División de Ciencias Básicas e Ingeniería
Permanent URI for this communityhttps://hdl.handle.net/11191/1
Browse
21 results
Search Results
- Identificación de circuitos equivalentes de máquinas síncronas usando elementos finitos(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco., 2025-03-21) Guerrero, AntonioLa determinación precisa de los parámetros de los circuitos equivalentes de un generador síncrono es crucial para una representación adecuada de esta máquina en un análisis del sistema eléctrico de potencia. Aunque el problema de la identificación de parámetros no es nuevo, continuamente se desarrollan diversas metodologías para mejorar la identificación de parámetros. En este trabajo se emplea una prueba de cortocircuito trifásico simétrico en las terminales del generador, cuya condición de prefalla es en circuito abierto, es decir, antes de provocar el cortocircuito, el generador está girando a velocidad nominal constante, con una excitación de campo constante, que induce en sus terminales un voltaje menor al voltaje nominal. Para simular la dinámica electromagnética del cortocircuito se utilizó un modelo de elementos finitos en dos dimensiones. Esta prueba se realizó con base en los procedimientos estandarizados IEEE Std 115® para la determinación de parámetros subtransitorios, transitorios y en estado estable. Para validar el modelo de elementos finitos se realizó un estudio paramétrico magnetostático en el que se obtuvo la curva de operación sin carga del generador y se comparó con la curva de un modelo ya validado. Una de las principales ventajas del uso de elementos finitos es la capacidad de aplicar una amplia variedad de pruebas al generador, lo que permite reducir el uso de recursos económicos, naturales y humanos. Con la simulación usando el método de los elementos finitos (MEF), se obtuvieron los oscilogramas de las corrientes de cortocircuito, para posteriormente, pasar estos datos por una etapa de postprocesamiento y calcular su componente simétrica RMS. Una vez determinada la componente simétrica, se aplicó el método de ajuste de curva con mínimos cuadrados para la identificación de reactancias y constantes de tiempo subtransitorias, transitorias y de estado estable, utilizando el algoritmo de Levenberg-Marquardt. Finalmente, se comparó la componente simétrica RMS de corriente, entre los datos obtenidos de la simulación con el MEF y el modelo analítico de dicha componente. El generador síncrono bajo estudio es de rotor cilíndrico, cuyas características nominales son: 13.8 kV, 2 polos, 50 Hz y 150 MVA.
- Instrumentación, identificación y control de un generador de ozono(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco., 2025-02-09) Bastida Nicasio, AlbertoEsta tesis de maestría tiene plasmado en cada una de sus páginas mis ideas, criterio y razonamiento para identificar y controlar la generación de Ozono (O₃) en tiempo real. Se identificó y controló con éxito la generación de O₃ de un Ozonizador comercial. Para identificar y controlar la generación del gas fue imperativo desarrollar e implementar un esquema de control. El cual está formado por un actuador, dos transductores ultravioleta (UV) y un sistema de adquisición de datos. Esta tesis presenta el diseño, prueba e implementación de cada parte del esquema de control. Se presenta el circuito del actuador y transductores UV. Gran parte del código para la adquisición de datos empleado en el proyecto se muestra en su respectiva sección. Todas las gráficas presentadas en esta tesis son en tiempo real y fueron hechas gracias al sistema de adquisición de datos. La identificación se realizó a partir de asumir al proceso como un sistema de primer orden. Los coeficientes de la función de transferencia se calcularon a partir de analizar la salida del sistema a diferentes entradas y condiciones iniciales. Para controlar la generación de Ozono se implementó la estrategia de control NRDOB (Noise Reduction Disturbance Observer) con un controlador lineal. En total se implementaron dos controladores, por lo que se tienen dos estrategias de control NRDOB. El primer controlador es de efecto proporcional e integral, mientras que el segundo es puramente integral. Gracias a las experiencias que tuve a lo largo del proyecto presento al final propuestas para nuevos proyectos, así como trabajo a futuro que mejorará el control sobre la generación de Ozono.
