TEORÍA DE LOS FASORES ESPACIALES - Espada de luz

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Prólogo
Presentación Lista de símbolos

Capítulo 1. Conceptos y fórmulas básicas en la teoría de los fasores espaciales
1.1. Planteamiento y resumen del capítulo
1.2. Introducción a los conceptos básicos de la teoría de los fasores espaciales
1.2.1. Concepto de fasor temporal
1.2.2. Concepto de fasor espacial
1.2.3. Fasores espaciales de capa de corriente
1.2.4. Fasores espaciales de flujo de corona y de f.e.m. inducida
1.2.5. Fasores espaciales de corriente, tensión, caídas de tensión resistiva e inductiva, y enlaces de flujo 1.2.6. Idea fundamental conducente a la introducción e interpretación de los fasores espaciales de corriente, tensión y enlaces de flujo. Simplificación obtenida en las ecuaciones dinámicas de la máquina
1.3. Comparación entre la teoría de los vectores y la teoría de los fasores espaciales
1.4. Diagramas fasoriales dinámicos
1.5. Formulario práctico de la teoría de los fasores espaciales
1.5.1. Fórmulas generales válidas indistintamente para máquinas de entrehierro constante o de polos salientes
1.5.2. Fasores espaciales de devanados polifásicos simétricos en régimen dinámico
1.5.3. Fasores espaciales de devanados polifásicos simétricos en régimen senoidal permanente
1.5.4. Fórmulas sólo aplicables a máquinas de entrehierro constante
1.5.5. Fórmulas de pares electromagnéticos Anexo. Deducción de la expresión del par T = Kte (* x *) Bibliografía del capítulo

Capítulo 2. Ejercicios y problemas prácticos sobre factores de devanado y sobre campos magnéticos producidos por una sola fase
2.1. Devanado monofásico de excitación de un turboalternador con todas las bobinas iguales. Campo magnético y factores de devanado
2.2. Devanado monofásico de excitación de un turboalternador con la bobina central diferente. Campo magnético y factores de devanado
2.3. Motores de continua y motores monofásicos de colector: capa de corriente y tensión magnética de entrehierro
2.4. Devanado bifásico de simple capa en la máquina universal: onda de tensión magnética producida por una fase
2.5. Devanado trifásico de simple capa en la máquina universal: onda de tensión magnética producida por una fase
2.6. Determinación del número de bobinas y espiras en un devanado de doble capa
2.7. Factores de distribución y de paso en un devanado de doble capa
2.8. Caracterización de un devanado de doble capa en el estator de un alternador industrial
2.9. Diseño del devanado trifásico de doble capa y con acortamiento de paso en 1/6 para un estator de 4 polos y 72 ranuras
2.10. Ondas de tensión magnética producidas por diferentes conexiones del devanado rotórico de doble capa de la máquina universal
2.11. Inducido de 6 polos con chapa de 36 ranuras: diseño de los diferentes devanados industriales posibles para máquina bifásica y trifásica, con bobinas diametrales o de paso acortado. Cálculo de los factores de devanado

Capítulo 3. Ejercicios y problemas prácticos sobre campos magnéticos giratorios
3.1. Composición de dos campos giratorios de diferentes módulos, igual velocidad y sentidos de giro opuestos
3.2. Caracterización de la onda magnética fundamental producida por el rotor de un turboalternador alimentado con distintas corrientes y girando a distintas velocidades
3.3. Campo magnético fundamental en vacío de un motor bifásico conectado a una red trifásica
3.4. Campo magnético fundamental en vacío de un motor trifásico alimentado mediante inversor electrónico de seis escalones (six-step inverter)
3.5. Onda de capa de corriente de un devanado trifásico expresada en los sistemas fasoriales de estator y rotor
3.6. Campo magnético producido por dos corrientes senoidales con un desfase arbitrario en el tiempo alimentando dos devanados monofásicos separados un ángulo arbitrario en el espacio. Condiciones para obtener un campo giratorio circular
3.7. Alternativas industriales para el frenado de un motor asíncrono por corriente continua. Determinación de la corriente trifásica equivalente a efectos magnéticos
3.8. Campo magnético estatórico de un motor de inducción trifásico alimentado mediante convertidor electrónico de entrada por corriente
3.9. Motor de inducción hexafásico alimentado por dos convertidores electrónicos trifásicos. Campo producido por el estator
3.10. Corrientes trifásicas senoidales no equilibradas: cálculo del campo magnético por
métodos directos y por componentes simétricas. Campos giratorios directo e inverso
3.11. Motor original patentado por Tesla. Estudio básico del campo magnético
3.12. Influencia del ancho de ranura en la capa de corriente de un devanado trifásico. Aplicaciones al cálculo de máquinas y a la interpretación física del fasor espacial de corriente

