UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA
Faculdade de Engenharia Elétrica

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Timbre

Plano de Ensino

IDENTIFICAÇÃO

Componente Curricular:

Máquinas Elétricas

Unidade Ofertante:

Faculdade de Engenharia Elétrica

Código:

FEELT31605

Período/Série:

6º Período

Turma:

E1, E2, E3

Carga Horária:

Natureza:

Teórica:

60

Prática:

30

Total:

90

Obrigatória:

( X )

Optativa:

( )

Professor(A):

Luciano Coutinho Gomes

Augusto Wohlgemuth Fleury Veloso da Silveira

Ano/Semestre:

2021/2

Observações:

 

 

EMENTA

Teoria e prática da operação da máquina de corrente contínua, máquina de indução trifásica e motor de indução monofásico.

JUSTIFICATIVA

As máquinas elétricas são utilizadas em larga escala em todos os setores da sociedade moderna, particularmente nos setores industriais onde se apresentam como equipamentos que convertem energia elétrica em energia de mecânica.  Mais de 60% da energia elétrica gerada em todo o mundo é utilizada em sistemas industriais, e ali, mais de 50% dessa energia é consumida por motores elétricos.   Estes fatos corroboram para justificar a importância de que estudantes de cursos atinentes à área de engenharia elétrica devem ser motivados a absorver sólida formação no que concerne ao conhecimento de projeto, operação e aplicação eficiente das máquinas elétricas operando tanto como motores ou como geradores. Deste modo a disciplina Máquinas Elétricas vai propiciar aos estudantes em formação nessa área, as oportunidades mais abrangentes de aquisição de conhecimentos sólidos, através de aulas teóricas e aulas práticas com a utilização de equipamentos modernos e adequados.

OBJETIVO

Objetivo Geral:

Oferecer aos estudantes dos cursos de Engenharia Elétrica e Controle e Automação os fundamentos teóricos e práticos que permitam o entendimento e aplicação correta das máquinas elétricas de indução trifásicas e monofásicas e motores de corrente contínua.

Objetivos Específicos:

Ao final do curso o estudante deverá ser capaz de:

1.         Descrever fisicamente o princípio de funcionamento de cada tipo de máquina elétrica nas 3 regiões de operação, ou seja, motor, gerador e freio;

2.         Dominar a modelagem matemática das máquinas em regime permanente;

3.         Abstrair, do circuito equivalente, as características elétricas e mecânicas das máquinas estudadas;

4.         Aplicar as características elétricas e mecânicas das máquinas estudadas nas diversas condições de operação;

5.         Entender a composição e as características dos materiais aplicados nos dispositivos;

6.         Identificar os riscos associados ao desenvolvimento prático do conteúdo, visando a segurança e a prevenção de acidentes.

PROGRAMA

1. Máquinas de Indução Trifásicas
1.1. Princípio de funcionamento da máquina de indução trifásica
1.2. Corrente alternada e campo magnético girante
1.3. Equação da força eletromotriz induzida na máquina de indução
1.4. Equação do torque em máquinas de indução
1.5. Circuito equivalente de máquinas de indução
1.6. Efeitos dos parâmetros no desempenho da máquina de indução
1.7. Regiões de operação como motor, gerador e freio
1.8. Aplicações dos geradores de indução
1.9. Máquinas de indução associadas com dispositivos eletrônicos
1.10. Máquinas de indução de alto rendimento
1.11. Motores de indução de gaiola dupla e gaiola profunda
1.12. Aplicações de motores de indução trifásicos

 

2. Motores de Indução Monofásicos
2.1. Princípio de funcionamento do motor de indução monofásico
2.2. Tipos de configurações empregadas para o motor monofásico
2.3. Circuito equivalente do motor de indução monofásico
2.4. Aplicações do motor de indução monofásico

 

