Este documento presenta un trabajo práctico sobre simulación de regímenes transitorios usando el software PSIM. Explica la instalación y uso básico de PSIM, detalla los pasos para resolver problemas transitorios tanto analíticamente como mediante simulación, e indica los requisitos para el informe que los estudiantes deben presentar resolviendo un problema asignado.

1. UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA
NACIONAL
FACULTAD REGIONAL AVELLANEDA
DTO. DE ELECTROTECNIA
Cátedra:
Máquinas Eléctricas I
TRABAJO PRÁCTICO “B”
Informática: Régimen Transitorio
Coordinadores: Jorge Scheinbaum y
Daniel Leta.
CURSO: 2020
Villa Domínico, Setiembre de 2020 – 7ma Edición.

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1. Introducción: El objetivo de este último trabajo práctico en informática es que los
alumnos del curso tomen un segundo contacto con programas de uso en Ingeniería
Eléctrica y de ese modo puedan familiarizarse con su empleo.
La simulación es vital en ingeniería eléctrica por tres razones, en primer lugar, es una
herramienta fundamental para comprender los diferentes fenómenos de las redes
eléctricas. En el diseño, es clave para el dimensionamiento de equipos y determinar los
esquemas de operación adecuados de los diferentes sistemas eléctricos. Finalmente a la
hora de resolver problemas ayuda en los diagnósticos y en la verificación de las soluciones
En esta oportunidad, emplearemos programa PSIM el cual, ya se encuentra instalado en
las PC´s del Laboratorio de informática de Nuestro Dto. Al mismo tiempo, los alumnos
dispondrán de un link para bajar este programa en caso que deseen instalarlo en una PC
propia
PSIM es un paquete de simulación especialmente diseñado para electrónica de potencia y
control de motores, que nos introduce en este campo de la ingeniería dentro de un entorno
amigable. Mas adelante, en otras asignaturas podrán tomar contacto con el programa
preferido en la ingeniería eléctrica para el estudio de los transitorios: el ATP que es el
programa más utilizado a nivel mundial para la simulación de fenómenos transitorios
electromagnéticos y electromecánicos, su conocimiento y aplicación en la ingeniería y
constituye un gran valor agregado para el desempeño profesional.
Antes de rendir las evaluaciones finales deberán presentar individualmente un trabajo con
este formato resolviendo un transitorio, para el P.A.12 con herramientas matémáticas
tradicionales (Laplace, programación, MCAD) y para el T.P.B usando el software Psim,
basado en incrementos finitos.
El docente a cargo asignará uno de los problemas de las tiras 8 a 12 que quedará
registrado en las planillas de asignación correspondientes.
Se trata del último TP del curso por lo que en este caso la asistencia por parte de los
docentes será limitada, considerando que el alumno ya ha adquirido a lo largo del año, los
conocimientos y habilidades como para poder afrontar por sí mismo este tipo de desafíos.
2. Instalación del Software PSIM: Hemos puesto a Vuestra disposición un sitio para la
descarga:
http://www.mediafire.com/?v6qgz1zv9vu7qf1
Proceder del siguiente modo:
1. Ejecute el archivo "PSIM 9.0.3.400_x32.exe" e instale el programa (3era opción)
usando el archivo "psim.lic" del mismo folder no corra el programa!!!

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2. Una vez instalado reemplace el archivo "psim.lic" del folder donde se instalo el
programa (PSIM9.0.3_Trial)con el que se encuentra en el folder CRACK
3. Doble click a "Register PSIM.reg" para introducir la info del PSIM al registro
Schematic password parav9 = psim2009MA1 PSIM BOOK
4. Copie todos los archivos del folder book al folder psim
5. Podrán encontrar problemas de ejemplo en el Website de La Cátedra, los cuales
pueden usarse como base para la resolución. Están la mayor parte de los ejemplos
que figuran en el apunte.
3. Aspectos básicos: El Manual del Usuario (User´s Guide) es el primer paso para
familiarizarse con el programa PSIM. Para los detalles acerca de los modelos de los
elementos, datos de entrada o parámetros de cálculo. Los aspectos más importantes a
tener en cuenta son:
 1. Información General.
 2. Componentes: 2.1.1. Resistores, Inductores y capacitares; 2.2. Llaves
electrónicas; 2.4. Transformadores; 2.5. Elementos Magnéticos; 2.8. Máquinas
Eléctricas; 2.11. Elementos mecánicos y sensores.
 4.2. Fuentes
 7. Obtención de resultados f(t).
 Por otras dudas consultar el menú de ayuda.
4. Aspectos Específicos y avanzados: En lo que respecta a este TP en particular, dentro
del Manual del Usuario, es imprescindible conocer:
 2.2.4. Simple bi-directional switch.
 2..8.2. DC Machine.
 4.2.3. DC voltage source
 4.2.7. Step voltage source
 2.11.1.1. Constant-torque mechanical load
 2.11.5. Speed / Torque Sensors.
 4.4. Probes and Meters.
 4.7.1. On-Off Switch Controller.
 5.1. Simulation Control.
5 Ejecución: Los pasos recomendados a seguir son:

