Descripción y contextualización de la asignatura

Las máquinas eléctricas se encuentran presentes en el ejercicio de la profesión de cualquier ingeniero eléctrico, tanto como parte fundamental del sistema eléctrico de potencia, como elemento imprescindible en los nuevos sistemas de generación distribuida. Así, la asignatura "Diseño y Regulación de Máquinas Eléctricas" aborda en profundidad la temática del diseño y regulación de las máquinas eléctricas (máquinas de corriente continua, máquinas de corriente alterna y transformadores) dentro del "Máster en integración de las energías renovables en el sistema eléctrico" impartido por el Departamento de Ingeniería Eléctrica de la Escuela de Ingeniería de Bilbao. Es por ello que está enfocada, por un lado, a completar las bases de los conceptos básicos de este tipo de máquinas eléctricas, así como a desarrollar los conocimientos necesarios para profundizar en el diseño de las mismas.



El objetivo principal de la asignatura es introducir al alumno en el conocimiento del diseño y regulación de las diferentes máquinas eléctricas que pueden ser encontradas en un sistema eléctrico y, más concretamente, en sistemas con generación distribuida, fundamentalmente en lo referido a las máquinas rotativas de corriente alterna y continua. Todo ello, por supuesto, incluyendo las aportaciones fundamentales de algunos de los principales fabricantes de maquinas eléctricas en España y en el mundo.



La asignatura "Diseño y Regulación de Máquinas Eléctricas" no presenta la necesidad de ningún prerrequisito para acceder a la misma.



Además, viene a completar la formación básica en máquinas eléctricas recibida en cursos anteriores de titulaciones de Ingeniería. Concretamente, y en el caso específico de las titulaciones del Grado en Ingeniería en Tecnología Industrial y del Máster en Ingeniería Industrial y, en la Escuela de Ingeniería de Bilbao, complementa las siguientes asignaturas:



- "Análisis y funcionamiento de máquinas eléctricas": asignatura correspondiente a 3º curso del Grado en Ingeniería en Tecnología Industrial, se centra en los aspectos básicos de las máquinas eléctricas, así como en los conceptos básicos de electromagnetismo necesarios para la comprensión de las mismas.

- "Ampliación de máquinas eléctricas": asignatura específica de la Intensificación Eléctrica, correspondiente a 1º curso del Máster en Ingeniería Industrial, profundiza en los aspectos más generales de las máquinas rotativas de corriente alterna y de corriente continua, a la vez que introduce los principales conceptos de los accionamientos para regulación y control de máquinas eléctricas.



De esta forma, la asignatura "Diseño y Regulación de Máquinas Eléctricas" trata de completar la visión global de las máquinas eléctricas junto con las dos últimas asignaturas mencionadas. Al igual que ellas, la presente asignatura se centra fundamentalmente en el diseño de maquinas eléctricas, tanto estáticas como rotativas.



Además de esta asignatura, otras asignaturas del presente "Máster en integración de las energías renovables en el sistema eléctrico" tienen, de alguna u otra manera, relación con la formación en máquinas eléctricas. Entre ellas, se encuentran:



- Generación eólica

- Fundamentos de modelización y simulación en ingeniería eléctrica

- Sistemas de energía eléctrica

- Integración de modelos de dispositivos eléctricos en herramientas de simulación

- Conversores de energía eléctrica aplicados a la generación distribuida

Convocatoria ordinaria: orientaciones y renuncia

Las modalidades de evaluación de la asignatura "Diseño y Regulación de Máquinas Eléctricas" son fundamentalmente 2:



- La realización de un único examen al finalizar el curso. En dicho sistema, la evaluación del examen final se correspondería con el 90% de la nota final y la evaluación de los seminarios monográficos se correspondería con el 10% de la nota final (también mediante evaluación escrita).

- La realización de dos exámenes eliminatorios al finalizar cada uno de los cuatrimestres que conforma el curso académico (o un único examen final), teniendo en cuenta la asistencia a clase y a los seminarios monográficos, así como la realización de un trabajo grupal. En dicho sistema, la evaluación del examen final se correspondería con el 55% de la nota final, la evaluación de los seminarios monográficos se correspondería con el 10% de la nota final y la evaluación de la asistencia y el trabajo grupal se correspondería con el 35% de la nota final. La media entre la puntuación obtenida por la asistencia y aquella obtenida como consecuencia del trabajo grupal se hará mediante una media geométrica.



La elección entre una u otra modalidad de evaluación debe ser realizada al principio de curso por el alumnado y dicha decisión es inamovible para todo el periodo lectivo. Aun así, el alumnado tendrá un periodo de tiempo en el que se le permitirá cambiar de opinión y volver a un sistema de evaluación de examen único. Para ello, el alumnado deberá presentar por escrito al profesorado responsable de la asignatura la renuncia a la evaluación continua, para lo que dispondrán de un plazo de 18 semanas, a contar desde el comienzo del curso, de acuerdo con el calendario académico.



