Programación en Matlab (Guias para desarrollar taller)

Actividad

Los siguientes son las guías para desarrollar en clase de  programación en Matlab.
Ademas del formato de presentación de la actividad desarrollada, descargue aquí. 

• Guía_01
• Guía_02
• Guía_03
• Guía_04

Taller Final

Esta actividad consiste en un proyecto de aula, para valorar lo aprendido durante el curso y enfocada en aplicación de el software de Matlab en problemas de Física y circuitos eléctricos.

• Guía_05

 Adicionalmente la información referente a como se evaluara y calificara esta ultima actividad esta en el siguiente link

Máquinas eléctricas II (Tipos de excitación)

Tipos de excitación

Independiente del tipo de rotor, este requiere ser alimentado con una fuente de continua para generar el campo magnético a través de un electroiman producidos por las bobinas que se ubican en el rotor de la máquina sincrona, los tipos de excitación mas comunes son:

• Excitación Independiente: La excitatriz independiente alimenta el rotor a través de un juego de anillos rozantes y escobillas por parte con una fuente de corriente continua externa.

Figura 1. Excitación independiente. Tomada: google.com/images

• Excitatriz principal y excitatriz piloto: Se conecta en el mismo eje, una máquina de corriente continua autoexcitada y se conecta al bobinado de campo de la máquina sincrona, en este caso se pueden presentar dos tipos de circuitos: El primero un bloque de moto-generador de DC para mantener constante la excitación, en un principio el motor ayuda a vencer la inercia del rotor para inyectar la energia mecanica en las aspas del generador sincrono y el segundo un generdor autoexcitado de DC, que suministra una tension constante pero ajustable mediante un divisor de tension .

Figura 2. Excitatriz piloto. Tomada: google.com/images

Figura 3. Excitatriz piloto variación con genererador autoexcitado DC. Tomada: google.com/images

• Electrónica de potencia: directamente, desde la salida trifásica del generador, se rectifica la señal mediante un rectificador controlado, y desde el mismo se alimenta directamente en continua el rotor mediante un juego de contactores (anillos y escobillas). El arranque se efectúa utilizando una fuente auxiliar (batería) hasta conseguir arrancar.

Figura 4. Excitatriz electrónica de potencia. Tomada: google.com/images

• Sin escobillas, o diodos giratorios: la fuente de continua es un rectificador no controlado situado en el mismo rotor (dentro del mismo) alimentado en alterna por un generador situado también en el mismo eje y cuyo bobinado de campo es excitado desde un rectificador controlado que rectifica la señal generada por el giro de unos imanes permanentes situados en el mismo rotor (que constituyen la excitatriz piloto de alterna).

Figura 5. Excitación diodos giratorios. Tomada: google.com/images

• Excitación estática: También llamada excitación por transformador de compoundaje, consiste en que el devanado de campo del rotor es alimentado desde una fuente de alimentación a transformador y rectificadores que toma la tensión y corriente de salida del estator. El transformador, de tipo especial, posee dos devanados primarios, llamados de tensión e intensidad, que se conectan en paralelo y en serie a los bornes de salida del estator. El transformador convierte la tensión de salida a una más baja (30V aprox), que se rectifica y aplica al rotor por medio de escobillas y anillos deslizantes. Es un sistema con autorregulación intrínseca, ya que al tener el bobinado serie, al aumentar el consumo sobre el generador, aumenta el flujo del transformador y por lo tanto aumenta la excitación del generador.

Figura 6. Excitación estática. Tomada: google.com/images

Bibliografía:

[1] Stephen Chapman. Máquinas Eléctricas. Editorial Mc- Graw Hill. 3ra edición. 2003

[2] Téllez Ramírez Eugenio. Maquinas síncronas.

[3] José Sarango Chamba, Tipos de rotores maquinas sincronas, Universidad Politécnica Salesiana

Máquinas eléctricas II (Tipos de rotores)

Tipos de rotor

En general se pueden encontrar en la industria dos tipos de rotor para los generadores sincronas, como lo son:

• Rotor de polos liso o cilíndrico:

Estos rotores se caracterizan por poseer un diámetro pequeño y con una longitud larga, por cual se aprovechar para aplicaciones de alta velocidad con un desgaste mecánico considerable, ademas generalmente se encuentran entre  2 - 4 polos. Su principal fuente de energía es la térmicas (turbinas de gas y vapor), dando su nombre de turbo-generadores. 

