los de corriente

na eléctrica

lidadesSI

Prefacio xiii

CapítlJlo 1Circuitos magnéticos y materialesmagnéticos 11.1

1.2

1.3

Introducción a los circuitos magnéticos 2

Dispersión de flujo, inductancia y energía

Propiedades de los materialesmagnéticos 19

11

1.4

1.5

1.6

"

Excitación de corriente alterna 23

Imanes permanentes 30

Aplicaciónde materiales para imanespermanentes 35Resumen 42

Problemas 43

1.7

1.8

Cap ítlJlo 2Transformadores 57

2.12.22.3

Introduccióna los transformadores 57

Condiciones de vacío 59

Efecto de la corriente secundaria; transformadorideal 64

2.4 Reactancias del transformador y circuitos

equivalentes 68

Aspectos de ingeniería en el análisis detransformadores 73

Autotransformadores; transformadores demultidevanado 82

2.5

2.6

2.7 Transformadores en circuitos trifásicos 86

2.8 Transformadores de voltaje y decorriente 91

2.9 El sistemapor unidad 96

2.10 Resumen 105

2.11 Problemas 106

CRrítlJlo 3Principios de la conversión deenergía electromecánica 114

Fuerzas y pares en los sistemas de camposmagnéticos 115

Energía balanceada 119Energía en sistemas de campo magnético deexcitación única 121

3.4 Determinación de fuerzas magnéticas y pares apartir de la energía 125

3.5 Determinación de fuerzas magnéticas y pares apartir de la coenergía 131

3.6 Sistemas de campo magnético de excitaciónmúltiple 138

3.7 Fuerzas y pares en sistemas con imanespermanentes 144

3.8 Ecuaciones dinámicas 1533.9 Técnicas analíticas 1573.10 Resumen 160

3.11 Problemas 161

3.1

3.23.3

CRrítlJlo 4Introducción a las máquinasde rotación 175

Conceptos elementales 175Introducción a las máquinas de corriente alterna yde corriente directa 178

Fuerza magnetomotriz de devanadodistribuido 189

4.4 Campos magnéticosen las máquinas rotantes 1984.5 Ondas de rotación de fuerza magnetomotriz en

máquinas de corriente alterna 2024.6 Voltaje generado 2104.7 Pares en máquinas de polos no salientes 216

4.8 Máquinas lineales 2294.9 Saturación magnética 232

4.10 Flujos de dispersión 2344.11 Resumen 237

4.12 Problemas 238

4.14.2

4.3

ix

.x Contenido

Capítulo SMáquinas síncronas 247

5.1 Introducción a las máquinas síncronaspolifásicas 247

Inductancias en las máquinas síncronas; circuitosequivalentes 250

Características de cortocircuito y de circuitoabierto 258

Características del ángulo de potencia del estadoestacionario 267

5.2

5.3

5.4

5.5 Características de operación del estadoestacionario 276

Efectos de los polos salientes; introducción a lateoría del eje directo y a la teoría del eje decuadratura 283

5.6

5.7 Características del ángulo de potencia enmáquinas de polos salientes 290

5.8 Motores de corriente alterna con imán

permanente 2945.9 Resumen 296

5.10 Problemas 298

CarítlJlo 6Máquinas de inducciónpolifásica 306

6.1 Introducción a las máquinas de inducciónpolifásica 306

Corrientes y flujos en máquinas de inducciónpolifásica 310

Circuito equivalente de un motor deinducción 313

Análisis del circuito equivalente 317

Par y potencia mediante el uso del teorema deThevenin 322

6.2

6.3

6.46.5

6.6 Determinación de parámetros a partir de pruebasde vacío y de rotor bloqueado 330

Efectos de la resistencia del rotor; rotoresdevanados y de doble jaula de ardilla 340Resumen 347

