Novedades Marzo 2013 del programa Gestión de ensayos

Moisés San Martín

El software de Gestión de Ensayos Eléctricos permite la realización de prácticas de Electrotecnia y Máquinas Eléctricas, mediante la comunicación ModBUS (Serie y TCP) con aparatos de medida y controladores que disponen del citado protocolo.

En el Departamento de Ingeniería Eléctrica de la Universidad de Valladolid hemos desarrollado este software para la realización de las prácticas que se realizan en varios laboratorios del Departamento.

Algunas de las ventajas principales del programa es que permite la reproducción de los ensayos, a partir de los datos reales, así como poder realizar todos los ensayos con un único programa.

Más información sobre el programa puede verse en http://www.aulamoisan.com/software-moisan/gestion-de-ensayos-el.

Se ha realizado en marzo de 2013 una nueva versión del programa en la que destacamos las siguientes características:

- Introducción de nuevos ensayos. Véase por ejemplo, en la siguiente figura, el análisis de circuitos magnéticos a partir de un transformador trifásico:

- Introducción de información adicional en cada uno de los ensayos, para poder identificar la máquinas a ensayar, así como el nombre del ensayo:

- Función de exportar todos los datos de los ensayos, así como la fecha, hora y comentarios de los mismos:

El software es de distribución gratuita y puede ser descargado en www.aulamoisan.com.

Algunos derechos perdidos de los alumnos

Moisés San Martín

Por una vez vamos a tratar un tema en este blog AULAMOISAN diferente a las cuestiones eléctricas habituales.

En una de las asignaturas que impartimos, cuyo nombre no viene al caso, tenemos exámenes parciales que constituyen el 20% de la asignatura, y el restante 80% sería la ponderación del ejercicio de examen final. En el caso de que el alumno saque mejor nota en el examen final que en los parciales, su nota definitiva será menor que la del examen final. Y al contrario, si en los parciales saca mejor nota que en los finales, su nota definitiva se verá incrementada respecto a la del examen final.

Dado que las materias evaluadas en los exámenes parciales coinciden con las evaluadas en el examen final el grupo de profesores que imparte dicha asignatura ha decidido evaluar considerando el caso más favorable para el alumno, es decir, considerar los parciales únicamente en el caso de que mejore la nota del examen final.

Si bien este criterio puede parecer correcto a primera vista (y que por otra parte no va a tener contestación alguna por parte del estudiante), entiendo que su aplicación merma el derecho del alumno a ser responsable de su propio aprendizaje. Y me explico. De esta manera se le priva al alumno de su derecho a decidir si mantiene calificación del examen parcial porque piensa que no lo va a mejorar en el final, o a renunciar a la calificación del examen parcial porque piensa que en el final está mejor preparado que cuando hizo el ejercicio parcial.

Además, considerando el caso más favorable para el alumno, me da la impresión que como profesores adoptamos una actitud paternalista (que hace que la del alumno sea infantil), no considerando al alumno maduro para esa toma de decisiones. El caso que os expongo es de alumnos universitarios, pero pienso (sin tener otra experiencia que la de dar clase en la Universidad) que en otros ciclos también el alumno es suficiente maduro para tomar estas decisiones.


Entiendo que las ayudas a los alumnos deben ir en otro sentido que el de favorecerle a toda costa, pues de esta manera les hacemos perder ciertos derechos (entiendo que importantes). 

Nueva versión del simulador de Máquinas Eléctricas

Moisés San Martín

Para el estudio de las Máquinas Eléctricas de corriente alterna (síncronas y asíncronas) podemos recurrir, como en el caso del transformador, al análisis de su circuito equivalente. De esta manera podemos conocer el comportamiento de las máquinas para cualquier régimen de carga, e incluso ante variaciones de tensión o frecuencia.

Para el caso de las máquinas asíncronas (inducción) el circuito equivalente será similar al del transformador monofásico, con la diferencia de que para representar la potencia cedida (útil) conectamos una resistencia a la salida.

A partir de este circuito equivalente podemos determinar la potencia electromagnética, la potencia absorbida, la corriente consumida, par electromagnético, etc. y la podemos representar para todos los estados de funcionamiento. Para realizar dicho estudio hemos preparado un software en Aulamoisan (www.aulamoisan.com) que puede ser descargado en http://www.aulamoisan.com/software-moisan/maquinas-electricas.

Este mismo programa analiza el comportamiento ante diferentes tensiones y frecuencias.

De igual manera se analiza la máquina síncrona, que se trabaja como circuito equivalente su circuito Thevenin compuesto por un generador ideal en serie con una impedancia interna.

En este caso el software representa el diagrama fasorial y nos permite conocer el comportamiento de la máquina síncrona ante variaciones de carga (potencias).

Más información en www.aulamoisan.com.

Simulación de transformadores monofásicos

Moisés San Martín

Para el estudio del comportamiento de los transformadores eléctricos se acostumbra usar un circuito equivalente como el mostrado en la figura:

Los parámetros del circuito equivalente son obtenidos a partir de los ensayos de vacío y de cortocircuito. Una vez conocidos los citados parámetros es posible determinar el comportamiento del transformador eléctrico ante cualquier carga conectada al secundario.

