Guía  docente  de  la  asignatura    

Control  de  Máquinas  y    

Accionamientos  Eléctricos    

 

 

 

Titulación:  Grado  Ingeniero  Eléctrico  

Curso  2012-­‐2013  

 

Guía  Docente  1.   Datos  de  la  asignatura    

Nombre   Control  de  Máquinas  y  Accionamientos  Eléctricos  

Materia   Control  de  Máquinas  y  Accionamientos  Eléctricos  

Módulo   Materias  Específicas  

Código   506103007  

Titulación/es   Grado  Ingeniero  Eléctrico  

Plan  de  estudios   2009  

Centro   Escuela  Técnica  Superior  de  Ingeniería  Industrial  

Tipo   Obligatoria  

Periodo  lectivo   Cuatrimestral  (C2)   Curso   Tercero  

Idioma     Español  

ECTS   4,5   Horas  /  ECTS   30   Carga  total  de  trabajo  (horas)   135  

Horario  clases  teoría   Lunes  12:10  a  13  Martes  9  a  10:50  

Aula    

Horario  clases  prácticas   Martes  18:10  a  20   Lugar   Laboratorios  

 2.   Datos  del  profesorado    

Profesor  responsable  Angel  Molina  García,  Antonio  Villarejo  Mañas  Esther  De  Jodar  Bonilla  

Departamento   Ingeniería  Eléctrica  –  Tecnología  Electrónica  

Área  de  conocimiento   Ingeniería  Eléctrica  –  Tecnología  Electrónica  

Ubicación  del  despacho   1ª  Antiguo  Hospital  de  Marina  –  Campus  Muralla  del  Mar  

Teléfono   96832  5462/5461   Fax   96832  5356/5345  

Correo  electrónico  angel.molina@upct.es              jose.villarejo@upct.es  esther.jodar@upct.es    

URL  /  WEB   http://www.upct.es/~die/            http://www.dte.upct.es/  

Horario  de  atención  /  Tutorías   Confirmar  en  Aula  Virtual  

Ubicación  durante  las  tutorías   Despacho  Departamentos  

3.   Descripción  de  la  asignatura    

3.1.  Presentación      El  desarrollo  que   la  electrónica  de  potencia  ha  experimentado  a   lo   largo  de  estas  últimas  décadas  ha   influido  de  manera  decisiva  en  distintos  campos  de  aplicación,  uno  de  los  más  activos  es  el  que  está    directamente  relacionado  con  la  conversión  de  potencia  eléctrica  y  el  control   de   máquinas   y   accionamientos   eléctricos,   objetivos   principales   de   la   asignatura  motivo  de  la  presente  guía  docente.        

3.2.  Ubicación  en  el  plan  de  estudios    La  asignatura  es  cuatrimestral,  y  está  ubicada  en  el  segundo  cuatrimestre  del  tercer  curso.      

3.3.  Descripción  de  la  asignatura.  Adecuación  al  perfil  profesional    La  asignatura  contribuye  a  desarrollar  competencias  relacionadas  con  la  transformación  de  la  energía  eléctrica,  el  control  de  accionamientos  eléctricos  y  la  integración  de  la  electrónica  de  potencia.   Ésta   guarda  una  estrecha   relación   con   las  materias  de  Máquinas  Eléctricas   y  Electrónica  de  Potencia.  Así,  se  presentarán  los  diferentes  modelos  de  máquinas  eléctricas,  sus   requerimientos   y   limitaciones,   así   como   su   aplicabilidad   al   control.   Igualmente,   se  desarrollarán  diferentes  soluciones  para   la   implementación  electrónica  desde  un  punto  de  vista   práctico,   destacando   las   características   de   cada   una   de   las   soluciones   actualmente  presentes  en  muchos  de  los  dispositivos  comerciales.      

3.4.  Relación  con  otras  asignaturas.  Prerrequisitos  y  recomendaciones    Se  recomienda  haber  cursado  con  anterioridad  de  forma  satisfactoria  las  asignaturas  con  la  que   ésta   guarda   una   estrecha   relación   en   cuanto   a   conceptos,   como   son   (por   orden   de  impartición   según   plan   de   estudios):   Análisis   de   circuitos,   Análisis   avanzado   de   circuitos,  Máquinas  eléctricas,   Fundamentos  de  electrónica,  Regulación  automática  y  Electrónica  de  potencia.      

3.5.  Medidas  especiales  previstas    Aquellos   alumnos   con   necesidades   especiales   podrán   acordar   con   el   profesorado   de   la  asignatura   las   medidas   necesarias   para   facilitar   su   seguimiento   de   la   materia.   Estas  necesidades  especiales  han  de  comunicarse  al  inicio  del  cuatrimestre  en  el  que  se  imparte  la  asignatura.    

