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Máquinas eléctricas. Técnicas modernas de control

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Autor: Pedro Ponce Cruz
Editorial: Alfaomega Colombiana
Edición: Segunda, 2017
Formato: Libro
Rústica, 21x24 cm
776 páginas
Peso: 1.495Kg
ISBN: 9789587782615

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Reseña. Máquinas eléctricas. Técnicas modernas de control

Esta obra cubre los temas esenciales de los cursos de máquinas eléctricas en donde se revisan los conceptos de circuitos magnéticos, transformadores y máquinas eléctricas rotatorias. En este sentido el objetivo central del libro es brindar al lector información clara de los modelos que gobiernan las máquinas eléctricas y los sistemas de control empleados para poder usarlos de manera exitosa en aplicaciones industriales.
 
Esta segunda edición de Máquinas eléctricas. Técnicas modernas de control está organizada en cuatro partes fundamentales:
 
- Primera parte (capítulos 1 a 2): presenta los conceptos fundamentales de los circuitos magnéticos y del balance de la energía electromecánica.
 
- Segunda parte (capítulos 3 a 6): expone la teoría y operación del transformador, además de tratar los transformadores de potencia y distribución.
 
- Tercera parte (capítulos 7 a 11): presenta el motor de inducción, las máquinas síncronas, el generador síncrono, así como la operación de generadores y motores síncronos.
 
- Cuarta parte (capítulos 12 a 16): expone las máquinas de corriente directa, la teoría y aplicación de las técnicas modernas de control y la teoría y aplicación de las máquinas eléctricas especiales.

Contenido. Máquinas eléctricas. Técnicas modernas de control

Introducción
 
PRIMERA PARTE
Capítulo 1.
Circuitos magnéticos
1.1. Problema de diseño
1.2. Introducción
1.3. Flujo magnético y ley de Ampére
1.4. Circuitos magnéticos
1.4.1. Excitación de núcleos ferromagnéticos con corriente continua
1.4.2. Ley de Ohm para circuitos magnéticos
1.4.3. Curva de magnetización y saturación
1.4.4. Energía magnética almacenada
1.5. Materiales ferromagnéticos
1.6. Ley de inducción de Faraday
1.7. Inductancia magnética
1.8. Excitación senoidal en circuitos magnéticos
1.9. Aplicaciones de los circuitos magnéticos
1.10. Solución del problema de diseño
1.11. Problemas propuestos
1.12. Resumen
1.13. Problemas
 
Capítulo 2.
Balance de energía electromecánica
2.1. Problema de diseño
2.2. Introducción
2.3. Transformación de la energía electromecánica
2.4. Mecánica de los motores y de los generadores de corriente continua
2.5. Relación de fuerza de Biot y Savat
2.6. Otras leyes relacionadas
2.7. Máquinas de corriente alterna
2.8. Máquinas de inducción
2.9. Balance de energía
2.10. Determinación de la fuerza magnética (coenergía)
2.11. Solución del problema de diseño
2.12. Problemas resueltos
2.13. Resumen
2.14. Problemas
 
SEGUNDA PARTE
Capítulo 3.
Teoría del transformador
3.1. Problema de diseño
3.2. Introducción
3.3. El transformador eléctrico
3.3.1. Estructura del transformador
3.3.2. F.E.M inducida        
3.3.3. Relación de transformación
3.3.4. Polaridad
3.4. Deducción del circuito equivalente
3.5. Análisis de comportamiento bajo distintas cargas
3.5.1. Regulación
3.5.2. Eficiencia
3.6. Por ciento y por unidad de impedencia
3.7. Autotransformadores
3.8. Solución del problema de diseño
3.9. Problemas resueltos
3.10. Resumen
3.11. Problemas
 
Capítulo 4.
Operación del transformador en sistemas eléctricos
4.1. Problema de diseño inicial
4.2. Introducción.
4.3. Conexión de transformadores
4.4. Transformador trifásico
4.4.1. Características y ventajas
4.4.2. Auxiliares: Tanque, boquilla, aceite, etcétera
4.5. Clasificación y selección de transformadores
4.6. Solución al problema de diseño
4.7. Problemas resueltos
4.8. Resumen
4.9. Problemas
 
Capítulo 5.
Transformadores de distribución
5.1. Problema de diseño
5.2. Introducción
5.3. Conexiones y funcionamientos de los transformadores
5.3.1. Polaridad
5.3.2. Conexiones de los transformadores en circuitos monofásicos
5.3.3. División de la carga entre transformadores en paralelo
5.4. Transformadores monofásicos en circuitos bifásicos
5.5. Tres transformadores en circuito trifásico
5.6. Características del funcionamiento de la conexión y-y
5.7. La conexión en abierta o en V
5.8. Funcionamiento en paralelo de transformadores conectados en abierta y en cerrada
5.9. Características de funcionamiento de las conexiones y e Y
5.10. Funcionamiento en paralelo de conexiones en Y-Y, Y
5.11. Conexión en T en los sistemas trifásicos           
5.12. Protección de transformadores de distribución
5.13. Autotransformadores          
5.14. Cálculo de pérdidas y su optimización
5.15. Normas de diseño, pruebas y puesta en servicio
5.16. Respuesta al problema de diseño
5.17. Resumen
5.18. Problemas resueltos
5.19. Problemas