Para aprobar la asignatura se requiere el cumplimiento de 3 requisitos mínimos obligatorios:



- Una nota mínima de 3,5 puntos sobre 10 en el examen oficial final, tanto en la parte teórica como en la parte práctica de dicho examen.

- Aprobar los seminarios monográficos.

- Aprobar el trabajo grupal (en el caso de optar por dicha forma de evaluación).



Asimismo, en caso de obtener una nota en dicho examen final superior o igual a 3,5 pero inferior a 5, la nota máxima que se podrá obtener en la asignatura vendrá limitada de la siguiente forma:



- En caso de obtener una nota superior o igual a 3,5, e inferior a 4, la nota máxima que se podrá obtener en la asignatura es un 5.

- En caso de obtener una nota superior o igual a 4, e inferior a 4,5, la nota máxima que se podrá obtener en la asignatura es un 6.

- En caso de obtener una nota superior o igual a 4,5, e inferior a 5, la nota máxima que se podrá obtener en la asignatura es un 6,5.



Los exámenes serán presenciales, salvo que las condiciones sanitarias no lo permitan, en cuyo caso se realizarán online mediante la herramienta eGela (Cuestionarios).



En el caso de optar por un sistema de evaluación continua, para renunciar a la convocatoria, el alumnado deberá solicitarlo por escrito a la comisión académica del máster, en un plazo no inferior a una semana de la fecha oficial del examen final establecido para dicha convocatoria. Cuando se trate de una única evaluación final, la no presentación a la prueba fijada en la fecha oficial de exámenes supondrá la renuncia automática a la convocatoria correspondiente.



En el caso de que las condiciones sanitarias impidan la realización de una actividad docente y/o evaluación presencial, se activará una modalidad no presencial con el apoyo de la plataforma virtual eGela y de la herramienta Blackboard Collaborate.

Convocatoria extraordinaria: orientaciones y renuncia

Con respecto a la convocatoria extraordinaria, el alumnado tendrá derecho a decidir si quiere conservar las notas obtenidas mediante los instrumentos de evaluación continuada (seminarios monográficos, asistencia a clase y trabajo grupal) utilizados en la convocatoria ordinaria, así como el porcentaje de los mismos respecto a la nota final, o si, por el contrario, desea ser evaluado mediante un examen final por el 100% de la nota. En caso de no haber una decisión firme por parte del alumnado en una fecha a fijar por el profesorado de la asignatura, la evaluación se realizará mediante un examen final por el 100% de la nota. Al igual que en la convocatoria ordinaria, para renunciar a la convocatoria, el alumnado deberá solicitarlo por escrito a la comisión académica del máster, en un plazo no inferior a una semana de la fecha oficial del examen final establecido para dicha convocatoria.



Los exámenes serán presenciales, salvo que las condiciones sanitarias no lo permitan, en cuyo caso se realizarán online mediante la herramienta eGela (Cuestionarios).

Temario

TEMA 1: Introducción a las máquinas eléctricas.



TEMA 2: Conceptos básicos de máquinas síncronas.



TEMA 3: Conceptos básicos de máquinas asíncronas.



TEMA 4: Diseño de bobinados en máquinas rotativas de c.a.



TEMA 5: Diseño de máquinas síncronas.



TEMA 6: Diseño de máquinas asíncronas.



TEMA 7: Armónicos y f.m.m. en máquinas rotativas de c.a.



TEMA 8: Diseño del circuito magnético en máquinas rotativas de c.a.



TEMA 9: Diseño de máquinas rotativas de c.a.: Ejemplos.



TEMA 10: Introducción a los accionamientos eléctricos



TEMA 11: Accionamientos eléctricos de máquinas de c.a.

Bibliografía

Materiales de uso obligatorio

Todo el material docente necesario para seguir la asignatura es facilitado por el profesorado de la asignatura durante el desarrollo del curso, a través del Servicio de Publicaciones de la Escuela de Ingeniería de Bilbao. No existe ningún tipo de bibliografía obligatoria para la preparación de la presente asignatura.







Dentro de este material, se encuentra la normativa que rige la asignatura, el programa de la asignatura y las diapositivas para seguir las clases teóricas y los seminarios monográficos. Además de dicho material docente, regularmente, puede añadirse información en la plataforma eGELA (https://egela.ehu.es/) correspondiente a esta asignatura, con el fin de complementar y profundizar en los aspectos desarrollados durante los diferentes bloques temáticos.







Conviene mencionar que, el material docente facilitado constituye únicamente una guía para seguir las clases y, en ningún caso, supone el único contenido por el cual el alumno será evaluado mediante examen.

Bibliografía básica

[1] G. Buigues, V. Valverde, «Diapositivas de la asignatura», 2012.