Problemas 348

6.7

6.86.9

Carítulo 7Máquinas de corriente directa 357

7.17.27.3

Introducción 357

Acción del conmutador 364

Efecto de la fuerza magnetomotriz del inducido(o de armadura) 367

Fundamentos analíticos: aspectos del circuitoeléctrico 370

7.5 Fundamentos analíticos: aspectos de circuitomagnético 374

7.6 Análisis del desempeño del estado estable 379

7.7 Máquinas de corriente directa con imánpermanente 385

7.8 Conmutación e interpolos 391

7.9 Devanados de compensación 3937.10 Motores universales en serie 395

7.11 Resumen 396

7.12 Problemas 397

7.4

Capítulo 8Máquinas de reluctancia variabley motores de pasos 4078.1 Fundamentos para el análisis de máquinas de

reluctanciavariable 407

Configuraciones prácticas de las máquinas dereluctancia variable 415

8.2

8.3 Formas de onda de corriente para la producciónde par 421Análisis no lineal 430

Motores de pasos 437Resumen 445

Problemas 446

8.4

8.5

8.6

8.7

CarítlJlo 9Motores monofásicos y bifásicos 451

9.1 Motores de inducción monofásicos: evaluacióncualitativa 451

Desempeño en el arranque y operación normalde motores de inducción monofásicos ysíncronos 454

9.2

CarítlJlo 1dIntroducede potenc

10.1 Interrup

10.2 Rectifica corrie'

10.3 Inversiéa corrie

10.4 Resum(

10.5 Bibliog

10.6 Prob1er

CarítlJlo 1iControl cj

11.1 Contro,

11.2 ContraI

11.3 ContraI

11.4 Contra

11.5 Resu

11.6

11.7

Circuito:

A.l Gene]

A.2 Volta

A.3 Circ

AA And I

diagr~A.S Otro~

9.3 Teoríad(inducció;

9.4 Motores

9.5 Resume!

9.6 Problem

I

Contenido

ta 3579.3 Teoría del campo giratorio de motores de

inducción monofásicos 461

9.4 Motores de inducción bifásicos 469

9.5 Resumen 487

9.6 Problemas 488el inducido

1circuitoCéJpítLJlo10Introducción a la electrónicade potencia 491circuito

,table 379 10.1 Interruptores de potencia 49110.2 Rectificación: conversión de corriente alterna

a corriente directa 504

10.3 Inversión: conversión de corriente directaa corriente alterna 533

lán

10.4 Resumen 546

10.5 Bibliografía 54710.6 Problemas 548

Apéndice ACircuitos trifásicos 622

cos 451

A.1 Generación de vo1tajestrifásicos 622

A.2 Voltajestrifásicos, corrientes y potencia 624

A.3 Circuitos conectados en estrella y en delta 628

A.4 Análisis de circuitos trifásicos balanceados;diagramas unifiliares 633

A.5 Otros sistemas polifásicos 635

valuación

nnormaly

Apéndice BVoltajes, campos magnéticose inductancias de los devanadosde corriente alterna distribuidos 637

B.1 Voltajesgenerados 637

B.2 Ondas de fmm de la armadura o inducido 643

B.3 Inductancias de entrehierro de los devanadosdistribuidos 646

Apéndice eLa transformación dqO 650

C.1 Transformación de variables para eje directo y ejeen cuadratura 650

c.2 Fórmulas fundamentales de máquina síncrona envariables dqO 652

c.3 Fórmulas fundamentales de máquinas deinducción en variables dqO 656

Apéndice DAspectos técnicos del desempeño

y operación de lamáquinaeléctrica práctica 661

D.1 Pérdidas 661

D.2 Índice de desempeño y calentamiento 664

D.3 Medios de enfriamiento para las máquinaseléctricas 667

DA Excitación 669

D.S Eficiencia energética en máquinaseléctricas 671

Aréndice ETabla de constantes y de factores

de conversión para las unidadesSI (Sistema Internacionalde Unidades) 673

índice 675

xi

CéJpítlJlo11jable Control de la velocidad y del par 554

11.1 Control de los motores de corriente directa 554

¡linasde 11.2 Control de motores síncronos 573I

11.3 Control de motores de inducción 590

uinas de 11.4 Control de motores de reluctancia variable 607

11.5 Resumen 610lroducción

11.6 Bibliografía 612

11.7 Problemas 613