 

4.   Competencias    

4.1.  Competencias  específicas  de  la  asignatura  (según  el  plan  de  estudios)    Conocimientos  sobre  control  de  máquinas  y  accionamientos  eléctricos  y  sus  aplicaciones.      

4.2.  Competencias  genéricas  /  transversales  (según  el  plan  de  estudios)    Competencias  Instrumentales:  T1.1  Capacidad  de  análisis  y  síntesis  T1.2  Capacidad  de  organización  y  planificación  T1.3  Comunicación  oral  y  escrita  en  lengua  propia  T1.4  Comprensión  oral  y  escrita  de  lengua  extranjera  T1.5  Habilidades  básicas  computacionales  T1.6  Capacidad  de  gestión  de  la  información  T1.7  Resolución  de  problemas  T1.8  Toma  de  decisiones    Competencias  Personales:  T2.1  Capacidad  crítica  y  autocrítica  T2.2  Trabajo  en  equipo  T2.3  Habilidades  en  las  relaciones  interpersonales  T2.4  Habilidades  de  trabajo  en  un  equipo  interdisciplinar  T2.5  Habilidades  para  comunicarse  con  expertos  en  otros  campos  T2.6  Reconocimiento  de  la  diversidad  y  multiculturalidad  T2.7  Habilidad  para  trabajar  en  un  contexto  internacional  T2.8  Compromiso  ético      Competencias  Sistemáticas:  T3.1  Capacidad  para  aplicar  los  conocimientos  a  la  práctica  T3.2  Capacidad  de  aprender  T3.3  Adaptación  a  nuevas  situaciones  T3.4  Capacidad  de  generar  nuevas  ideas  (creatividad)  T3.5  Liderazgo  T3.6  Conocimiento  de  otras  culturas  y  costumbres  T3.7  Habilidad  de  realizar  trabajo  autónomo  T3.8  Iniciativa  y  espíritu  emprendedor  T3.9  Preocupación  por  la  calidad  T3.10  Motivación  de  logro          

 

4.3.  Objetivos  generales  /  competencias  específicas  del  título  (según  el  plan  de  estudios)    Conocimientos  disciplinares:  E1.1   Conocimiento   en   las  materias   básicas  matemáticas,     física,   química,   organización   de  empresas,   expresión   gráfica,   estadística   e   informática,   que   capaciten   al   alumno   para   el  aprendizaje  de  nuevos  métodos  y  teorías.    E1.2   Conocimientos   en  materias   tecnológicas   para   la   realización   de  mediciones,   cálculos,  valoraciones,  tasaciones,  peritaciones,  estudios,  informes,  planes  de  labores  y  otros  trabajos  análogos.    E1.3   Conocimiento,   comprensión   y   capacidad   para   aplicar   la   legislación   necesaria   en   el  ejercicio  de  la  profesión  de  Ingeniero  Técnico  Industrial.    Competencias  profesionales:  E2.1   Capacidad   para   la   redacción,   firma   y   desarrollo   de   proyectos   en   el   ámbito   de   la  ingeniería   industrial  que   tengan  por  objeto,  de  acuerdo  con   los  conocimientos  específicos  adquiridos,   la   construcción,   reforma,   reparación,   conservación,   demolición,   fabricación,  instalación,   montaje   o   explotación   de:   estructuras,   equipos   mecánicos,   instalaciones  energéticas,   instalaciones   eléctricas   y   electrónicas,   instalaciones   y   plantas   industriales   y  procesos  de  fabricación  y  automatización  en  función  de  la  ley  de  atribuciones  profesionales.    E2.2   Capacidad   para   el   manejo   de   especificaciones,     reglamentos   y   normas   de   obligado  cumplimiento.    E2.3  Capacidad  de  analizar  y  valorar  el     impacto  social  y  medioambiental  de  las  soluciones  técnicas.    E2.4   Capacidad   de   dirección   de   las   actividades   objeto   de   los   proyectos   de   ingeniería  descritos  en  la  competencia  E2.1,  así  como  de  organización  y  planificación  en  el  ámbito  de  la  empresa,  y  otras  instituciones  y  organizaciones.        

4.4.  Resultados  esperados  del  aprendizaje    

1. Conocer  los  modelos  de  máquinas  eléctricas  y  su  ámbito  de  aplicabilidad  2. Comprender  los  principios  básicos  del  control  escalar  y  vectorial  3. Conocer   las   técnicas   de   modulación   y   su   aplicación   al   control   de   accionamientos  

eléctricos  4. Conocer  las  soluciones  comerciales  aplicadas  al  control  de  máquinas  e  identificar  sus  

componentes  y  modos  de  funcionamiento      

 

5.   Contenidos    

5.1.  Contenidos  (según  el  plan  de  estudios)    Modelado  dinámico  de  máquinas  eléctricas  basado  en  vectores  espaciales,  control  escalar  de  máquinas  eléctricas,  control  vectorial  de  máquinas  eléctricas,  inversores  modulados  con  vectores  espaciales.      

