El poder de las máquinas eléctricas, ahora con inteligencia
Las máquinas eléctricas son el corazón de la ingeniería moderna: transforman, impulsan y dan movimiento a nuestro mundo. Este libro le ofrece una visión integral y actualizada de cómo estos sistemas evolucionan hacia una nueva era de inteligencia y sostenibilidad.
Con un enfoque didáctico y práctico, los autores presentan un recorrido completo desde los fundamentos del electromagnetismo y el modelado matemático hasta las técnicas de control más avanzadas, integrando la teoría con la simulación digital mediante Matlab/Simulink.
En este libro encontrará:
o Fundamentos del electromagnetismo y modelado matemático aplicados a motores eléctricos.
o Principios y funcionamiento de motores de inducción, reluctancia y máquinas síncronas modernas.
o Estrategias avanzadas de control predictivo, control directo del par (DTC) y algoritmos de aprendizaje automático.
o Ejemplos prácticos y simulaciones digitales para experimentar fenómenos eléctricos y de control.
o Conexión directa entre teoría electromecánica, automatización y eficiencia energética.
Esta es una lectura esencial si desea comprender cómo las máquinas del siglo XXI integran la potencia del campo magnético con la inteligencia de los algoritmos. Sin duda, esta guía le hará pensar, simular y transformar la ingeniería eléctrica del futuro.
El contenido de esta obra es fruto de la colaboración entre la Universidad de las Fuerzas Armadas – ESPE (Ecuador) y la Universidad de Extremadura (España), instituciones comprometidas con la excelencia y la innovación en el campo de la ingeniería eléctrica aplicada.
Contenido
Capítulo 1. Motor de inducción de jaula de ardilla
1.1 Introducción
1.2 Alcance del capítulo
1.3 Motor de jaula de ardilla
1.4 Estructura del motor de rotor de jaula de ardilla
1.5 Velocidad y deslizamiento
1.6 Ventajas y desventajas
1.7 Aplicaciones industriales
1.8 Consideraciones de mantenimiento y operación
1.9 Actividades prácticas
1.10 Actividades de aprendizaje y evaluación
1.11 Conclusiones
Capítulo 2. Motor trifásico y arranque directo
2.1 Introducción
2.2 Alcance del capítulo
2.3 Motor trifásico
2.4 Arranque directo
2.5 Protección del motor
2.6 Cálculo de la corriente de arranque
2.7 Ventajas y desventajas del arranque directo
2.8 Alternativas al arranque directo
2.9 Variador de frecuencia
2.10 Aplicaciones del variador de frecuencia
2.11 Actividades prácticas
2.12 Actividades de aprendizaje y evaluación
2.13 Conclusiones
Capítulo 3. Sistemas de arranque de motores
3.1 Introducción
3.2 Principios básicos
3.3 Par de arranque
3.4 Métodos de arranque
3.5 Componentes del sistema de arranque
3.6 Consideraciones adicionales
3.7 Actividades prácticas
3.8 Actividades de aprendizaje y evaluación
Capítulo 4. Arranque por autotransformador
4.1 Introducción
4.2 Alcance del capítulo
4.3 Motor trifásico y su arranque
4.4 Corriente de arranque en motores trifásicos
4.5 Autotransformador
4.6 Funcionamiento del arranque por autotransformador
4.7 Ventajas del arranque por autotransformador
4.8 Consideraciones en el uso del autotransformador
4.9 Actividad práctica
4.10 Actividades de aprendizaje y evaluación
4.11 Conclusiones
Capítulo 5. Arranque mediante resistencias estatóricas
5.1 Introducción
5.2 Motores eléctricos trifásicos
5.3 Resistencias estatóricas
5.3.1 Principio de operación de las resistencias estatóricas
5.3.2 Datos característicos del arranque por resistencias estatóricas
5.3.2.1 Cálculo de las resistencias
5.3.2.2 Par de arranque (Mar)
5.3.2.3 Intensidad de arranque
5.3.2.4 Cálculo de pérdidas por efecto Joule
5.3.3 Análisis comparativo
5.3.3.1 Arranque con resistencias estatóricas frente a otros métodos
5.3.4 Actividad práctica: simulación del arranque de un motor trifásico por resistencias estatóricas
5.3.4.1 Simulación
5.3.4.2 Funcionamiento
5.4 Impacto en el sistema y ventajas
5.5 Aplicaciones industriales
5.6 Actividades de aprendizaje y evaluación
5.7 Conclusiones
Capítulo 6. Motores monofásicos
6.1 Introducción
6.2 Alcance del capítulo
6.3 Motor monofásico
6.4 Principio de funcionamiento
6.5 Tipos de motores monofásicos
6.6 Componentes principales
6.7 Funcionamiento del motor monofásico
6.8 Motor monofásico de fase partida
6.9 Aplicaciones y beneficios
6.10 Actividades prácticas
6.11 Actividades de aprendizaje y evaluación
6.12 Conclusiones
Capítulo 7. Técnicas avanzadas de control de motores
7.1 Introducción
7.2 Alcance del capítulo
7.3 Técnicas de control avanzado
7.3.1 Control predictivo (MPC)
7.3.2 Control directo de par (Direct Torque Control, DTC)
7.3.3 Control mediante machine learning
7.4 Aplicaciones industriales
7.4.1 Control predictivo
7.4.2 Modulación por vector espacial (SVPWM)
7.4.3 Control directo de par (DTC)
7.4.4 Control orientado por campo (FOC)
7.5 Análisis de eficiencia del control SVPWM en motores de inducción
7.5.1 Principios de funcionamiento
7.5.1.1 Principios de operación del motor de inducción
7.5.1.2 Arquitectura de inversores de frecuencia variable
7.5.1.3 Fundamentos de la técnica SVPWM
7.5.2 Implementación detallada del sistema
7.5.3 Metodología experimental
7.5.3.1 Modelado y simululación
7.5.3.2 Adquisición y análisis de datos
7.6 Caso de estudio
7.7 Conclusiones
7.8 Glosario técnicoCapítulo 8. Motores de reluctancia conmutada (SRM)
8.1 Introducción
8.2 Principio de funcionamiento y características del SRM
8.2.1 Modelamiento analítico del SRM mediante interpolación con tablas look-up
8.2.2 Modelamiento analítico del SRM mediante ajuste de curvas lineales y no lineales
8.3 Diagrama de bloques del modelo matemático del SRM
8.4 Balance de potencias en un SRM
8.4.1 Pérdidas en los bobinados
8.4.2 Pérdidas en el núcleo
8.4.2.1 Modelamiento de separación para el cálculo de pérdidas en el núcleo
8.4.2.2 Modelamiento vectorial de energía para el cálculo de pérdidas en el núcleo
8.4.2.3 Modelamiento de Steinmetz para el cálculo de pérdidas en el núcleo
8.4.3 Pérdidas misceláneas
8.5 Control PWM y DTC para SRM 8/6
8.5.1 Modelo del SRM
8.5.2 Resultados de las simulaciones
8.5.3 Aplicaciones de los motores de reluctancia conmutada
Los autores son Franklin Sánchez, Gabriel Moreano y Paúl Masache, docentes e investigadores con amplia experiencia en el área de máquinas eléctricas, electrónica de potencia y control inteligente.