Capítulo 6.
Transformadores de potencia
6.1. Introducción
6.2. Introducción a los transformadores de potencia
6.3. Tipo de transformadores de potencia
6.4. Tipos de aislamiento
6.5. Curvas teóricas de calentamiento y refrigeración
6.6. Tipos de refrigeración en los transformadores de potencia
6.7. Elevación de temperatura debido a cortocircuitos: esfuerzos mecánicos
6.8. Conexiones de bancos de transformadores monofásicos y trifásicos
6.9. Cálculo de pérdidas y su optimización
6.10. Normas de diseño, pruebas, y puesta en servicio
6.11. Problemas resueltos
6.12. Resumen
6.13. Problemas propuestos
 
TERCERA PARTE
Capítulo 7.
Motor de inducción polifásico
7.1. Introducción
7.2. Principios básicos del motor de inducción trifásico
7.3. Principio de funcionamiento del campo magnético rotatorio trifásico
7.4. Circuito equivalente para el motor de inducción
7.5. Circuito equivalente aproximado
7.6. Diagrama de potencias
7.7. Ecuación del par electromagnético empleando el circuito aproximado
7.8. Ecuación del par electromagnético empleando el circuito equivalente
7.9. Análisis del comportamiento dinámico de un motor de inducción
7.10. NEMAS Y tipos de arranque
7.11. Arranque estrella - delta
7.12. Motores de inducción con diferentes características en el rotor
7.13. Problemas del motor de inducción trifásico

Capítulo 8.
Máquinas síncronas
8.1. Introducción
8.2. Clasificación y construcción física
8.3. Circuito equivalente de la máquina síncrona
8.4. Problemas
 
Capítulo 9.
El generador síncrono
9.1. Introducción
9.2. Tipos de rotores
9.3. Sistemas de excitación
9.4. Devanado de estator y de rotor
9.5. Cálculo del factor de paso
9.6. Cálculo del factor de distribución
9.7. Velocidad síncrona
9.8. Flujo rotatorio de reacción de armadura
9.9. Pruebas a generadores: Curva de saturación y prueba de corto circuito
9.10. Diagrama fasorial
9.11. Relación de corto circuito y de reactancia síncrona
9.12. Operación con carga resistiva y su diagrama fasorial
9.13. Operación con carga inductiva y su diagrama fasorial
9.14. Operación con carga capacitiva y su diagrama fasorial
9.15. Prueba de excitación y de factor de potencia igual a cero (F.P. = O), para la obtención de la reactancia de dispersión por el método del Triángulo de Potier
9.16. Diagrama fasorial con la reactancia síncrona
9.17. Límite de estabilidad estática del generador
9.18. Diagramas circulares y la construcción de la curva de capabilidad de un generador
9.19. Reactancias del generador en cortocircuito trifásico    .
9.20. Sistemas de regulación de voltaje
9.21. Diagrama fasorial
9.22. Problemas resueltos
9.23. Resumen
9.24. Problemas
 
Capítulo 10.
Operación de generadores síncronos en estado estable           
10.1. Introducción  
10.2. Operación de generadores
10.2.1. Características de circuito abierto y de corto circuito
10.2.2. Análisis del comportamiento bajo diferentes condiciones de carga
10.2.3. Diagrama de Potier
10.2.4. Teoría de las dos reactancias. Teoría de Blondel
10.2.5. Ángulo de potencia
10.2.6. Diagrama de capabilidad
10.2.7. Operación en paralelo
10.3. Especificaciones y normas
10.4. Problemas resueltos
10.5. Resumen
10.6. Problemas
 
Capítulo 11.
Operación de motores y condensadores síncronos        
11.1. Introducción
11.2. Motores síncronos
11.2.1. Principio de operación y características constructivas
11.2.2. Arranque
11.2.3. Diagrama fasorial
11.2.4. Curvas "V"
11.2.5. Análisis de comportamiento bajo diferentes condiciones de carga
11.3. Condensadores síncronos
11.4. Problemas resueltos
11.5. Resumen
11.6. Problemas

CUARTA PARTE   
Capítulo 12.
Máquinas de corriente continua          
12.1. Introducción
12.2. Partes principales de las máquinas de c.c.
12.3. Clasificación de las máquinas de c.c.     
12.4. Motor serie
12.5. Motor paralelo           
12.6. Motor compuesto      
12.7. Generador serie
12.8. Generador paralelo
12.9. Generador compuesto
12.10. Problemas
 
