Gestión Académica

El principal objetivo del Máster en “Conversión de Energía Eléctrica y Sistemas de Potencia” (Máster EECPS) es la formación de personal cualificado en áreas relacionadas con la gestión de la energía eléctrica, con énfasis en sistemas de potencia para energías renovables. El Máster presenta un doble enfoque: científico y profesional. En el enfoque científico, la formación se centra en el diseño de dos aplicaciones principales: Sistemas de Energía Eléctrica y Sistemas de Tracción Eléctricos e Híbridos. Por otro lado, en el enforque empresarial, la formación se centra en la gestión de la energía eléctrica. Así, los temas de este hilo se han diseñado atendiendo a dos temas principales, como son la gestión de la energía en los grandes consumidores y la generación y transmisión de energía eléctrica en un mercado liberalizado. Las tres líneas principales del máster se pueden resumir en:

• Sistemas de energía eléctrica
• Vehículos eléctricos e híbridos
• Eficiencia energética y energías renovables

La asignatura de Máquinas Eléctricas para Generación y tracción pertenece al módulo de igualación, impartida en el primer semestre del primer curso del Master EECPS. Este módulo de igualación pretende aportar igualdad de conocimiento entre los estudiantes con diferente formación básica. Este término de igualación ofrece un conjunto de asignaturas opcionales diseñados para promover la homogeneización entre los conocimientos de los estudiantes. Este término incluye la asignatura "Máquinas eléctricas de generación y tracción", con 3 ECTS obligatorios, destinados a comprender los principios generales de funcionamiento de las máquinas eléctricas (síncronas y asíncronas) e identificación de los campos de aplicación de cada tipo de máquinas.

El objetivo básico es comprender los conceptos de operación y criterios de diseño de diferentes tipos de máquinas trifásicas asíncronas (jaula de ardilla, anillos rozantes y doblemente alimentado) y síncronas (imán permanente y bobina de excitación) e identificación de aplicaciones típicas de cada máquina en el campo de generación y tracción.

Para el desarrollo de la asignatura los estudiantes deben certificar que poseen conocimientos básicos en electrónica de potencia, centrales eléctricas, máquinas eléctricas y sistemas de control y automatización. Estos conocimientos se pueden certificar a partir del perfil del estudiante y su CV.

Básicas:

CB6: Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en el desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación.

CB7: Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área.

CB8: Que los estudiantes sean capaces de integrar conocimientos y enfrentarse a la complejidad de formular juicos a partir de una información que, siendo incompleta o limitada, incluya reflexiones sobre las responsabilidades sociales y éticas vinculadas a la aplicación de sus conocimientos y juicios.

CB9: Que los estudiantes sepan comunicar sus conclusiones y los conocimientos y razones últimas que las sustentan a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades.

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.

Generales:

CG3 - Conocer las herramientas matemáticas fundamentales utilizadas en el análisis, modelado y simulación los sistemas de potencia

CG4 - Utilizar los ordenadores y en general los procesadores digitales, para el análisis, simulación, diseño, monitorización, control y supervisión de sistemas de potencia

CG5 - Analizar de manera crítica datos correspondientes a la lectura de las distintas magnitudes medidas por los subsistemas de instrumentación.

CG6 - Valorar los riesgos del uso de la energía eléctrica, y en general, del trabajo en instalaciones industriales y el uso de los equipos industriales, comprendiendo la necesidad de elementos de seguridad, implementación de protecciones y señalización en sistemas de potencia

CG7 - Manejar de forma tanto teórica como práctica el equipamiento de laboratorio específico de monitorización y control de sistemas de potencia y vehículos eléctricos

CG8 - Identificar los aspectos del diseño técnico que dependen en mayor medida de condicionantes estratégicos, socio-políticos, económicos y medioambientales

CE10 - Comprender las características fundamentales, así como las ventajas y limitaciones de la tracción eléctrica e híbrida frente a los motores de combustión

CE11 - Adquirir los conocimientos de electrónica de potencia necesarios para el análisis y diseño de sistemas de tracción eléctrica e híbrida

CE17 - Identificar los agentes participantes en el mercado eléctrico y gasista, así como su funcionamiento teniendo en cuenta distintas metodologías de gestión.

CE18 - Comprender el proceso de formación de precios, entendiendo los distintos componentes del precio final de la energía eléctrica y tarifas

Específicas:

CE1 - Comprender la importancia y el ámbito de utilización de los sistemas eléctricos de potencia

CE2 - Conocer, caracterizar y modelar las distintas fuentes de energía primaria y cargas de potencia

CE3 - Conocer el modelado dinámico de los sistemas eléctricos de potencia básicos

CE4 - Comprender el funcionamiento, tanto en régimen permanente como transitorio, de las máquinas eléctricas utilizadas para la generación y la tracción eléctrica.