3. Motores de corrente Contínua
3.1. Forma construtiva convencional
3.2. Força magnetomotriz, intensidade de campo magnético e indução magnética produzidas pelo circuito de excitação no entreferro
3.3. Funcionamento do comutador
3.4. Força magnetomotriz, intensidade de campo magnético e indução magnética produzidas pelo circuito de armadura no entreferro
3.5. Força magnetomotriz, intensidade de campo magnético e indução magnética resultantes no entreferro
3.6. Efeito desmagnetizante de reação da armadura
3.7. Comutação
3.8. Interpolos
3.9. Enrolamento compensador
3.10. Circuito equivalente para operação em regime permanente
3.11. Equação do conjugado
3.12. Equação da velocidade
3.13. Formas de controle da velocidade do motor
3.14. Variação da velocidade do motor pela corrente de campo
3.15. Tipos de excitação do campo

METODOLOGIA

Técnicas de Ensino:

Aulas síncronas dialogadas e expositivas, utilizando recursos audiovisuais e materiais didáticos da disciplina. A plataforma previamente escolhida e preparada é o Microsoft Teams; caso haja necessidade, haverá troca da plataforma.

Aulas práticas serão realizadas na forma síncrona, apresentadas pelo professor de laboratório, e também na forma assíncrona em forma de estudos dirigidos, simulações e trabalhos de pesquisa;

Atividades em grupo envolvendo simulações computacionais e resolução de exercícios.

 

Cronograma de Desenvolvimento do Programa

 

Aulas Teóricas

no das Semanas

Conteúdo

01

Introdução: Apresentação do plano de ensino e do sistema de avaliação

02

Princípio de funcionamento da máquina de indução trifásica; Regiões de operação como motor, gerador e freio

03

Corrente alternada e campo magnético girante; Equação da força eletromotriz induzida na máquina de indução

04

Circuito equivalente de máquinas de indução; Equação do torque em máquinas de indução

05

Máquinas de indução de alto rendimento; Motores de indução de gaiola dupla e gaiola profunda; Motores de indução de rotor bobinado

06

Aplicações de motores de indução trifásicos; Motores de indução monofásicos; Princípio de funcionamento do motor de indução monofásico

07

Aplicações dos geradores de indução

07

Avaliação escrita: Valor: 30,0 pontos

08

Forma construtiva convencional; Força magnetomotriz, intensidade de campo magnético e indução magnética produzidas pelos circuitos de campo, armadura e resultantes no entreferro.

09

Efeito desmagnetizante de reação da armadura; Comutação

10

Interpolos; Enrolamento compensador

11

Circuito equivalente para operação em regime permanente

12

Equação do conjugado

13

Equação da velocidade; Formas de controle da velocidade do motor

14

Variação da velocidade do motor pela corrente de campo

15

Tipos de excitação do campo

15

Avaliação escrita: Valor: 30,0 pontos

 

Aulas práticas

no das Aulas

Conteúdo

01

Introdução: Apresentação do plano de ensino e do sistema de avaliação

02

Apresentação da plataforma de laboratório

03

Características construtivas dos motores de indução trifásicos

04

Campo girante no MIT

05

Ensaio a vazio do MIT

06

Ensaio de rotor bloqueado

07

Levantamento da curva de conjugado do MIT

08

Motor de indução trifásico operando como gerador

09

Operação do motor de indução com carga no eixo

10

Acionamento e comando do motor de indução monofásico

11

Tipos de excitação da máquina de corrente contínua

12

Curva de magnetização da máquina de corrente contínua

13

Característica de tensão-carga e regulação de tensão do gerador de corrente contínua

14

Motor de corrente contínua sem escovas (brushless dc motor)

15

Aplicação do Motor de corrente contínua sem escovas

 

AVALIAÇÃO

Para serem aprovados na disciplina os alunos deverão cumprir os seguintes requisitos:

1.        Frequência mínima de 75% nas aulas ministradas (aulas teóricas + aulas práticas) que será verificada através de chamada em sala de aula.

