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Academic Year/course: 2023/24

532 - Master's in Industrial Engineering

60813 - Electrical machinery


Syllabus Information

Academic year:
2023/24
Subject:
60813 - Electrical machinery
Faculty / School:
110 - Escuela de Ingeniería y Arquitectura
Degree:
532 - Master's in Industrial Engineering
ECTS:
6.0
Year:
1 and 2
Semester:
First semester
Subject type:
Optional
Module:
---

1. General information

The subject and its expected results respond to the following approaches and objectives:

The subject is aimed at the acquisition of basic knowledge about rotating electrical machines and both single-phase and three-phase transformers, and about their need and use in energy transformation processes.

These approaches and objectives are aligned with some of the Sustainable Development Goals, SDGs, of the 2030 Agenda (and certain specific goals, in such a way that the acquisition of https://www.un.org/sustainabledevelopment/es/) the learning results of the subject provides training and competence to the student to contribute to a certain extent to their achievement:

- Goal 7. Affordable and non-polluting energy
Objective 7.3: By 2030, double the global rate of improvement in energy efficienc

2. Learning results

Upon completion of the subject, the student will be able to:

BASIC SKILLS

CB10. Possess the learning skills that allow them to continue studying in a way that will largely be self-directed or autonomous.

GENERAL SKILLS

CG1. Have adequate knowledge of the scientific and technological aspects of: mathematical, analytical and numerical methods in engineering, electrical engineering, energy engineering, chemical engineering, mechanical engineering, mechanics of continuous media, industrial electronics, automatic electronics, manufacturing, materials, quantitative management methods, industrial computing, urban planning, infrastructure, etc.

CG10. Communicate their conclusions and the ultimate knowledge and rationale behind them to specialized and non-specialized audiences in a clear and unambiguous manner.

CG11. Possess learning skills that allow for continued study in a self-directed or autonomous manner.

CG12. Know, understand and apply the necessary legislation as an industrial engineer.

SPECIFIC SKILLS

CE3. Calculate and select electrical machines.

3. Syllabus

The subject's program is divided into four main blocks, in which concepts about electric machines are developed. Therefore, the syllabus is distributed as follows.

Transformers:
 Introduction. Ideal transformer. Constructive aspects. Real transformer. Equivalent circuit. Performance. Three-phase transformers. Hourly indices. Parallel transformers. Autotransformers. Measurement and protection transformers.

Asynchronous machines:
 Introduction. Constructive aspects, cage rotor and wound rotor. Rotating magnetic fields produced by a single-phase and three-phase system. Operating principle as motor, brake, generator. Equivalent circuit. Power balance. Mechanical characteristic. Asynchronous motor startup. Speed regulation of the asynchronous motor.

Synchronous machines:
 Introduction. Constructive aspects. Operating principle of an alternator. Operation in vacuum, operation under load. Induced reaction. Phasor diagram. Equivalent circuit. Operation in an infinite power network. Operation on an isolated network.

DC machines:
 Introduction. Constructive aspects. Operating principle. DC motors DC Generators

4. Academic activities

The program offered to the student to help them achieve the expected results includes the following activities:

Theoretical-practical classes (45 hours). On the one hand, sessions will be held for the presentation and explanation of theoretical content, related to the different types of electric machines (constructive parts, operating principles, wiring, etc.). The student will have teaching material prepared by the teaching staff, and available in the Teaching Digital Ring ( htt://moodle.unizar.es/), to help them follow the theoretical classes. On the other hand, and in a coordinated manner, practical problems and cases related to theoretical presentations will be developed (calculation of circuits, analysis of the operation of electrical machines, etc.).

Laboratory practices (15 hours). The student will have the scripts for each practice available in the Teaching Digital Ring ( http://moodle.unizar.es/) , which must be read prior to each session, and in which to make notes about the activities carried out.

Individual study (87 hours of independent work), spreads over the 15 weeks of the subject´s duration. The continuous work of the student will be encouraged through the homogeneous distribution throughout the semester of the various learning activities.

Assessment tests (3 hours) In addition to having a grading function, evaluation is also a learning tool that helps the student check the degree of understanding and assimilation of knowledge and skills achieved.