- Modelado, diseño y control de compensador estático síncrono distribuido para regular reactivos en redes eléctricas(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco., 2024-12-19) Molina Santana, ErnestoEn este trabajo se aborda el diseño, modelado y control de un compensador estático síncrono distribuido orientado a la corrección del factor de potencia en una red eléctrica trifásica. El objetivo de este dispositivo es incrementar la eficiencia operativa de la red, optimizando su rendimiento sin importar las variaciones en la demanda de la carga conectada. Para este análisis, se considera una carga balanceada compuesta por elementos con comportamiento lineal. El diseño del compensador busca una configuración compacta y eficiente, cumpliendo con las normativas de inyección de armónicos, garantizando que estos se mantengan por debajo de los límites permitidos. Además, se determina una configuración inicial que optimiza el desempeño del sistema y establece los límites operativos del compensador en términos de la capacidad de inyección de reactivos. El modelado se fundamenta en la formulación de modelos analíticos basados en las leyes de los circuitos eléctricos. Se presentan y validan modelos de diferentes niveles de complejidad y marcos de referencia, siendo indispensables para el diseño y evaluación del esquema de control propuesto. La validación se lleva a cabo mediante el uso de índices cuantitativos específicos para cada tipo de modelo. El esquema de control diseñado consta de dos lazos principales: un lazo interno, encargado de regular las corrientes inyectadas por el compensador conforme a los valores de referencia, y un lazo externo que sincroniza el compensador y regula el factor de potencia de la red eléctrica. El lazo interno utiliza el marco ICAD, ampliamente aplicado en sistemas multivariables, y el esquema NRDOB para mitigar los efectos del ruido de medición y las perturbaciones externas. En el lazo externo, se propone una mejora en el control del factor de potencia para aumentar la efectividad del compensador en sus funciones correctivas. Las pruebas se realizaron en un entorno simulado utilizando Matlab/Simulink. En la validación, se empleó un modelo basado en bloques funcionales de Simscape, una biblioteca de Simulink ampliamente utilizada para la representación de sistemas eléctricos de potencia.
- Control neuronal del motor de inducción en sistemas robóticos para manufactura con tecnología láser(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco., 2024-12) Ramírez Cruz, Fernando DanielEn este trabajo se explora la posibilidad de utilizar motores de inducción como actuadores de un robot manipulador antropomórfico de 6 grados de libertad con articulaciones de revolución, en el robot comercial UR-10. Se utiliza un esquema de control descentralizado para seguimiento de trayectorias, en donde se realiza control de posición a través de un controlador Proporcional Integral Generalizado para las articulaciones del robot manipulador, mientras que se realiza un control de torque a través de un Controlador Basado en Pasividad para cada motor de inducción. Se consideran que los parámetros mecánicos del modelo del robot manipulador y eléctricos del motor de inducción tienen hasta 10% de error en sus parámetros. Estas incertidumbres paramétricas son compensadas por redes neuronales de tipo de Base Radial, utilizadas para sintonizar los parámetros de los controladores. Los pesos de estas redes son actualizados con una regla de aprendizaje en línea. Se presentan simulaciones computacionales para mostrar el desempeño de este esquema de control propuesto con trayectorias definidas por senos y cosenos y con trayectorias generadas a partir de código g para maquinar una pieza en específico.
- Diseño de transformadores de distribución monofásicos tipo acorazado usando algoritmos genéticos(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco., 2024-10-01) Manes Ramos, CelsoLa aplicación de los AG en el diseño de los transformadores monofásicos tipo acorazados tiene el potencial de jugar un papel esencial en la reducción de costos de fabricación, minimización de pérdidas y mitigación del impacto social. Se pronostica que de esta optimización resultará una disminución significativa de los costos de materiales, lo que, a su vez, podría tener un impacto sustancial en la viabilidad económica y competitividad de las empresas de fabricación de transformadores. El objetivo general del trabajo es proponer el diseño de un transformador de distribución monofásico acorazado usando algoritmos genéticos considerando reducción de costos.