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1. El problema debe tener la posibilidad de simulatción de un evento
transitorio, es decir tiene que pasar de un estado a otro (u otros) de
funcionamiento (cambio de velocidad, par, arranque, frenado, regulación,
etc.).
2. Este TP trata de emular de alguna forma, desafíos y problemas que pueden
plantearse en la vida profesional donde muchas veces no se dispone de
todos los datos para poder construir el planteo de un problema. Por lo
tanto es lícito recurrir a consultas al fabricante (en este caso no está
especificado), catálogos de máquinas similares (ver adjuntos), o
adaptaciones basándose en parámetros conocidos (Problemas de la tira
Nº12), de modo de poder completar los datos necesarios para efectuar la
simulación.
3. Se efectuará la resolución analítica (Mathcad; Geogebra, etc.), de los
estados estables de funcionamiento, para luego formular las ecuaciones
transitorias (lo mas aproximadas posibles) que permitan establecer las f(t)
buscadas.
4. El objetivo de emplear programas para la resolución de problemas es poder
investigar que es lo que ocurre cuando modificamos los datos de entrada.
Por lo expuesto la sucesión de pasos de cálculo únicamente debe
contener fórmulas con variables que refieran a otras previamente
definidas, de modo que inmediatamente se pueda llegar a la resolución
completa con otros parámetros en el circuito que se desea analizar.
5. Se elaborará el circuito de simulación (en lo posible modificando los dados
de modelos ya analizados), cargando correctamente todos los datos de
las máquinas, cargas, fuentes y componentes de los circuitos.
6. Se efectuarán las corridas del programa y se verficarán los resultados
respecto de los obtenidos en la resolución analítica.
7. Dado que siempre existirán diferencias, habrá que evaluarlas y analizar
porqué se producen.
6. Informe: Con los datos analíticos y resultados obtenidos se confeccionará un informe
(en Word o equivalente) que al menos deberá contener:
1. La resolución analítica empleando software matemático tradicional
(Mathcad; Matlab; Geogebra, etc.), los esquemas de conexiones,
correspondientes a cada simulación. Si por complejidad no es posible el

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análisis de los transitorios, al menos deberá contener el cálculo de los
estados estables.
2. Planteo del problema en PSIM, mostrando las pantallas gráficas de carga
de datos, circuitos y gráficos f(t) con los resultados de cada parámetro
puesto en juego.
3. Análisis de los resultados obtenidos con su justificación.
4. Análisis y justificación de las diferencias encontradas respecto de la
resolución teórica, con elaboración de gráficos (a partir de las tablas
construidas en el excel ó Mathcad).
5. Se deberán remitir por mail los archivos: del informe (Word), de la
resolución analítica (Mathcad ó Geogebra) y del PSIM. No se admiten en
este TP resoluciones manuscritas o cálculos manuales, no efectuados por
medio de programas de cálculo.
6. La presentación deberá ser estrictamente informática con el SW indicado en
el programa de la materia, no permitiéndose el uso de versiones
posteriores, pues el Dto. No dispone del sw adecuado para su lectura.
7 Conclusiones:
7.1. Puntualización de los aspectos mas importantes en función de la experiencia
realizada.
7.2. Cuáles son los casos en las que es conveniente adoptar estas tecnoclogías, sus
ventajas y sus limitaciones.
7.3. Consideraciones importantes: En este TP es habitual que a pesar de contar con
herramientas poderosas para resolver casos de ingeniería, a medida que aumenta la
complejidad, es dificultoso llegar a resultados 100% coherentes. Este aspecto también se
aplica cuando se realizan mediciones en campo, y rara vez se logran resultados
absolutamente coincidentes con los calculados previamente. En general los SW de
simulación basados en incrementos finitos, se usan para obtener los resultados definitivos
de un caso bajo estudio, mientras que los que recurren a bases teóricas (Laplace, MCAD)
se emplean para verificar que éstos se encuentren en un orden de magnitud razonable.
A través del trabajo con PSIM es fácil concluir a través de la práctica que se trata de un
SW sumamente amigable.
En cálculo de transitorios en Ingeniería Eléctrica es más habitual es uso del ATP. Este SW
tiene un mayor nivel de complejidad, sin embargo a pesar de ello, es ampliamente usado
en todo tipo de proyecto eléctrico, cuando se desean obtener resultados confiables.