5.2.  Programa  de  teoría    1.-­‐  Introducción:  el  control  escalar  y  vectorial  2.-­‐  Vectores  espaciales  aplicados  a  máquinas  de  inducción  3.-­‐  Análisis  dinámico  de  máquinas  de  inducción:  aproximación  al  control  vectorial  4.-­‐  Análisis  matemático  del  control  vectorial  5.-­‐  Variación  de  parámetros  en  máquinas  de  inducción:  influencia  en  el  control  6.-­‐  Vectores  espaciales  aplicados  a  inversores  modulados  por  ancho  de  pulso  (SV-­‐PWM)  7.-­‐  Control  vectorial  en  máquinas  de  inducción  sin  medida  de  velocidad  angular  8.-­‐  Control  vectorial  en  máquinas  eléctricas  con  imanes  permanentes      

5.3.  Programa  de  prácticas    1.-­‐  Introducción  a  Matlab/Simulink:  aplicación  al  modelado  de  máquinas  eléctricas  2.-­‐  Simulación  de  máquinas  de  inducción  3.-­‐  Simulación  del  control  vectorial  de  máquinas  de  inducción  4.-­‐  Implementación  del  control  escalar:  análisis  y  medidas  de  laboratorio  5.-­‐  Implementación  del  control  vectorial:  análisis  y  medidas  de  labotario      

5.4.  Programa  resumido  en  inglés  (opcional)    1.-­‐  Scalar  and  vector  control:  an  introduction  2.-­‐  Induction  machine  equations  assisted  by  space  vectors  3.-­‐  Dynamic  analysis  of  induction  machines  in  terms  of  space  vectors  4.-­‐  Mathematical  description  of  vector  control  5.-­‐  Detunning  effects  in  induction  motor  vector  control  6.-­‐  Space  vector  pulse-­‐width-­‐modulated  (SV-­‐PWM)  inverters  7.-­‐  Encoder-­‐less  operation  of  induction  motor  drives  8.-­‐  Vector  control  of  permanent-­‐magnet  synchronous  motor  drives      

5.5.  Objetivos  de  aprendizaje  detallados  por  Unidades  Didácticas  (opcional)      

 

6.   Metodología  docente    

6.1.  Actividades  formativas  Actividad   Descripción  de  la  actividad   Trabajo  del  estudiante   ECTS  

Clase  de  teoría  Clase  expositiva.  Resolución  de  dudas  planteadas  por  los  estudiantes    Se    tratarán    los  temas  fundamentales  y  los  aspectos  relevantes.  

Presencial:    Comprensión  de  la  materia  y  planteamiento  de  dudas   0,6  

No  presencial:  Estudio  de  la  materia   1,48  

Clases  de  problemas  

Preparación  de  ejercicios  y  casos  prácticos  de  dificultad  graduada.    

Presencial:  Participación  activa  en  la  resolución  de  problemas,  proponiendo  posibles  soluciones  y  planteando  las  dudas  que  puedan  ocasionarse.  

0,4  

No  presencial:  Resolución  en  base  a  la  materia  impartida  los  problemas  y  ejercicios  planteados.  

0,4  

Clases  de  prácticas  

Sesiones  de  prácticas  de  laboratorio  e  informática  necesarias  como  apoyo  a  la  comprensión  de  contenidos  teóricos,  adquiriendo  habilidad  en  el  uso  de  paquetes  informáticos  técnicos  y  en  el  empleo  y  utilización  de  equipamiento  de  electrónica  de  potencia.    

Presencial:  Realización  de  simulaciones  y  montajes  reales  de  esquemas  de  control  de  máquinas,  adquisición  de  datos  eléctricos  y  mecánicos  necesarios  para  la  realización  de  un  informe  de  prácticas.  

0,5  

No  presencial:      

Actividades  de  trabajo  cooperativo  

Planteamiento  de  problemas  o  simulaciones  complementarias  para  que  los  alumnos  en  grupos  adquieran  un  valor  añadido  en  su  visión  de  la  materia  

Presencial:      No  presencial:  Puesta  en  común  y  discusión  de  soluciones  planteadas  a  las  propuestas  realizadas  por  el  profesor    

0,5  

Tutorías  

Resolución  de  dudas,  habitualmente  de  forma  individual  aunque  también  se  incluye  la  posibilidad  de  grupos,  acerca  de  la  materia  teórica,  los  problemas  y  ejercicios,  las  prácticas  o  las  actividades  de  trabajo  cooperativo  propuestas.  

