suponía un suspenso en la
asignatura.

Un aprobado por parciales suponía 1,0 puntos más en la calificación final
de la asignatura, si este aprobado se había conseguido con una
calificación igual
o superior a 5,5 puntos.

Una vez cursada MÁQUINAS ELÉCTRICAS II, podía 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 era preciso, por tanto, examinarse de
nuevo).

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

AHORA, AL NO REALIZARSE UN DESARROLLO Y SEGUIMIENTO DE LA ASIGNATURA
DURANTE EL CURSO ACADÉMICO, LA EVALUACIÓN SE CEÑIRÁ EXCLUSIVAMENTE A UN
EXAMEN FINAL (SEGÚN CALENDARIO OFICIAL APROBADO EN JUNTA DE ESCUELA).

EL EXAMEN FINAL SERÁ TEÓRICO (60%, CONSISTENTE EN TRES O CUATRO PREGUNTAS A
DESARROLLAR) Y PRÁCTICO (40%, CONSISTENTE EN DOS O TRES PROBLEMAS CON
DIFERENTES APARTADOS RELACIONADOS). EL CONOCIMIENTO DE ESQUEMAS DE
CONEXIONADO DE LAS MÁQUINAS EN SÍ Y CON LAS REDES SERÁ MUY IMPORTANTE EN EL
RESULTADO DE LA EVALUACIÓN.

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.