CONTENIDO
1. Circuitos magnéticos y conversión de energía.
1.1. Introducción.
1.2. Materiales magnéticos.
1.3. Leyes de los circuitos magnéticos.
1.4. Imanes permanentes.
1.5. Energía y coenergía magnética
1.6. Pérdidas de energía en los núcleos ferromagnéticos.
1.7. Circuitos magnéticos excitados con corriente alterna.
1.8. Conversión de energía en sistemas magnéticos con movimiento de traslación. Electroimanes.
1.9. Conversión de energía en sistemas magnéticos con movimiento de rotación. Máquinas eléctricas rotativas.
Apéndice. Devanados con acoplamiento magnético.
Problemas.
2. Principios generales de las máquinas eléctricas.
2.1. Introducción.
2.2. Elementos básicos de las máquinas eléctricas.
2.3. Colector de anillos y colector de delgas.
2.4. Devanados.
2.5. Pérdidas y calentamiento.
2.6. Potencia asignada y nominal. Tipos de servicio.
2.7. Rendimiento.
2.8. F.m.m. y campo magnético en el entrehierro de una máquina eléctrica.
2.9. F.e.m. inducida en un devanado de una máquina eléctrica.
2.10. *Par electromagnético en las máquinas eléctricas.
2.11. Clasificación general de las máquinas eléctricas.
2.12. Análisis cualitativo de las principales máquinas eléctricas.
Problemas.
3. Transformadores.
3.1. Introducción.
3.2. Principales aspectos constructivos.
3.3. Principio de funcionamiento de un transformador ideal.
3.4. Funcionamiento de un transformador real.
3.5. Circuito equivalente de un transformador.
3.6. Ensayos del transformador.
3.7. Caída de tensión en un transformador.
3.8. Pérdidas y rendimiento de un transformador.
3.9. Corriente de excitación o de vacío de un transformador. Armónicos de la corriente de vacío
3.10. *Corriente de conexión de un transformador.
3.11. Transformadores trifásicos.
3.12. Acoplamiento en paralelo de transformadores.
3.13. Autotransformadores.
3.14. Transformadores con tomas.
3.15. Transformadores de medida.
Apéndice. Transformadores especiales.
A.1. Transformación trifásica a bifásica y viceversa. Conexión Scott.
A.2. Transformación trifásica a hexafásica.
Problemas.
4. Máquinas asíncronas.
4.1. Introducción.
4.2. Aspectos constructivos.
4.3. Principio de funcionamiento.
4.4. Circuito equivalente del motor asíncrono.
4.5. Ensayos del motor asíncrono.
4.6. Balance de potencias.
4.7. Par de rotación.
4.8. *Diagrama del círculo.
4.9. Arranque.
4.10. Motores de doble jaula de ardilla.
4.11. Regulación de la velocidad.
4.12. Dinámica del motor asíncrono.
4.13. Motor de inducción monofásico.
4.14. Funcionamiento del motor asíncrono trifásico alimentado con tensiones desequilibradas.
4.15. *Máquinas asíncronas especiales.
*Apéndice 4.1. El par de rotación de un motor asíncrono desde el punto de vista físico.
*Apéndice 4.2. La conversión de energía en la máquina asíncrona con doble alimentación.
Problemas.
5. Máquinas síncronas.
5.1. Introducción.
5.2. Aspectos constructivos.
5.3. Sistemas de excitación.
5.4. Principio de funcionamiento de un alternador.
5.5. Diagrama fasorial de un alternador. Regulación de tensión.
5.6. Análisis lineal de la máquina síncrona. El circuito equivalente.
5.7. Análisis no lineal de la máquina síncrona. Método de Potier o del f.d.p. nulo. Cálculo de la regulación.
5.8. *Regulación de tensión en las máquinas síncronas de polos salientes. Teoría de las dos reacciones.
5.9. Funcionamiento de un alternador en una red aislada.
5.10. Acoplamiento de un alternador a la red.
5.11. Potencias activas y reactivas desarrolladas por una máquina síncrona acoplada a una red de potencia infinita.
5.12. Funcionamiento de una máquina síncrona conectada a una red de potencia infinita.
5.13. Funcionamiento en paralelo de alternadores de potencias similares.
5.14. Motor síncrono. Características y aplicaciones.
5.15. *Diagrama de límites de funcionamiento de una máquina síncrona.