- La geometría de los medios conductores en movimiento(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco., 2024-09-23) Aguilar Fernández, UrielEste estudio presenta una formulación covariante de la ley de Ohm, integrando la geometría diferencial con los principios de la relatividad especial para resolver inconsistencias de larga data en la teoría electromagnética clásica. Los modelos newtonianos tradicionales no se alinean con las simetrías inherentes del electromagnetismo y la relatividad, lo que crea una necesidad urgente de un enfoque más integral. Al centrarse en el papel, a menudo pasado por alto, del observador y emplear herramientas geométricas avanzadas, esta investigación proporciona una profunda comprensión de la conducción eléctrica en diversas condiciones. Durante más de un siglo, las teorías microscópicas han derivado con éxito la ley de Ohm a partir de principios termodinámicos. Sin embargo, estos modelos, basados en la física newtoniana, implican una propagación instantánea, una noción incompatible con los principios relativistas. Este estudio introduce un modelo covariante que respeta las simetrías del electromagnetismo y destaca el papel crucial del observador, abordando las lagunas dejadas por las formulaciones clásicas. El enfoque geométrico adoptado aquí enfatiza el papel central del observador, proporcionando interpretaciones más claras de los datos experimentales y las predicciones teóricas. Esta investigación cierra la brecha entre las teorías electromagnéticas clásicas y modernas, ofreciendo conocimientos prácticos para el diseño de sistemas electromagnéticos avanzados y aplicaciones en ciencia de materiales. Al asegurar la independencia del sistema de coordenadas y del observador, el modelo subraya las simetrías inherentes en las leyes físicas, ofreciendo un marco robusto para entender la conducción eléctrica en contextos relativistas.
- Análisis del potencial eléctrico en un propulsor electrostático mediante un estudio paramétrico(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco., 2023-03-31) Martinez Viramontes, FilibertoEl presente trabajo ha permitido comprender y desarrollar ideas con el propósito de mejorar los propulsores electrostáticos de tipo Hall en un modelo de plasma estacionario. Se realizó un estudio paramétrico en dos dimensiones para un propulsor eléctrico utilizando el método de los elementos finitos, explorando el efecto del cambio en las dimensiones de la geometría, de materiales eléctricos y magnéticos, así como, de las propiedades de los gases. A pesar del intenso desarrollo de estos dispositivos, su naturaleza compleja y multidisciplinaria le ha permitido un desarrollo paulatino y aún representa un área de investigación y mejoramiento en distintos campos de la ingeniería. Entre las oportunidades para el mejoramiento de estos dispositivos se ha propuesto cambiar el propelente usual por Kriptón, principalmente por el alto costo del primero causado por su baja abundancia en el planeta. Así como el uso de imanes permanentes en lugar de electroimanes. Durante el análisis de resultados se logró observar la distribución de potencial eléctrico y campo magnético, comprender la relación entre la intensidad del campo eléctrico, impulso y la geometría del propulsor con las variaciones paramétricas propuestas.
- Análisis de descargas parciales en las boquillas de baja tensión de un transformador de potencia(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco., 2023-12) Alejandro León, José EnriqueLas boquillas de un transformador de potencia están sometida a grandes esfuerzos dieléctrico, porque son fuentes probables de fallas. El presente trabajo resulta un estudio de descargas parciales en una boquilla de tipo sólida, marca H-J que opera en un transformador de 30 MVA a 115/34.5 kV, en el lado de baja tensión utilizando el software COMSOL Multiphysics®. Se detallan las propiedades físicas y las especificaciones geométricas de la boquilla en estudio, se modela en Axisimétrico 2D y 3D, para obtener las zonas donde existen mayores concentraciones de campo eléctrico. Identificadas estas zonas y utilizando un modelo simplificado de la boquilla, se agrega una cavidad llena de aire para demostrar que ocurre la ruptura eléctrica dentro de la misma y por tanto se puede iniciar una descarga. Para medir el índice de descargas se construye un circuito equivalente utilizando el software MATLAB, con valores de capacitancias calculados que representan las partes internas de la boquilla incluyendo a cavidad de aire. Los resultados obtenidos son comparados con pruebas de laboratorio realizadas a la boquilla, se obtiene el patrón de fase medio y el índice de descargas parciales que afecta al dispositivo.