Presencial:    Planteamiento  de  dudas  en  horario  de  tutorías.   0,14  

No  presencial:      

Preparación  de  trabajos  e  informes  

Presentación  y  exposición  al  resto  de  los  grupos  de  los  trabajos  propuestos,  incluyendo  un  informe  con  la  solución  o  el  contenido  propuesto.  

Presencial:  Presentación  de  trabajos   0,14  

No  presencial:  Realización  de  trabajos     0,2  

Realización  de  exámenes  

Realización  de  la  prueba  de  examen  según  convocatoria  oficial  de  la  misma  

Presencial:  Asistencia  y  realización  del  examen   0,14  

No  presencial:             4,5  

7.   Evaluación    

7.1.  Técnicas  de  evaluación  

Instrumentos   Realización  /  criterios   Ponderación  Competencias  genéricas  

(4.2)evaluadas  

Resultados  (4.4)  evaluados  

Prueba  escrita  individual  

Cuestiones  teóricas  orientadas  a  conceptos,  definiciones…y  problemas  de  extensión  media  o  larga    

70%  

T1.1,  T1.3,  T1.7,  T1.8,  

 T3.1,T3.2,  T3.3  

(1)  a  (3)  

Informe  en  grupo  

El  alumno  deberá  realizar  simulaciones  que  le  ayudarán  a  comprender  la  asignatura  y    resolver  un  diseño  que  se  realizará  en  grupo.    

30%  

T1.2,  T1.3,  T1.4,  T1.5,  T1.6  

 T2.1,  T2.2,  T3.1,  

T3.2  T3.8,  T3.9,  T3.10  

(4)  

Para  aprobar  la  asignatura  la  nota  media  en  las  dos  partes  debe  ser  superior  a  5  puntos,  necesitándose  un  mínimo  de  3,5  puntos  en  cada  parte  para  poder  promediar  el  resultado.  

   

     

7.2.  Mecanismos  de  control  y  seguimiento  El  seguimiento  del  aprendizaje  se  realizará  mediante  las  siguientes  actividades:    •  Cuestiones  propuestas  en  clase  •  Tutorías  en  grupo  •  Supervisión  del  trabajo  presencial  en  las  clases  de  problemas  y  en  el  laboratorio  •  Pruebas  objetivas    distribuidas  durante  el  curso    

 

 7.3.  Resultados  esperados  /  actividades  formativas  /  evaluación  de  los  resultados  (opcional)  

Resultados  esperados  del  aprendizaje  (4.4)  

 

Clases  de  teoría  

Clases  ejercicios  

Trab

ajos  e  in

form

es  

   

 

Prue

ba  te

oría  

Prue

ba  ejercicios  

Ejercicios  propu

estos  

Trab

ajo  en

 grupo

 

   

Conocer   los   modelos   de   máquinas   eléctricas   y   su   ámbito   de  aplicabilidad   X   X           X       X      

Comprender  los  principios  básicos  del  control  escalar  y  vectorial   X   X           X       X      

Conocer   las   técnicas   de   modulación   y   su   aplicación   al   control   de  accionamientos  eléctricos   X   X           X       X      

Conocer  las  soluciones  comerciales  aplicadas  al  control  de  máquinas  e  identificar  sus  componentes  y  modos  de  funcionamiento     X   X         X     X   X      

                         

                         

                         

                         

 

 

 

 

 

 

8. Distribución  de  la  carga  de  trabajo  del  alumno                                              

 

   

9. Recursos  y  bibliografía      

9.1.  Bibliografía  básica    Advanced  Electric  Drives:    Analysis,  Control  and  Modeling  using  Simulink  N.  Mohan,  Ed.  Mnpere,  2001    Control  electrónico  y  simulación  de  motores  de  corriente  alterna  F.  Martínez  Rodrigo,  L.C.  Herrero  de  Lucas,  J.M.  González  de  la  Fuente  Universidad  de  Valladolid,  2006    

 

9.2.  Bibliografía  complementaria    Electric  Drives:  An  Integrative  Approach,  N.  Mohan,  Ed.  Mnpere,  2003    Control  of  electrical  drives,  Werner  Leonhard,  Ed.  Springer,  2001    Electric  Machines  and  Drives,  N.  Mohan,  Ed.  Willey,  2012    Design  of  Brushless  Permanent-­‐Magnet  Motors  J.  R.  Hendershot,  Timothy  John  Eastham  Miller,  Oxford  science  publications    Ed.  Magna  Pysics  Pub.,  1994    

 

9.3.  Recursos  en  red  y  otros  recursos    Aula  virtual  de  la  asignatura  dentro  de  espacio  http://moodle.upct.es/