UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA
Faculdade de Engenharia Elétrica

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Timbre

Plano de Ensino

IDENTIFICAÇÃO

Componente Curricular:

Eletrônica de Potência

Unidade Ofertante:

Faculdade de Engenharia Elétrica

Código:

FEELT3166

Período/Série:

6º

Turma:

U, UA

Carga Horária:

Natureza:

Teórica:

45

Prática:

15

Total:

60

Obrigatória:

(x)

Optativa:

( )

Professor(A):

Luiz Carlos Gomes de Freitas

Ano/Semestre:

2021-2

Observações:

 

 

EMENTA

Dispositivos semicondutores. Circuitos retificadores monofásicos e polifásicos de meia-onda e onda completa sem controle, parcialmente controlados e totalmente controlados. Conversores ca-ca monofásicos e trifásicos com tiristores. Conversores cc-cc básicos: Buck, Boost, Buck-Boost, Flyback, SEPIC, CúK, Flyback, Forward, Push-pull, Half-bridge (meia-ponte), Full-bridge (ponte completa) e Inversor Fonte de Tensão Monofásico com e sem filtro LC..

JUSTIFICATIVA

A disciplina Eletrônica de Potência auxilia principalmente em dois itens determinados para esta profissão pelo Conselho Nacional de Educação através da Câmara de Ensino Superior (CNE/CES): Identificar, formular e resolver problemas de engenharia; desenvolver e/ou utilizar novas ferramentas e técnicas.

OBJETIVO

Objetivo Geral:

Fornecer aos alunos fundamentos básicos sobre os semicondutores e conversores estáticos utilizados para processamento eletrônico de energia elétrica nas mais diversas aplicações, a saber: acionamentos elétricos, carregadores de bateria, geração distribuída, instalações elétricas industriais e telecomunicações. Capacitar o aluno a analisar e projetar conversores estáticos básicos empregados em fontes chaveadas.

Objetivos Específicos:

Ao final do curso o estudante deverá ser capaz de:
1. Diferenciar os diversos tipos de semicondutores e suas aplicações;
2. Analisar, projetar e implementar os principais conversores estáticos básicos empregados em fontes chaveadas e circuitos de condicionamento de energia;
3. Analisar, projetar e implementar circuitos retificadores não controlados, semicontrolados e totalmente controlados;
4. Utilizar programas de simulação computacionais para análise de conversores estáticos.

PROGRAMA

  1. Introdução Geral
  1. Conversores Estáticos Não Isolados e Isolados
  1. Retificadores controlados com SCRs
  1. Conversores CA-CA com SCRs

METODOLOGIA

As aulas serão ministradas de forma presencial,  por meio de aulas teóricas (T) e práticas (P), do tipo expositivo dialogada, utilizando recursos didáticos como quadro e giz, lousa branca, data-show, computadores e programas de simulação computacional, e seguirá o seguinte cronograma:

AULA

DATA

CONTEÚDO

T01-03

02/05/2022

Apresentação do PLANO DE ENSINO e da METODOLOGIA a ser adotada.
Introdução Geral (classificação dos conversores e princípio de controle de tensão média na carga).
Material para consulta: Notas de aulas disponíveis no Moodle e Capítulo 01 do livro do autor Daniel W. Hart (Bibliografia Básica)

P01-02

03/05/2022

TUTORIAL PSIM: Análise computacional do Retificador NÃO CONTROLADO EM PONTE.
Material para consulta: Roteiro de laboratório disponível no Moodle.

T04-06

09/05/2022

Revisão: cálculos de potência e análise de indutores e capacitores para correntes e tensões periódicas; série de fourier e distorções harmônicas
Material para consulta: Notas de aulas disponíveis no Moodle e Capítulos 01 e 02 do livro do autor Daniel W. Hart (Bibliografia Básica)

T07-09

16/05/2022

MOSFETs, IGBTs e Diodos Rápidos: conceitos básicos e circuitos de comando de IGBTs e MOSFETs.
Conversor Buck: princípio de operação, equações de projeto, determinação do ganho estático, resolução de exercícios, projeto físico do indutor.
Material para consulta: Notas de aulas disponíveis no Moodle e Capítulos 01, 02 e 06 do livro do autor Daniel W. Hart (Bibliografia Básica)

P03-04

17/05/2022

Conversor Buck: Análise computacional em malha aberta e malha fechada com controle da tensão de saída.
Material para consulta: Notas de aulas e Roteiro de Laboratório disponíveis no Moodle, e Capítulos 01, 02 e 06
do livro do autor Daniel W. Hart (Bibliografia Básica)

T10-12

23/05/2022

Conversor Boost: princípio de operação, equações de projeto, determinação do ganho estático, resolução de exercícios.
Conversor Buck-Boost: princípio de operação, equações de projeto, determinação do ganho estático, resolução de exercícios.
Material para consulta: Notas de aulas disponíveis no Moodle e Capítulos 01, 02 e 06 do livro do autor Daniel W. Hart (Bibliografia Básica)