5. Assessment system

The student must demonstrate achievement of the intended learning results through the following assessment activities:

- Laboratory practices (20% of the final grade): Each practice will be evaluated separately. The grade will be based on the work done by the student in each practice session. For this purpose,  it will be necessary for the student to present a final report, filling out a questionnaire that the teacher will give them before the end of the session. Not attending a practice session will result in a zero for that session, and the student will have to make it up by passing the practical exam. To pass the subject, it is necessary to attend all the practices or obtain a minimum grade of 5 out of 10 in the practical exam.

- Call for exams (80% of the final grade): It will consist of a written test, to be carried out during the exam period, with a part corresponding to short questions and another to problem solving. Each part represents 50% of the exam grade, and it is necessary to obtain a minimum score of 3.5 out of 10 in each of them in order to average. A minimum grade of 4 out of 10 is required to pass the subject.

Those students who do not complete the proposed evaluation tests throughout the semester, may choose to pass the subject through the evaluation tests that will be scheduled on the dates of the official exam calendar of the centre and for each of the two calls, consisting of:

- Call for examination (80% of the final grade): written test of the same characteristics as in the ordinary evaluation.

- Practical Exam (20% of the final grade): laboratory test where the student will demonstrate that they are capable of performing any of the sections proposed in the practical scripts. For this exercise, the student may use their practice notebook.

To pass the subject in each of these two evaluation tests, it is necessary to obtain a minimum grade of 5 out of 10.


Curso Académico: 2023/24

532 - Máster Universitario en Ingeniería Industrial

60813 - Máquinas eléctricas


Información del Plan Docente

Año académico:
2023/24
Asignatura:
60813 - Máquinas eléctricas
Centro académico:
110 - Escuela de Ingeniería y Arquitectura
Titulación:
532 - Máster Universitario en Ingeniería Industrial
Créditos:
6.0
Curso:
2 y 1
Periodo de impartición:
Primer semestre
Clase de asignatura:
Optativa
Materia:
---

1. Información básica de la asignatura

La asignatura y sus resultados previstos responden a los siguientes planteamientos y objetivos:


La asignatura va orientada a la adquisición de conocimientos básicos sobre las máquinas eléctricas rotativas y los transformadores tanto monofásicos como trifásicos, y sobre la necesidad y el uso de las mismas en los procesos de transformación energética.


Estos planteamientos y objetivos están alineados con algunos de los Objetivos de Desarrollo Sostenible, ODS, de la Agenda 2030 ( y determinadas metas concretas, de tal manera que la adquisición dehttps://www.un.org/sustainabledevelopment/es/) los resultados de aprendizaje de la asignatura proporciona capacitación y competencia al estudiante para contribuir en cierta medida a su logro:


- Objetivo 7. Energía asequible y no contaminante
Meta 7.3: De Aquí a 2030, duplicar la tasa mundial de mejora de la eficiencia energética

2. Resultados de aprendizaje

Al superar la asignatura, el estudiante será más competente para...


COMPETENCIAS BÁSICAS


CB10. Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo.


COMPETENCIAS GENERALES


CG1. Tener conocimientos adecuados de los aspectos científicos y tecnológicos de: métodos matemáticos, analíticos y numéricos en la ingeniería, ingeniería eléctrica, ingeniería energética, ingeniería química, ingeniería mecánica, mecánica de medios continuos, electrónica industrial, automática, fabricación, materiales, métodos cuantitativos de gestión, informática industrial, urbanismo, infraestructuras, etc.


CG10. Saber comunicar las conclusiones y los conocimientos y razones últimas que las sustentan a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades.


CG11. Poseer las habilidades de aprendizaje que permitan continuar estudiando de un modo autodirigido o autónomo.


CG12. Conocimiento, comprensión y capacidad para aplicar la legislación necesaria en el ejercicio de la profesión de Ingeniero Industrial.


COMPETENCIAS ESPECÍFICAS


CE3. Capacidad para el cálculo y selección de máquinas eléctricas.

 

3. Programa de la asignatura

El programa de la asignatura se divide en cuatro bloques principales, en los que se desarrollan conceptos sobre máquinas eléctricas. Por lo tanto, el temario se distribuye de la siguiente manera.


Transformadores:
Introducción. Transformador ideal. Aspectos constructivos. Transformador real. Circuito equivalente. Rendimiento. Transformadores trifásicos. Índices horarios. Transformadores en paralelo. Autotransformadores. Transformadores de medida y protección.