Capítulo 13.
Accionamientos eléctricos de velocidad variable
13.1. Introducción
13.2. Característica mecánica de los accionamientos eléctricos     
13.3. Accionamiento eléctrico de velocidad variable para motores de corriente continua
13.3.1. Características mecánicas de motor de corriente continua de excitación independiente
13.3.2. Característica mecánica del motor serie
13.3.3. Variables de estado y diagramas de bloques para la representación de la máquina de corriente continua
13.3.4. Modelado del motor de c.c. en diagrama de bloques
13.3.5. Modelado empleando diagrama de bloques para el motor de c.c.
13.4. Función de transferencia experimental
13.5. Control en cascada en motores de corriente continua
13.6. Elementos básicos de electrónica de potencia que conforman el convertidor
13.7. Diagrama de bloques simplificado de control de posición de un motor
13.8. Observador lineal en motores de corriente continua
13.9. Retroalimentación de estados
13.10. Pasos básicos para la retroalimentación de estado
13.11. Accionamiento eléctrico de velocidad variable para motores de inducción
13.12. Control por variación de la resistencia del rotor
13.13. Control del voltaje de línea
13.14. Operación a frecuencia de deslizamiento constante
13.14.1. Control de velocidad en lazo cerrado
13.14.2. Control de velocidad por límite de corriente
13.14.3. Control escalar voltaje/frecuencia
13.15. Esquema de control general       
13.16. Operación voltaje/frecuencia en diferentes zonas de operación
13.17. Métodos de control del inversor
13.17.1. Convertidor estático de frecuencia (c.c/c.a.) como fuente de voltaje
13.17.2. Topología básica de la etapa de alimentación
13.17.3. Inversor como fuente de voltaje o fuente de corriente
13.17.4. Inversor trifásico (como fuente de voltaje) aplicando el método de los seis pasos
13.18. Inversor PWM senoidal    
13.19. Medición de la distorsión armónica
13.19.1. Factor de potencia
13.19.2. Armónicos en un motor de inducción
13.19.3. Pérdidas por armónicos en el motor de inducción
13.19.4. Pulsaciones de par
13.20. Formas de corriente, voltaje y velocidad para un esquema v/ f
13.21. Control en lazo cerrado de velocidad para un motor de inducción utilizando el control de voltaje- frecuencia
13.21.1. Esquema de lazo cerrado de velocidad
13.21.2. Resultados experimentales de velocidad

Capítulo 14.
Control vectorial de los motores de inducción       
14.1. Introducción
14.2. Principios de control vectorial con orientación del flujo del rotor
14.3. Localización del vector de flujo del rotor
14.4. Implementación del control vectorial
14.5. Método directo de campo orientado        
14.6. Método indirecto de campo orientado
14.7. Cálculo de la corriente de magnetización modificada
14.7.1. Bloque de cálculo de las componentes de corrientes de referencia i*ds e i*qs y de la velocidad de deslizamiento de referencia W2
14.7.2. Cálculo del vector unitario          
14.7.3. Transformación inversa de coordenadas
14.8. Principios básicos para el desarrollo del control vectorial
14.9. Análisis del desempeño del PWM banda de histéresis
14.10. Estimación del flujo rotórico
14.11. Estimación de la resistencia del rotor
14.12. Estimación de la constante de tiempo del rotor mediante un modelo de flujo adaptable del sistema
14.13. Control de flujo y velocidad
14.13.1. Control del flujo
14.13.2. Control de velocidad
14.13.3. Estabilidad del sistema
14.14. Respuesta global del control vectorial
14.15. Eliminación de sensores de velocidad en accionamientos de motores de inducción
14.15.1. Empleo de observadores y estimadores en el control vectorial
14.15.2. El filtro de Kalman
14.15.3. Covarianza del ruido
14.15.4 Estructura del filtro
14.15.5 Filtro de Kalman discreto
14.15.6. Modelo dinámico del motor de inducción
14.15.7 Modelo de Brunsbach
14.15.8Modelo de Vasson
14.15.9 Modelo discretizado del motor
14.16 Redes neuronales artificiales (RNA) para la estimación de la velocidad
 
Capítulo 15.
Control directo del par
15.1. Introducción  
15.2. Principios básicos del control directo del par
15.3. Esquema convencional del control directo del par
15.4. Inversor fuente de voltaje (VSI) empleado en el DTC
15.5. Resultados del desempeño dinámico del control directo del par
15.6. Problema de la distorsión del flujo del estator cuando ocurre un cambio de sector durante la rotación del flujo magnético del estator en el DTC
15.7. Sectores variables en el control directo del par
15.8. Lazo cerrado de velocidad en el control directo del par
 
EN LA PÁGINA WEB DEL LIBRO:
Capítulo 16.
Máquinas eléctricas especiales
16.1 Introducción
16.2 Energía mareomotriz
16.3 Energía geotérmica
16.4 Usos de la energía geotérmica
16.5 Energía nuclear
16.6 La energía eólica
16.7 Energías renovables
16.8 Aplicaciones de las máquinas eléctricas especiales
16.9 Nano máquinas
16.10 Vehículos híbridos y eléctricos
16.11 Bibliografía
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