 Figura. Rotor de polo liso. Tomada de Alstom

• Rotor de polos salientes:

Estos rotores son presentan un gran diámetro y longitud un pequeña, por esta forma se utilizan para aplicaciones de baja velocidad, donde se presenta un esfuerzo mecánico pequeño, ademas se construyen con muchos polos en general  mayor de 4. Su principal fuente de energía es la hidráulica y diesel, obteniendo el nombre de hidro-generadores y generadores de diesel (Plantas de emergencia).

 Figura. Rotor de polo saliente. Tomada de google.com/images

Bibliografía:

[1] Stephen Chapman. Máquinas Eléctricas. Editorial Mc- Graw Hill. 3ra edición. 2003
[2] Téllez Ramírez Eugenio. Maquinas síncronas.

[3] José Sarango Chamba, Tipos de rotores maquinas sincronas, Universidad Politécnica Salesiana

Máquinas eléctricas II (Campo magnético rotacional)

Campo rotativo de un estator de C.A.

 En el vídeo se presenta un experimento el cual busca ver el comportamiento de un motor de inducción con un rotor poco convencional, como lo es de material ferrofluido. A través de un estaror de un alternador modificado.

Demostración de campo magnético giratorio

En el siguiente se puede apreciar como el campo giratorio de un estator trifásico permite girar varios objetos como una balinera y un rotor casero jaula de artilla.

Forma de Presentar Trabajo Escrito

Trabajo escrito en formato IEEE

• Se debe presentar en la fecha acordada en clase.
• Se presentar escrito a mano con letra legible si es necesario agregar gráficas se pueden pegar o a computador.
• Hojas tamaño carta, minino 1 paginas y un máximo de 7 paginas o en hojas examen.
• Formato IEEE, es un formato a dos columnas.
• Debe contener los siguientes Items (10%):
• Titulo: Nombre del Tema
• Autor: Nombre del autor, código y correo electrónico (opcional)
• Grupo: Grupo al que pertenece
• Asignatura: A la cual debe presentarse
• Resumen (20%): El resumen debe ser claro, suficientemente informativo sobre el trabajo y el tema. No debe contener citas o referencias, debe ser breve y específico.
• Introducción (20%): Debe presentar de manera general el planteamiento del tema,  contexto, los objetivos y el alcance del trabajo.
• Desarrollo del tema (20%): Contenido teórico y/o practico que se encontró sobre el tema, importante citar de donde se tomo la información que se esta mostrando.
• Conclusiones (20%): Dos o tres conclusiones que se puede sacar de realizar este trabajo.
• Bibliografía (10%) (Mínimo 2 referencia) 

Evaluación: se calificara con una nota de 0.0 a 5.0, la ponderación fue descrita anteriormente en porcentaje.

  Ejemplos IEEE:

• Formato IEEE en word
• Formato IEEE en pdf 
• Ejemplo en formato word

Lab. Maq. eléctricas I (Bibliografia Sugerida)

Libros

• Encyclopedia Práctica Aplicada ETE. TOMO 7. Alfred Holtz, Hans Teuchert. Editorial Labor.
• Manual de Laboratorio de Maquinas Eléctricas UIS. Luis Alfonso Diaz N. 
• Máquinas Eléctricas. Stephen J. Chapman. Editorial Mc Graw Hill. 
• Máquinas Eléctricas. Jimmie J. Cathey.  Editorial Mc Graw Hill. 
• Máquinas Eléctricas y Transformadores, Bhag S. Guru. Editorial Oxford.

 Paginas Web 

• TuVeras.com, Máquinas Eléctricas
• Universidad de Cádiz, Transformador Monofásico
• Universidad Tecnológica Nacional, Transformador Trifásico

 Algunos Fabricantes

• ABB, Transformadores
• Weg, Motores Eléctricos
• Schneider-electric, Productos
• Siemens, Productos
  

    

  
  

  Valores de las Cargas Eléctricas

  A continuación el link, donde pueden consultar los valores de las diferentes cargas eléctricas (Resistiva, Inductiva y Capacitiva), utilizadas en el laboratorio de Máquinas Eléctricas para consumir potencia en los diferentes escenarios de pruebas.
  