CE5 - Comparar topologías electrónicas y métodos de control que realicen el mismo tipo de conversión energética y juzgar la más adecuada para cada aplicación.

CE6 - Conocer las características, las distintas estrategias de diseño así como los elementos constructivos y materiales de los sistemas eléctricos de potencia

Resultados de aprendizaje:

RA42: Comprender el principio de funcionamiento de las máquinas eléctricas.

RA43: Conocer los distintos tipos de máquinas eléctricas síncronas y asíncronas utilizadas en generación y tracción eléctrica, sus componentes y los criterios de diseño y utilización de las mismas.

RA44: Identificar las aplicaciones particulares de cada máquina.

Topic 1: Introduction to electrical machines

• History of Electric Machines
• Classification of Electric Machines
• Fundamentals of electromechanical energy conversion in rotating electrical machines
• General constructive analysis of electric machines
• General concepts of three-phase rotating machine theory

Topic 2: Asynchronous machines

• Basic constructive aspects of three-phase asynchronous machines
• Principle of operation of a three-phase asynchronous machine
• Equivalent Circuit of a three-phase asynchronous machine
• Influence of the design of the rotor in the mechanical characteristics
• The doubly fed asynchronous generator
  • Principle of operation
  • Power Balance
  • Control of reactive energy and torque
• Applications of the asynchronous machines
  • Generation
  • Traction

Topic 3: Synchronous machines

• Permanent magnet machines
  • Permanent magnet materials
  • Rotating Magnetic fields
  • Structure of synchronous motors
  • Features of permanent magnet synchronous machines
  • BLDC and PMSM
  • Permanent magnet synchronous machines (PMSMs)
  • Rotor wound synchronous motor
  • Current state and future trends
  • Synchronous motor dq mathematical model
  • Synchronous motor: control
• Applications
  • Generation
  • Traction

Topic 4: Design of an electric machine.

Learning methodology:

De forma excepcional, si las condiciones sanitarias lo requieren, se podrán incluir actividades de docencia no presencial. En tal caso, se informará al estudiantado de los cambios efectuados.

La calificación final del alumno se obtendrá de la siguiente manera:

El 30% de la nota del alumno proviene de un examen escrito individual que se realizará al final del semestre. Esta prueba versará sobre los diferentes conceptos y técnicas aprendidos a lo largo del curso y/o de los trabajos/informes realizados. Se considera requisito indispensable para superar la asignatura obtener, al menos, un 40% de la calificación máxima en el examen escrito.

Otro 35% provendrá del desarrollo de un proyecto grupal o individual cuya resolución implique el manejo de los conocimientos adquiridos en la asignatura. Los estudiantes deberán presentar un informe individual que describa la solución adoptada. Es una prueba obligatoria.

Junto con la entrega del informe, cada grupo de alumnos o alumno individual deberá realizar una presentación pública del trabajo a los profesores de la asignatura. Un 15% provendrá de la presentación oral. Es una prueba obligatoria.

Un 10% provendrá de las simulaciones propuestas desarrolladas por el alumno. Es una prueba obligatoria.

Finalmente, el 10% restante proviene de la asistencia a clases (se requiere un mínimo del 80%).

De forma excepcional, si las condiciones sanitarias lo requieren, se podrán incluir métodos de evaluación no presencial. En tal caso, se informará al estudiantado de los cambios efectuados.

1. Electric Machinery Fundamentals – Stephen J. Chapman.
2. Wind Energy Generation: Modelling and Control Olimpo Anaya-Lara, Nick Jenkins, Janaka Ekanayake, Phill Cartwright, Michael Hughes – Wiley Ed.
3. Brushless Permanent-Magnet Motor Design.  Duane C. Hanselman. McGraw-Hill, Inc.
4. PERMANENT MAGNET MOTOR TECHNOLOGY: Design and Applications. JACEK F. GIERAS. MARCELD EKKEIRN.
5. ·HANDBOOK OF SMALL ELECTRIC MOTORS. William H. Yeadon, P.E. , Alan W. Yeadon, P.E. . McGraw-Hill.
6. Electric Machinery. A. E. Fitzgerald, Charles Kingsley, Jr., Stephen D. Umans. McGraw-Hill.
7. ·Design, analysis, and control of interior PM synchronous machines. N Bianchi, T. M. Jahns. IEEE.

En un nivel superior y si resultara necesario, también tendrían acceso a artículos publicados en revistas internacionales y a ponencias incluidas en las actas de congresos especializados y de interés específico, se pueden destacar en este sentido el acceso, en formato electrónico, a las publicaciones del Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) a las que se encuentra suscrita la Universidad de Oviedo.