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APENDICE “A”
Cómo el PSIM hace los cálculos?
1. Empleo de programas dedicados para el estudio de
transitorios: El estudio de los transitorios mediante métodos
puramente matemáticos con ecuaciones diferenciales ó
transformada de Laplace tiene sus limitaciones, pues muchas veces
la complejidad del cálculo, o un número exagerado de ecuaciones,
hace muy dificultosa la resolución
El comportamiento dinámico de un sistema en general, puede
estudiarse mediante el uso de programas especializados tales como
el ATP o el Psim que es el que emplearemos de aquí en más.
2. Ecuaciones básicas para un inductor con bobinado real : Lo
que haremos entonces, será expresar las ecuaciones antes
planteadas pero indicando las derivadas con incrementos finitos,
queda:
t
i
i
L
i
R
t
i
L
i
R
v











 0
1
1
Donde i0 e i1 son los valores de la corriente inicial y final
en el intervalo Δt.
Operando resulta:
t
L
R
t
i
L
v
if






0
1
3. Ejemplo simple: empleando programación simple (MathCad u
otro programa que pueda trabajar con iteraciones sucesivas),
obtener por cálculo y representar i(t) para un RL y comparar los
resultados con el cálculo analítico.

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APENDICE “B”
Guías de resolución empleando herramientas de
informática
Consignas Generales y Recomendaciones
Valen para este TPB las mismas consignas que para el TPA, a las cuales se
agregan las siguientes:
66. Empleando Mathcad (MCAD) y PSIM, verificar la resolución efectuada y
entre sí. Obviamente los resultados deben coincidir.
67. Los programas del tipo PSIM trabajan resolviendo ecuaciones con
incrementos infinitesimales y empleando el método de nodos.
68. Es muy importante no violar alguno de los principios básicos de la
Electrotecnia, por ejemplo, que se esté aplicando en el instante inicial una
tensión distinta de cero a un capacitor descargado.
69. Si se quiere analizar qué es lo que ocurre en régimen permanente en
PSIM, tiene que graficar luego de haber transcurrido un tiempo largo (5 veces
la constante de tiempo más grande).
70. Por otro lado, controlar que la resolución propuesta no solo funcione bien
para el pack de data dado, sino además para otro. El objetivo de estos
métodos de resolución es justamente ver como se modifican los resultados
cuando cambiamos uno o varios de los parámetros de entrada, investigar y
sacar conclusiones, en convalidación con la teoría.
71. No dejar de ver los trabajos presentados por los demás integrantes del
grupo. Conversar con ellos, nutriéndose de los errores cometidos, para no
repetirlos.
Se tendrán en cuenta:
 El contenido y la calidad de los trabajos presentados.
 La prolijidad y orden de la presentación.
 La facilidad en la comprensión de la nomenclatura empleada.
 Los errores cometidos en las sucesivas presentaciones.
 El carácter de los errores (conceptuales o de aplicación del SW).
 El número de intentos fallidos hasta la aprobación definitiva.

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 La participación activa en el foro, no solo con el trabajo asignado sino
con los otros trabajos del grupo.
 La colaboración en grupo cuando surge algún inconveniente, con
algunos de los trabajos y/o tareas. Es obligatorio prestar ayuda cuando
alguien lo solicita.
 La autocorrección efectuada por el grupo en su conjunto y los aportes de
mejora y ampliación, de los conceptos iniciales.
 Las propuestas superadoras siempre van en la dirección de mejorar una
calificación preexistente y en ningún caso podrán perjudicar a otro
integrante.
 Las conclusiones a partir de la investigación del funcionamiento de un
circuito, por cambio en las variables dato.

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APENDICE “C”
Guia para la resolución del TPB – Variaciòn de la corriente de campo
Partimos desde un estado estable, o sea que existirá: Ia0 If0 con ML=cte.
Al producir un cambio en If pasamos de If0 a If1 por ahora, consideramos que Lf=0 por lo que la
variación será un escalón.
El estado final es fácilmente calculable: ω disminuirá; Ia1 será menor a Ia0 y M se mantendrá
aprox. Cte.
La ecuación de pares es:
L
a
f
af M
dt
d
J
i
I
L 




La segunda ecuación es la del circuito de armadura:

f
af
a
a
a
a I
L
dt
di
L
R
i
U 


Por ser un sistema de 2do orden existirá una cte. de tiempo que dependerá de J.
Una vez que tengamos las ia(t) y ω(t) donde aparece If podemos cambiar ese valor por la if(t)
que podremos calcular en forma independiente:
1
1
0 )
( f
t
f
f
f I
e
I
I
i f





Con estos elementos, podremos tener una estimaciòn analìtica de las f(t) y compararlas con
las obtenidas en el PSIM