[2] J. Fraile Mora, «Máquinas eléctricas», Mc-Graw Hill, 6ª Ed., 2008

[3] J. Mazón, J.F. Miñambres, M.A. Zorrozua, G. Buigues, V. Valverde, «Guía de autoaprendizaje de máquinas eléctricas», Pearson Prentice Hall, 2008

[4] J. Sanz Feito, «Máquinas eléctricas», Pearson Prentice Hall, 2004

[5] S.J. Chapman, «Electric Machinery Fundamentals», McGraw Hill, 4ª Ed., 2005

[6] M.H. Giménez, J. Riera, A. Vidaurre, «Fundamentos electromagnéticos de la ingeniería», Universidad Politécnica de Valencia, 2007

[7] E. Ras, «Transformadores de potencia, de medida y de protección», Marcombo, 7ª Ed, 1998

[8] M.E. El-Hawary, «Principles of electric machines with power electronic applications», John Wiley & Sons, 2ª Ed., 2002

[9] Khaligh, O.C. Onar, «Energy Harvesting. Solar, Wind, and Ocean Energy Conversion Systems», CRC Press, 2010

[10] L. Freris, D. Infield, «Renewable energy in power systems», John Wiley & Sons, 2008

[11] V.K. Mehta, R. Mehta, «Principles of electrical machines», Chand, 2006

[12] B.S. Guru, H.R. Hiziroglu, «Electric machinery and transformers», Oxford University Press, 3ª Ed., 2001

[13] T. Wildi, «Electrical machines, drives and power systems», Prentice Hall, 5ª Ed, 2002

[14] S. Nasar, «Electric machines and electromechanics», Schaum¿s Outline Series, McGraw-Hill, 1998

[15] M. Cortes, «Curso moderno de máquinas eléctricas rotativas ¿ Tomo IV. Máquinas síncronas y motores c.a. de colector», Editores Técnicos Asociados, 1977

[16] M. Cortes, «Curso moderno de máquinas eléctricas rotativas ¿ Tomo III. Máquinas de corriente alterna asíncronas», Editores Técnicos Asociados, 1974

[17] A.E. Fitzgerald, C. Kingsley Jr., S.D. Umans, «Electric Machinery», McGraw-Hill, 6º Ed., 2003

[18] J.L. Rodríguez, J.C. Burgos, S. Arnalte, «Sistemas eólicos de producción de energía eléctrica», Editorial Rueda, 2003

[19] T. Ackermann, «Wind power in power systems», John Wiley & Sons, 2005

[20] F. Vargas-Machuca, «Máquinas eléctricas rotativas», Megaprint Ediciones, 1990

[21] J.J. Manzano, «Mantenimiento de máquinas eléctricas», Paraninfo, 5ª Ed., 2004

Bibliografía de profundización

[1] «Materiales electrotécnicos», Enciclopedia CEAC de Electricidad, CEAC, 6ª Ed., 1998



[2] Boldea, «Synchronous generators», CRC Press, 2006



[3] G. Klempner, I. Kerszenbaum, «Operation and maintenance of large turbo-generators», John Wiley & Sons, 2004



[4] J. Pyrhönen, T. Jokinen, V. Hrabovcová, «Design of rotating electrical machines», John Wiley & Sons, 2009



[5] J. Rapp, «Teoría y cálculo de los bobinados eléctricos», J. Rapp, 1983



[6] M. Fernández, M. García, G. Alonso, J.M. Cano, J. Solares, «Técnicas para el mantenimiento y diagnóstico de máquinas eléctricas rotativas», ABB/Marcombo, 1998



[7] G.C. Stone, E.A. Boulter, I. Culbert, H.Dhirani, «Electrical insulation for rotating machines», John Wiley & Sons, 2004



[8] F. Martínez, «Reparación y bobinado de motores eléctricos», Paraninfo, 2008



[9] K.G. Upadhyay, «Design of electrical machines», New Age International Publishers, 2008



[10] O. Marcos, J.C. Sánchez, V. Trigo, «Mantenimiento de máquinas eléctricas», Editex, 2001



[11] A. Shanmugasundaram, G. Gangadharan, R. Palani, «Electrical machines design data book», New Age International Publishers, 1979



[12] F.J. Maganto, «Devanados de máquinas eléctricas (teoría y problemas) », Edición personal, 2008



[13] J. Ramirez, «101 Esquemas de bobinados de corriente continua», CEAC, 3ª Ed., 1990



[14] J. Ramirez, «101 Esquemas de bobinados de corriente alterna», CEAC, 4ª Ed., 1991

Enlaces

[1] Engineering Village (http://www.engineeringvillage.com)



[2] IEEExplore (http://ieeexplore.ieee.org)



[3] Science Direct (http://www.sciencedirect.com)



[4] Cigré (http://www.cigre.org)