2.        Obter 60 pontos de um total de 100, que serão distribuídos da seguinte forma:

          · Duas avaliações da parte teórica da disciplina, em datas marcadas nos primeiros dias de aulas, sendo atribuído à primeira prova, P1, o valor de 30 pontos, e à segunda, P2, o valor de 30 pontos;

          · Atividades de aplicação de conhecimentos sobre máquinas de indução, AC – valor 10 pontos;

          · Apresentação dos relatórios técnicos sobre atividades práticas apresentadas nos roteiros de laboratório e atividades práticas, RT – valor total 30 pontos;

3. A nota final, NF, para os estudantes que não se encaixarem na recuperação: NF=P1+P2+AC+RT.

4. Prova de recuperação, PR, será aplicada apenas para os estudantes que se encaixem no Art. 141 da Resolução CONGRAD 46/2022, e constará de conteúdo referente a todos os assuntos ministrados durante o semestre. Esta prova terá o valor de 60 pontos. A nota final, NF, neste caso será feita da seguinte forma: NF = (PR+(P1+P2))/2 + AC + RT.

 

Datas das avaliações marcadas no dia 03/05/2022:

 

Primeira avaliação teórica escrita:   15/06/2022

Segunda avaliação teórica escrita:   03/08/2022

Prova de recuperação para os estudantes que se encaixem na norma: 17/08/2022

Atividades de aplicação de conhecimentos deverão ser entregues na data agendada pelo professor e serão utilizados para compor de forma assíncrona a carga horária total da disciplina.

 

Datas das entregas dos trabalhos práticos

Os relatórios deverão ser entregues na semana subsequente à entrega dos roteiros.

 

Observações:

1.       As avaliações da parte teórica serão individuais e sem consulta, com a duração de duas horas-aula (100 minutos) para a elaboração da solução.

2 .      Relatórios das atividades práticas avaliativas

          Os relatórios deverão ser escritos de acordo com os padrões usuais para relatórios técnicos e entregues na aula subsequente à relativa ao relatório.

3.       Avaliação de aplicação de conhecimentos de máquinas elétricas, e .

4.       As datas e horários das provas são marcados no início do curso e poderão ser mudados, desde que 100% dos alunos matriculados no curso estejam de acordo

 

Todas as comunicações e divulgações de notas serão feitas na área de chat do Microsoft Teams para esta disciplina.

BIBLIOGRAFIA

Básica

  1. FITZGERALD Jr., A. E. et al. Máquinas Elétricas, McGraw-Hill do Brasil, São Paulo, SP, 1981

  2. DEL TORO, V. Fundamentos de Máquinas Elétricas, Prentice Hall do Brasil, São Paulo, SP, 1994

  3. CHAPMAN, S. J. Fundamentos de máquinas elétricas, McGraw-Hill, tradução: Anatólio Laschuk, 5. ed. Porto Alegre, RS, 2013

Complementar

  1. BIM, EDSON. Máquinas Elétricas e Acionamento, Campus: Elsevier, Rio de Janeiro, 2012.

  2. FALCONE, A. G. Eletromecânica, Edgard Blücher, São Paulo, SP, 1979

  3. SEN, P. C. Principles of Electric Machines and Power Electronics, Wiley, Hoboken, NJ, USA, 1996

  4. NASAR, S. A. Máquinas Elétricas, McGraw-Hill, São Paulo, SP, 1984

  5. SLEMON, G. R. Electric Machines and Drives, Addison Wesley, New York, NY, 1992

  6. https://www.youtube.com/channel/UCc39T86eiy5k_Hi3Al5nDEw

  7. https://www.youtube.com/channel/UCfBeGUOYM23ZQnepxtRqDYw

  8. https://www.weg.net/institutional/BR/pt/

APROVAÇÃO

Aprovado em reunião do Colegiado realizada em: ____/____/______

Coordenação do Curso de Graduação: _________________________

 


logotipo

Documento assinado eletronicamente por Luciano Coutinho Gomes, Professor(a) do Magistério Superior, em 14/04/2022, às 16:14, conforme horário oficial de Brasília, com fundamento no art. 6º, § 1º, do Decreto nº 8.539, de 8 de outubro de 2015.


logotipo

Documento assinado eletronicamente por Augusto Wohlgemuth Fleury Veloso da Silveira, Professor(a) do Magistério Superior, em 14/04/2022, às 18:14, conforme horário oficial de Brasília, com fundamento no art. 6º, § 1º, do Decreto nº 8.539, de 8 de outubro de 2015.


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Referência: Processo nº 23117.018223/2022-35 SEI nº 3526161