CHAPMAN,STEPHEN
Contenido Capítulo 1 Introducción a los principios de las máquinas 1 1.1 Las máquinas eléctricas, los transformadores y la vida diaria 1 1.2 Nota referente a las unidades y notación 2 Notación 1.3 Movimiento rotatorio, ley de Newton y Relaciones de potencia 2 Position angular (6)/ Velocidad angular (co) /Aceleración angular (a) Par (T)/Ley de rotación de Newton / Trabajo (W) /Potencia (P) 1.4 El campo magnético 6 Producción de un campo magnético / Circuitos magnéticos / Comportamiento magnético de los materiales ferromagnéticos / Pérdidas de energía en un núcleo ferromagnético 1.5 Ley de Faraday: voltaje inducido por un campo magnético variable 22 1.6 Producción de fuerza inducida en un alambre 25 1.7 Voltaje inducido en un conductor que se mueve en un campo magnético 26 1.8 Ejemplo sencillo de una máquina lineal de corriente directa 28 Arranque de la máquina lineal de corriente directa/La máquina lineal corriente directa como motor/La máquina lineal de corriente directa como generador / Problemas con el arranque en la máquina de corriente directa lineal 1.9 Potencias real, reactiva y aparente en los circuitos de corriente alterna 36 Formas alternativas de las ecuaciones de potencia / Potencia compleja / Relaciones entre el ángulo de impedancia, el ángulo de la corriente y la potencia / Triángulo de potencia. 1.10 Resumen 41 Preguntas 42 Problemas 42 Bibliografía 48 Capítulo 2 Transformadores 49 2.1 ¿Por qué son importantes los transformadores en la vida moderna? 49 2.2 Tipos y Construcción de transformadores 50 2.3 El transformador ideal 51 Potencia en el transformador ideal / Transformación de impedancia a través de un transformador / Análisis de circuitos que contienen transformadores ideales 2.4 Teoría de operación de los transformadores monofásicos reales 58 Relación de voltaje en el transformador / Corriente de magnetización en un transformador real / Relación de corriente en un transformador y la convención de puntos 2.5 El circuito equivalente de un transformador 64 Circuito equivalente exacto de un transformador real / Circuitos equivalentes aproximados de un transformador / Determinación de los valores de los componentes en el modelo de transformador. 2.6 Sistema de medidas por unidad 2.7 Regulación de voltaje y eficiencia de un transformador Diagrama fasorial del transformador / Eficiencia del transformador 2.8 Tomas (taps) y Regulación de voltaje en los transformadores 2.9 El auto transformador Relaciones entre el voltaje y la corriente en un autotransformador / La ventaja del valor nominal de la potencia aparente de los autotransformadores / La impedancia interna de un autotransformador 2.10 Transformadores trifásicos Conexiones de transformadores trifásicos / El sistema por unidad para los transformadores trifásicos 2.11 Transformación trifásica utilizando dos transformadores La conexión A abierta (oV-V) /La conexión ye abierta-delta abierta /La conexión Scott-T/La conexión T trifásica. Capítulo 3 Principios básicos de las máquinas de corriente alterna (ca) 119 3.1 Espira sencilla en un campo magnético uniforme 119 Voltaje inducido en una espira rotativa sencilla / Par inducido en una espira que porta corriente 3.2 Campo magnético giratorio 124 Demostración del concepto de campo magnético giratorio / Relación entre la frecuencia eléctrica y la velocidad de rotación del campo magnético / 2.12 Valores nominales y problemas relacionados con los transformadores Valores nominales de voltaje y frecuencia de un transformador / Valor nominal de la potencia aparente de un transformador / El problema de la corriente de irrupción / Placa de características del transformador 2.13 Transformadores para instrumentos 2.14 Resumen Preguntas Problemas Bibliografía Inversión de la dirección de rotación del campo magnético 3.3 Fuerza magnetomotriz y distribución de flujo en máquinas de ca 132 3.4 Voltaje inducido en máquinas de ca 134 Voltaje inducido en la bobina de un estator bipolar / Voltaje inducido en un grupo de bobinas trifásico / Voltaje RMS en un estator trifásico 3.5 Par inducido en una máquina de ca 138 3.6 Aislamiento del devanado en una máquina de ca 140 3.7 Flujo de potencia y pérdidas en máquinas de ca 141 Pérdidas en máquinas de ca /Diagrama de flujo de potencia 3.8 Regulación de voltaje y Regulación de velocidad 143 3.9 Resumen 144 Preguntas 145 Problemas 145 Bibliografía 146 Capítulo 4 Generadores síncronos 147 4.1 Construcción de generadores síncronos 147 4.2 La velocidad de rotación de un generador síncrono 150 4.3 Voltaje interno generado por un generador síncronos 151 4.4 Circuito equivalente de un generador síncronos 152 4.5 Diagrama fasorial de un generador síncronos 156 4.6 Potencia y par en los generadores síncronos 157 4.7 Medición de los parámetros del modelo de generador síncronos 159 Relación de cortocircuito 4.8 Generador síncronos que opera solo 163 Efecto de los cambios en la carga en un generador síncronos que opera solo / Problemas de ejemplo 4.9 Operación en paralelo de generadores de ca 173