  Cargas Laboratorio

Lab. Maq. eléctricas I (Máquinas de Corriente Continua)

Máquinas de Corriente Continua

Las máquinas de corriente continua tienen un gran uso como motor, las podemos encontrar en  implementaciones de baja de potencia como son: jugueteria, automóvil (motor limpia brisas, motor de arranque, levanta vidrio, etc..) entre otras.

El uso este tipo de maquina como generador es poco común, ya que si se evalúa el costos de realizar esta implementación frente a otras como los rectificadores, sale mas económica esta ultima siendo una de las razones por las cuales no se utiliza. 

A continuación se presenta un vídeo del  principio de funcionamiento de la maquina de continua tanto como motor como generador.

Ademas de una presentación de la Maquina de Continua 

Guías para las practicas de Motor

 A continuación dejo los enlaces de unas breves guías para las prácticas del laboratorio

•  Medidas Preliminares
• Generador de Excitación Independiente  
• Motor D.C tipo Shunt
• Pérdidas en un motor C.C.

Lab. Maq. eléctricas I (Transformador Trifásico)

 Transformadores Trifásicos 

El principio de funcionamiento del transformador trifásico, sigue siendo el mismo del del transformador monofásico por inducción electromagnética, pero se puede encontrar varios tipos  dependiendo del la aplicación que se requiera.

Resumen:

• Resumen Transformadores Trifásicos

Video del transformador trifásico

 

Guías de Laboratorio 

Práctica No. 5. Medidas preliminares transformador trifásico
Práctica No. 6. Prueba de vacío y de corto circuito en transformador trifásico
Práctica No. 7. Grupo de conexiones en transformadores trifásicos
Práctica No. 8. Rendimiento y regulación en transformadores trifásicos

Lab. Maq. eléctricas I (Transformadores Monofásicos)

Principio de Funcionamiento

El funcionamiento de los transformadores se basa en el fenómeno de la inducción electromagnética, cuya explicación matemática se resume en las ecuaciones de Maxwell.

El siguiente es un video sobre el  principio de funcionamiento de un transformador

Guías de Laboratorio

Practica 1. Medidas Preliminares de un Transformador Monofásico
Práctica 2. Prueba de vacío y corto-circuito en un Transformador Monofásico
Práctica 3. Regulación y Rendimiento en un Transformador Monofásico
Práctica 4. Conexión Serie y Paralelo en Transformadores Monofásico

 

Fabricación de Transformadores Monofásicos

Alguna información adicional para la faccionario de transformadores caseros.

• Fabricación de transformador pequeño 
• Fabricación de transformadores industrial

Lab. Maq. eléctricas I (Normas en Laboratorio)

Normas de Laboratorio de Máquinas Eléctricas

La siguiente presentación, mostrando algunos peligros a los que nos veremos expuestos en el transcurso de la practica, el comportamiento dentro del laboratorio para evitar accidentes. Ademas información adicional sobre la riesgos y la seguridad en el trabajo.

Lab. Maq. eléctricas I (Presentación de Informe)

Considerar para presentar el informe

Se debe presentar a mano con letra legible  y contener los siguientes aspectos:

1. Laboratorio de Máquinas Eléctricas I, U.T.S.
2. Tema: 
3. Grupo:
4. Integrantes:
5. Desarrollo de la practica: 
• Subtitulo donde indique que prueba o medición se realizo para consignar los datos.
• Donde se debe consignar los datos de las mediciones.
• OJO: LOS DATOS DEBEN TENER LAS UNIDADES. 
• Análisis de los datos de ser necesario.
6. Observaciones: Del desarrollo de la practica en base al análisis de los datos que se puede concluir.(mínimo 1)
7. Bibliografía.  
8. Anexo hoja de datos firmado por el profesor

Lab. Maq. eléctricas I (Temática de la Asignatura)

Contenido del Laboratorio

 De manera general se presenta la temática del curso de laboratorio de máquinas eléctricas I, con la siguiente presentación.

 

1. Transformadores Monofásicos

• Generalidades, Funcionamiento, usos y construcción. 
• Medidas Preliminares.
• Prueba de Vació y corto circuito.
• Regulación de tensión. 
• Conexión de transformadores en serie y paralelo.
   

2. Transformadores Trifásicos

• Medidas preliminares
• Esquema de conexiones.
• Grupo de conexiones.
• Conexiones en paralelo.

3. Máquinas Rotativas: Máquinas D.C.

• Principio de funcionamiento.
• Medidas preliminares.
• Maquina de D.C. como generador.
• Maquina de D.C. como motor.