SmartLab Airgap: Una herramienta para facilitar el aprendizaje en máquinas eléctricas rotativas

[ES] Las asignaturas a nivel de grado de Máquinas Eléctricas frecuentemente incluyen una introducción al campo magnético de entrehierro como elemento básico en la conversión electromecánica de energía incluyendo resultados de aprendizaje como reconocer las propiedades del campo magnético de entrehierro producido por diferentes devanados y su correlación con las características de la corriente del devanado: amplitud y frecuencia. Este artículo describe el diseño de un nuevo banco de ensayos orientado a facilitar la adquisición de esos resultados de aprendizaje. El banco está diseñado en torno a cuatro elementos principales: una máquina de anillos rozantes modificada, una fuente de corriente múltiple ajustable, 2 tarjetas de adquisición de datos y un Instrumento Virtual basado en un PC. Este Instrumento Virtual proporciona a la fuente de corriente las referencias de corriente adecuadas al modo de operación elegido por el usuario (corriente mono- o trifásica continua o alterna) y mide y representa el campo magnético de entrehierro para ese modo de operación. El trabajo con el banco se estructura en una serie de experimentos orientados a reforzar y alcanzar los resultados de aprendizaje deseados. Se ha constatado una mejora del aprendizaje significativa tras la implantación de este equipo en las prácticas de laboratorio
[EN] Undergraduate courses in electrical machines often include an introduction to the air gap magnetic field as a basic element in the energy conversion process. The students must learn the main properties of the field produced by basic winding configurations and how they relate to the winding current and frequency. This paper describes a new test equipment design aimed at helping students achieve these learning goals. The test equipment is designed around four main elements: a modified slip ring induction machine, a winding current driver board, the DAQ boards and a PC-based virtual instrument. The virtual instrument provides the winding current drivers with the suitable current references depending on the user selected machine operational status (single or three phase/winding with DC or AC current) and measures and displays the air gap magnetic field for that operational status. Students¿ laboratory work is organized into a series of experiments that guide their achievement of these air gap field-related abilities. Student learning, assessed by means of end of semester exams and pre-&-post lab exams has increased significantly. Students¿ opinions of the relevance, usefulness and motivational effect of the laboratory was also positive.
Este trabajo se ha desarrollado con el apoyo del Ministerio de Ciencia, Innovacion y Universidades (MCIU), la Agencia Estatal de Investigación (AEI) y el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER) en el marco de Proyectos I+D+i - Retos Investigación 2018, ref. RTI2018-102175-B-I00 (MCIU/AEI/FEDER, UE)