Contenido Capítulo 1 Introducción a los principios de las máquinas 1 1.1 Las máquinas eléctricas, los transformadores y la vida diaria 1 1.2 Nota referente a las unidades y notación 2 Notación 1.3 Movimiento rotatorio, ley de Newton y Relaciones de potencia 2 Position angular (6)/ Velocidad angular (co) /Aceleración angular (a) Par (T)/Ley de rotación de Newton / Trabajo (W) /Potencia (P) 1.4 El campo magnético 6 Producción de un campo magnético / Circuitos magnéticos / Comportamiento magnético de los materiales ferromagnéticos / Pérdidas de energía en un núcleo ferromagnético 1.5 Ley de Faraday: voltaje inducido por un campo magnético variable 22 1.6 Producción de fuerza inducida en un alambre 25 1.7 Voltaje inducido en un conductor que se mueve en un campo magnético 26 1.8 Ejemplo sencillo de una máquina lineal de corriente directa 28 Arranque de la máquina lineal de corriente directa/La máquina lineal corriente directa como motor/La máquina lineal de corriente directa como generador / Problemas con el arranque en la máquina de corriente directa lineal 1.9 Potencias real, reactiva y aparente en los circuitos de corriente alterna 36 Formas alternativas de las ecuaciones de potencia / Potencia compleja / Relaciones entre el ángulo de impedancia, el ángulo de la corriente y la potencia / Triángulo de potencia. 1.10 Resumen 41 Preguntas 42 Problemas 42 Bibliografía 48 Capítulo 2 Transformadores 49 2.1 ¿Por qué son importantes los transformadores en la vida moderna? 49 2.2 Tipos y Construcción de transformadores 50 2.3 El transformador ideal 51 Potencia en el transformador ideal / Transformación de impedancia a través de un transformador / Análisis de circuitos que contienen transformadores ideales 2.4 Teoría de operación de los transformadores monofásicos reales 58 Relación de voltaje en el transformador / Corriente de magnetización en un transformador real / Relación de corriente en un transformador y la convención de puntos 2.5 El circuito equivalente de un transformador 64 Circuito equivalente exacto de un transformador real / Circuitos equivalentes aproximados de un transformador / Determinación de los valores de los componentes en el modelo de transformador. 2.6 Sistema de medidas por unidad 2.7 Regulación de voltaje y eficiencia de un transformador Diagrama fasorial del transformador / Eficiencia del transformador 2.8 Tomas (taps) y Regulación de voltaje en los transformadores 2.9 El auto transformador Relaciones entre el voltaje y la corriente en un autotransformador / La ventaja del valor nominal de la potencia aparente de los autotransformadores / La impedancia interna de un autotransformador 2.10 Transformadores trifásicos Conexiones de transformadores trifásicos / El sistema por unidad para los transformadores trifásicos 2.11 Transformación trifásica utilizando dos transformadores La conexión A abierta (oV-V) /La conexión ye abierta-delta abierta /La conexión Scott-T/La conexión T trifásica. Capítulo 3 Principios básicos de las máquinas de corriente alterna (ca) 119 3.1 Espira sencilla en un campo magnético uniforme 119 Voltaje inducido en una espira rotativa sencilla / Par inducido en una espira que porta corriente 3.2 Campo magnético giratorio 124 Demostración del concepto de campo magnético giratorio / Relación entre la frecuencia eléctrica y la velocidad de rotación del campo magnético / 2.12 Valores nominales y problemas relacionados con los transformadores Valores nominales de voltaje y frecuencia de un transformador / Valor nominal de la potencia aparente de un transformador / El problema de la corriente de irrupción / Placa de características del transformador 2.13 Transformadores para instrumentos 2.14 Resumen Preguntas Problemas Bibliografía Inversión de la dirección de rotación del campo magnético 3.3 Fuerza magnetomotriz y distribución de flujo en máquinas de ca 132 3.4 Voltaje inducido en máquinas de ca 134 Voltaje inducido en la bobina de un estator bipolar / Voltaje inducido en un grupo de bobinas trifásico / Voltaje RMS en un estator trifásico 3.5 Par inducido en una máquina de ca 138 3.6 Aislamiento del devanado en una máquina de ca 140 3.7 Flujo de potencia y pérdidas en máquinas de ca 141 Pérdidas en máquinas de ca /Diagrama de flujo de potencia 3.8 Regulación de voltaje y Regulación de velocidad 143 3.9 Resumen 144 Preguntas 145 Problemas 145 Bibliografía 146 Capítulo 4 Generadores síncronos 147 4.1 Construcción de generadores síncronos 147 4.2 La velocidad de rotación de un generador síncrono 150 4.3 Voltaje interno generado por un generador síncronos 151 4.4 Circuito equivalente de un generador síncronos 152 4.5 Diagrama fasorial de un generador síncronos 156 4.6 Potencia y par en los generadores síncronos 157 4.7 Medición de los parámetros del modelo de generador síncronos 159 Relación de cortocircuito 4.8 Generador síncronos que opera solo 163 Efecto de los cambios en la carga en un generador síncronos que opera solo / Problemas de ejemplo 4.9 Operación en paralelo de generadores de ca 173