- Co-simulación y control de velocidad de un Motor de Reluctancia Variable, con falla de cortocircuito entre vueltas del devanado(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2023-06-07) Nigenda Jiménez, AnuarEn este trabajo se realizó el análisis de la falla de cortocircuito del tipo incipiente entre vueltas del devanado para un Motor de Reluctancia Variable (MRV) de 8/6 polos utilizando la técnica de co-simulación numérica donde se utiliza un modelo de elementos finitos en dos dimensiones detallado para el motor. Se implementa un controlador de velocidad del tipo proporcional-integral (PI) y se modela el convertidor de; medio puente H asimétrico considerando la electrónica de potencia. Se presenta una descripción de la máquina incluyendo el principio de funcionamiento, obtención de la secuencia de conmutación y finalmente se realiza un análisis magnetodinámico utilizando el modelo de elementos finitos. Posteriormente se propone un controlador de la forma PI con rechazo a perturbaciones de alta frecuencia con el objetivo de evaluarlo en problemas de regulación y seguimiento sin falla. Finalmente se simula la falla de cortocircuito entre vueltas del devanado de la fase A (1, 3, 5 y 7 vueltas). La falla se representó por medio de un circuito RC en paralelo con la sección del devanado que se encuentra en cortocircuito en una fase del motor, capturando el comportamiento del par electromagnético, corriente y voltaje de cada fase y velocidad angular del rotor.
- Análisis de la densidad de fuerza para la acción de control de un Tornillo-Magnético-Tuerca(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2023-06-23) Romano Abarca, Efraín Raúl EduardoEl Tornillo-Magnético-Tuerca, también conocido como Tornillo de Avance Magnético, ha adquirido una gran importancia en los últimos años debido a sus diversas aplicaciones en la industria y en la investigación. En este contexto, la presente Idónea Comunicación de Resultados se enfoca en el análisis de la densidad de fuerza de un Tornillo-Magnético-Tuerca. Para ello, se ha utilizado como referencia principal el trabajo del PhD. Jiabin Wang y colaboradores. En primer lugar, se ha realizado la simplificación del Tornillo-Magnético-Tuerca tridimensional, que presenta un arreglo helicoidal de imanes permanentes, a un modelo axisimétrico basado en anillos de imanes permanentes. A continuación, se ha llevado a cabo el análisis magnetostático del Tornillo-Magnético-Tuerca mediante el software Altair Flux®, obteniendo una fuerza máxima de F=195.75 [N], validando los resultados obtenidos con el trabajo del PhD. Wang, con un error tolerable del 3% y 7% en las soluciones analítica y numérica, respectivamente. Posteriormente, se ha realizado un análisis magnetodinámico del Tornillo-Magnético-Tuerca para estudiar su comportamiento transitorio, en cosimulación con el softare Matlab/Simulink®. Una vez obtenidos resultados satisfactorios, se procedió al acoplamiento del Tornillo-Magnético-Tuerca con un sistema mecánico de un grado de libertad, para posteriormente extenderlo a un sistema de dos grados de libertad con el fin de analizar su desempeño, estabilidad y fuerza desarrollada. Al aplicar una fuerza de empuje de Finput = 100N el sistema respondió con una fuerza magnética de Fmag = 103.44 N y un desplazamiento de la tuerca magnética δ = 0.406 mm. Con este análisis, se pretende contribuir al conocimiento sobre el comportamiento del Tornillo-Magnético-Tuerca y su potencial aplicación en diversas áreas de la ingeniería electromagnética.
- «
- 1 (current)
- 2
- 3
- »