Capítulo 4. Tratamiento de campos armónicos mediante fasores espaciales
4.1. Obtención de la inducción magnética en un punto del entrehierro a partir de los fasores espaciales de inducción
4.2. Devanado trifásico de simple capa con q = 3. Determinación mediante fasores espaciales de las ondas armónicas de capa de corriente y tensión magnética de entrehierro
4.3. Rotor de un turboalternador. Caracterización de su campo magnético giratorio indeformable incluyendo los armónicos espaciales. Determinación de la tensión magnética
4.4. Motor asíncrono de jaula de ardilla. Obtención de la curva de tensión magnética de entrehierro producida por el estator con los principales armónicos (campo giratorio deformable)

Capítulo 5. Ejercicios y problemas prácticos sobre fuerzas electromotrices inducidas
5.1. Generador bifásico/trifásico: tensión inducida en vacío con campo senoidal
5.2. Generador bifásico/trifásico: tensión inducida en vacío con campo no senoidal
5.3. Fuerzas electromotrices eficaces e instantáneas inducidas en una fase del estator y en una barra del rotor de un motor de inducción
5.4. Generador síncrono en régimen aislado. Tensión en vacío. Tensión y corriente al conectar una carga trifásica. Análisis crítico sobre las discrepancias obtenidas con las medidas experimentales
5.5. Fuerza electromotriz inducida en el rotor de la máquina universal alimentando el estator con un sistema trifásico de corrientes (rotor parado o girando a la velocidad de sincronismo)
5.6. Ondas de campo magnético y ff.ee.mm. inducidas en la máquina universal con diferentes conexiones en estator y rotor (estator alimentado en continua)
5.7. Análisis de alternativas industriales posibles para obtener una tensión trifásica de amplitud variable de modo continuo y en un amplio margen
5.8. Compensación del desfase entre las tensiones de entrada y salida de un regulador trifásico industrial de inducción
5.9. Determinación de las tensiones y corrientes en un regulador trifásico de inducción al conectarle una carga 5.10. Regulador monofásico de inducción. Estudio en vacío. Relaciones fasoriales básicas cuando se conoce la corriente de carga

Los objetivos de este libro son presentar de forma resumida los conceptos y formulas principales de la teoria de los fasores espaciales y, sobre todo, mostrar al lector su extraordinaria potencia y sencillez de manejo para la resolución de las cuestiones y problemas tecnicos relacionados con las leyes basicas de funcionamiento de las maquinas Eléctricas rotativas, tanto de rotor liso como de polos salientes. Para ello, en el capitulo primero se sintetizan de modo sistematico los fundamentos de la citada teoria, y en los cinco capitulos siguientes se presenta una colección de mas de cincuenta ejercicios resueltos. Se trata en su mayoria de problemas con un marcado caracter práctico e industrial, como el lector puede rapidamente comprobar en el indice de la obra.

La aplicación de la teoria de los fasores espaciales a un conjunto muy diversificado de problemas industriales conduce al dominio de la misma. Eso permite al lector una profunda comprensión fisica de como y porque funcionan las maquinas, y le capacita para aportar soluciones creativas en los campos de su diseño, funcionamiento y control electronico.

Junto a lo anterior el lector adquiere una metodologia, de uso muy sencillo pero muy potente, para cuantificar con precisión el comportamiento de una maquina bajo modalidades de funcionamiento y en aplicaciones industriales muy diferentes.

Contenidos del libro;

- Conceptos y fórmulas básicas en la teoría de los fasores espaciales
- Ejercicios y problemas prácticos sobre factores de devanado y sobre campos magnéticos producidos por una sola fase
- Ejercicios y problemas prácticos sobre campos magnéticos giratorios
- Tratamiento de campos armónicos mediante fasores espaciales
- Ejercicios y problemas prácticos sobre fuerzas electromotrices inducidas
- Ejercicios y problemas prácticos sobre pares electromagnéticos