5.16. *Transitorio de cortocircuito de una máquina síncrona.
*Apéndice. Los sistemas eléctricos de potencia.
A.1. Balance de potencias en un sistema eléctrico.
A.2. Desarrollo histórico de los sistemas eléctricos. Tipos de regulación.
A.3. La electrónica de potencia y los sistemas eléctricos.
A.4. El sistema eléctrico del futuro: la red eléctrica inteligente (Smart Grid).
Problemas.
6. Máquinas de corriente continua.
6.1. Introducción.
6.2. Aspectos constructivos.
6.3. Principio de funcionamiento.
6.4. Reacción de inducido.
6.5. Conmutación.
6.6. Generadores de c.c. Aspectos generales.
6.7. Generadores de c.c. Características de servicio.
6.8. Motores de c.c. Aspectos generales.
6.9. Motores de c.c. Características de servicio.
6.10. *Motor de c.c. Métodos de frenado.
6.11. *Funcionamiento de una máquina de c.c. en cuatro cuadrantes.
6.12. Motor monofásico de c.a. con colector de delgas.
6.13. Motores de c.c. sin escobillas (brushless motors).
Problemas.
Apéndice 1. Repaso de la teoría del electromagnetismo.
A.1.1. Tipos de campos electromagnéticos.
A.1.2. Ecuaciones de Maxwell.
A.1.3. Significado físico de las ecuaciones de Maxwell.
A.1.4. La máquina eléctrica lineal.
Apéndice 2. Repaso de series de Fourier.
A.2.1. Introducción.
A.2.2. Función periódica.
A.2.3. Series trigonométricas de Fourier.
A.2.4. Ortogonalidad del sistema trigonométrico.
A.2.5. Evaluación de los coeficientes de Fourier.
A.2.6. Simetría de la función f(t).
A.2.7. Coeficientes de Fourier de ondas simétricas.
Apéndice 3. El sistema por unidad.
A.3.1. Magnitudes normalizadas. El sistema por unidad.
A.3.2. Cambio de base.
A.3.3. Sistemas trifásicos. Análisis por unidad.
Índice alfabético.
La excelente acogida que se ha venido dispensando a las siete ediciones anteriores de este libro obligaban necesariamente a preparar una nueva versión.
El libro se compone de seis capítulos que abarcan el estudio completo de las máquinas eléctricas:
1. Circuitos magnéticos y conversión de energía.
2. Principios generales de las máquinas eléctricas.
3. Transformadores.
4. Máquinas asíncronas.
5. Máquinas síncronas.
6. Máquinas de corriente continua.
Se han añadido tres apéndices al final del libro; el primero, que explica los principios del electromagnetismo; el segundo, que repasa las series de Fourier; y el tercero, que es una introducción al sistema por unidad.
En esta octava edición se ha hecho un gran esfuerzo de composición para mejorar la calidad y presentación de la obra al incluir el color en la mayoría de las figuras del libro, lo que sin duda ayudará a discernir muchos de los diagramas vectoriales que aparecen a lo largo de los capítulos y a hacer más atractiva la lectura del texto. En el libro se resuelven completamente un gran número de ejemplos de aplicación y en cada capítulo se incluyen de veinte a treinta problemas propuestos, en los que únicamente se da la respuesta final, lo que supone un total de más de 230 problemas que facilitan el autoaprendizaje del estudiante. El libro intercala con frecuencia anécdotas, comentarios prácticos y secciones de ampliación de conocimientos, que son puntos sugerentes de reflexión, que incentivan la lectura del texto. Asimismo, al final de cada capítulo, se han escrito las biografías de científicos e ingenieros, que contribuyeron con sus teorías al avance de estas disciplinas.
Este libro se puede complementar, en lo que se refiere a los temas de electrónica de potencia y regulación electrónica de máquinas eléctricas, con la obra «Accionamientos eléctricos», publicada por esta misma editorial.