En Aulamoisan hemos desarrollado un software simulador que permite calcular todas las magnitudes fundamentales del circuito (tensiones, corrientes y potencias), así como representar su diagrama fasorial.

La carga conectada al secundario puede ser expresada por su impedancia, y también por sus potencias activa y reactiva.

Puedes descargar el programa en http://www.aulamoisan.com/software-moisan/transformadores-monofasicos.

Circuitos magnéticos (III)

Moisés San Martín

Continuando con la serie de circuitos magnéticos, en el que tratamos de analizar el circuito de doble ventana de la siguiente figura alimentado en su columna central.

Para el estudio del mencionado circuito magnético ante cualquier carga conectada en sus devanados, utilizamos su CIRCUITO EQUIVALENTE (usado con profusión en el estudio de transformadores eléctricos CON DOS DEVANADOS). Este circuito equivalente consta de una resistencia del primario Rp y una resistencia en el secundario R's (reducida al primario) correspondiente a las pérdidas por efecto Joule; unas reactancias de primario Xdp y secundario X'ds (también reducida al primario) correspondientes a la dispersión de flujo, una resistencia _RFE   correspondiente a las pérdidas de Foucault e histéresis en el circuito magnético; y una reactancia X_µ  que representa el flujo útil. Además, la carga conectada al secundario Z'c se reduce al primario.

 Dado que en este caso el "transformador" dispone de un primario (columna central y varios secundarios (columna central, columna lateral izquierda y columna lateral derecha), el circuito equivalente completo deberá considerar todos estos elementos.

Como ya se vio en artículos anteriores, en todos los casos, el flujo en la columna central se reparte entre sendos flujos en las columnas laterales. Por lo tanto, el CIRCUITO EQUIVALENTE OBTENIDO podría ser el mostrado en la siguiente figura:

Obsérvese que en las columnas laterales (A y C), la reactancia que representa su flujo útil Xµ viene dividida por la mitad. Por otra parte, analizando los elementos del circuito equivalente correspondiente a las columnas centrales, tenemos algo parecido a dos circuitos equivalentes conectados EN SERIE (E_A + E_C = E_B). Dado que el flujo en corriente alterna es proporcional a la tensión, esto nos indica que el flujo de A más el flujo de C es igual al flujo en B (y esto sin considerar los flujos dispersos).

Respecto a la columna central B, se observa que se corresponde con el circuito equivalente clásico de un transformador.

Con el citado circuito equivalente es posible analizar el comportamiento del "transformador ante cualquier carga conectada en su secundario.

Nuevo simulador de Subestaciones Eléctricas

    Se ha creado a través de un Proyecto Fin de Carrera de Eladio González un programa Simulador de Subestaciones Eléctricas.

    El programa explica los distintos elementos que intervienen en una subestación eléctrica, y permite la simulación de maniobras (de forma manual y automática) en las siguientes configuraciones:

• Barras simples
• Barras simples partidas
• Barras simples con by-pass
• Juego de barras con transferencia
• Doble barra
• Anillo
• Interruptor y medio

   Más información y descarga en http://www.aulamoisan.com/software-moisan/subestaciones-electricas

Circuitos magnéticos (II)

Moisés San Martín

Continuamos con el análisis de magnético realizado en un circuito de dos ventanas como el mostrado en la figura.

En este caso tratamos de justificar el reparto de los flujos por las columnas laterales ante diferentes cargas. Ya vimos en el post anterior que ante cualquier carga el flujo de la columna central permanece prácticamente constante (debido a que depende de la tensión y la frecuencia).

Si observamos el circuito ante diversas cargas, en todos los casos la corriente por la carga del secundario en la columna de la izquierda es prácticamente igual a la corriente de la carga de la columna derecha:

Esta corriente por la carga origina una tensión, que será proporcional al flujo que circula por esa columna. Se observa que si la resistencia conectada en la columna derecha es doble, por ahí circula prácticamente el doble de flujo que en la columna izquierda. (Recuérdese que por la columna central prácticamente circula el mismo flujo y así se comprueba analizando la tensión en el secundario de la columna central). Por lo tanto, cuanto más carga haya en una columna lateral, más flujo circulará por ella (en detrimento de la otra columna lateral).

La explicación de este fenómeno es el mantenimiento de la fuerza magnetomotriz (NI). Eligiendo un camino cerrado podemos aplicar que la suma algebraica de fuerzas magnetomotrices en ese camino es igual a la suma de flujos por la reluctancia.

Del análisis en vacío determinamos que la corriente de vacío es despreciable (y por tanto su flujo por reluctancia) como vemos en la siguiente figura:

Por lo tanto eligiendo como camino cerrado el marcado con rojo en la figura, la fuerza magnetomotriz de la columna central (NpIp) es prácticamente la fuerza magnetomotriz de la columna derecha (NsIsc). En realidad NsIsc = NpIp-NpIo (siendo Io la corriente de vacío).

Si a la corriente del primario (0,45 A) se le resta la corriente de vacío (0,06 A) y se multiplica por la relación de transformación (0,92) se obtiene prácticamente las corrientes que circulan por los secundarios de las columnas laterales.

Con estos resultados ya estamos en condiciones de elaborar el circuito equivalente para el estudio de este circuito magnético y que haremos en futuros posts.