Máquinas asíncronas:
Introducción. Aspectos constructivos, rotor de jaula y rotor bobinado. Campos magnéticos giratorios producidos por un sistema monofásico y trifásico. Principio de funcionamiento como motor, freno, generador. Circuito equivalente. Balance de potencias. Característica mecánica. Arranque del motor asíncrono. Regulación de velocidad del motor asíncrono.


Máquinas síncronas:
Introducción. Aspectos constructivos. Principio de funcionamiento de un alternador. Funcionamiento en vacío, funcionamiento en carga. Reacción de inducido. Diagrama fasorial. Circuito equivalente. Funcionamiento en una red de potencia infinita. Funcionamiento en una red aislada.


Máquinas de corriente continua:
Introducción. Aspectos constructivos. Principio de funcionamiento. Motores de c.c. Generadores de c.c

4. Actividades académicas

El programa que se ofrece al estudiante para ayudarle a lograr los resultados previstos comprende las siguientes actividades:

Clases teórico-prácticas (45 horas). Por un lado, se realizarán sesiones de exposición y explicación de contenidos teóricos, relacionados con los diferentes tipos de máquinas eléctricas (partes constructivas, principios de funcionamiento, conexionado, etc.). El alumno dispondrá de material docente preparado por el profesorado, y disponible en el Anillo Digital Docente (htt://moodle.unizar.es/), que le ayude al seguimiento de las clases teóricas. Por otro lado, y de forma coordinada, se desarrollarán problemas y casos prácticos relacionados con las exposiciones teóricas (cálculo de circuitos, análisis del funcionamiento de máquinas eléctricas, etc.).

Prácticas de laboratorio (15 horas). El alumno tendrá disponibles en el Anillo Digital Docente (http://moodle.unizar.es/) los guiones de cada práctica, que deberán ser leídos previamente a cada sesión, y en los que realizar anotaciones sobre las actividades realizadas.

Estudio individual (87 horas trabajo autónomo), repartidas a lo largo de las 15 semanas de duración del curso. Se fomentará el trabajo continuado del estudiante, mediante la distribución homogénea a lo largo del cuatrimestre de las diversas actividades de aprendizaje.

Pruebas de evaluación (3 horas). Además de tener una función calificadora, la evaluación también es una herramienta de aprendizaje con la que el alumno comprueba el grado de comprensión y asimilación de conocimientos y destrezas conseguidos

5. Sistema de evaluación

El estudiante deberá demostrar que ha alcanzado los resultados de aprendizaje previstos mediante las siguientes actividades de evaluación:

- Prácticas de laboratorio (20% de la nota final): Cada práctica se valorará por separado. La nota será función del trabajo realizado por el alumno en cada sesión de prácticas, para lo cual será necesario que éste presente un informe final, rellenando un cuestionario que el profesor le entregará antes de finalizar la sesión. La no asistencia a alguna práctica supone un 0 en la misma y el alumno deberá superarla mediante la realización del examen práctico. Para superar la asignatura es necesario asistir a todas las prácticas u obtener una puntuación mínima de 5 sobre 10 en el examen práctico.

- Examen de convocatoria (80% de la nota final): Consistirá en una prueba escrita, a realizar dentro del período de exámenes, con una parte correspondiente a cuestiones cortas y otra a resolución de problemas. Cada una de las partes supone un 50% de la nota del examen, siendo necesario obtener una puntuación mínima de 3,5 sobre 10 en cada una de ellas para poder promediar. Para superar la asignatura es necesario obtener una puntuación mínima de 4 sobre 10.

Aquellos alumnos que no completen a lo largo del cuatrimestre las pruebas de evaluación propuestas, podrán optar a superar la asignatura mediante las pruebas de evaluación que se programarán en las fechas del calendario oficial de exámenes del centro y para cada una de las dos convocatorias, consistente en:

- Examen de convocatoria (80% de la nota final): prueba escrita de iguales características que en la evaluación ordinaria.

- Examen de prácticas (20% de la nota final): prueba en laboratorio donde el estudiante demostrará que es capaz de realizar cualquiera de los apartados propuestos en los guiones de prácticas. Para este ejercicio, el alumno podrá disponer de su cuaderno de prácticas.

Para superar la asignatura en cada una de estas dos pruebas de evaluación es necesario obtener una puntuación mínima de 5 sobre 10.