P05-06

24/05/2022

Conversor Boost: Análise computacional em malha aberta e malha fachada com controle da tensão de saída.
Material para consulta: Notas de aulas disponíveis no Moodle e Roteiros de Laboratório disponíveis no Moodle, e Capítulos 01, 02 e 06 do
livro do autor Daniel W. Hart (Bibliografia Básica)

T13-15

30/05/2022

Conversor Cúk: princípio de operação, equações de projeto, determinação do ganho estático, resolução de exercícios.
Conversor SEPIC: princípio de operação, equações de projeto, determinação do ganho estático, resolução de exercícios.
Material para consulta: Notas de aulas disponíveis no Moodle, e Capítulos 01, 02 e 06 do livro do autor Daniel W. Hart (Bibliografia Básica)

P07-08

31/05/2022

Conversor SEPIC e Cúk: Análise computacional em malha aberta.
Material para consulta: Notas de aulas e Roteiros de Laboratório disponíveis no Moodle, e Capítulos 01, 02 e 06 do livro do autor Daniel W.
Hart (Bibliografia Básica)

T16-18

06/06/2022

Fontes de alimentação chaveadas: estudo de caso utilizando o conversor Boost como conversor pré-regulador cascateado com conversor cc-cc
com tensão de saída regulada.
Material para consulta: Notas de aulas disponíveis no Moodle e Capítulos 01, 02 e 06 do livro do autor Daniel W. Hart (Bibliografia Básica)

T19-20

07/06/2022

Primeira Avaliação: MÓDULO 01 – CONVERSORES CC-CC NÃO ISOLADOS

T21-23

13/06/2022

Conversor FLYBACK e FORWARD: Princípio de operação, análise qualitativa das etapas de operação, projeto e dimensionamento do conversor. Projeto físico
do transformador.
Material para consulta: Notas de aulas disponíveis no Moodle e Capítulos 01, 02 e 07 do livro do autor Daniel W. Hart (Bibliografia Básica)

P09-10

14/06/2022

Conversores FLYBACK e FORWARD: Análise computacional em malha aberta.
Material para consulta: Notas de aulas e Roteiros de Laboratório disponíveis no Moodle, e Capítulos 01, 02 e 07 do livro do autor Daniel W. Hart
(Bibliografia Básica)

T24-26

20/06/2022

Conversor PUSH-PULL: princípio de operação, equações de projeto, determinação do ganho estático.
Conversores em MEIA PONTE (HALF-BRIDGE) e em PONTE COMPLETA (FULL-BRIDGE): princípio de operação, equações de projeto,
determinação do ganho estático, resolução de exercícios.
Material para consulta: Notas de aulas disponíveis no Moodle e Capítulos 01, 02 e 07 do livro do autor Daniel W. Hart (Bibliografia Básica)

T27-29

27/06/2022

INVERSOR VSI MONOFÁSICO princípio de operação, equações de projeto e técnicas de modulação PWM
Material para consulta: Notas de aulas disponíveis no Moodle e Capítulos 01, 02 e 07 do livro do autor Daniel W. Hart (Bibliografia Básica)

P11-12

28/06/2022

Análise computacional: INVERSOR VSI MONOFÁSICO com modulação PWM e filtro LC
Material para consulta: Notas de aulas disponíveis no Moodle e Capítulos 01, 02 e 07 do livro do autor Daniel W. Hart (Bibliografia Básica)

T30-32      

04/07/2022

Esclarecimento de dúvidas e Resolução de Exercícios.

           

05/07/2022

Segunda Avaliação: MÓDULO 02 – CONVERSORES CC-CC ISOLADOS E INVERSOR FONTE DE TENSÃO

T33-35           

11/07/2022

Conceitos básicos sobre tiristores e circuitos de comando de tiristores;
Retificador monofásico de onda completa com carga R, RL e RLE, no modo de condução contínua: princípio de operação, equações de projeto, e resolução de exercícios.
Material para consulta: Notas de aulas e videoaula disponíveis no Moodle e Capítulo 04 do livro do autor Daniel W. Hart (Bibliografia Básica).

P13-14      

12/07/2022

Análise computacional: Retificador monofásico de onda completa com carga RL e RLE no modo de condução contínua.
Material para consulta: Notas de aulas, roteiro de laboratório, videoaulas disponíveis no moodle e Capítulo 04 do livro do autor Daniel W. Hart (Bibliografia Básica).

T36-38      

18/07/2022

Retificador trifásico no modo de condução contínua: princípio de operação com carga RL e RLE, equações de projeto, e resolução de exercícios.
Retificador trifásico utilizado para transmissão de potência em CC: princípio de operação, equações de projeto e resolução de exercícios.
Material para consulta: Notas de aulas e videoaulas disponíveis no Moodle e Capítulo 04 do livro do autor Daniel W. Hart (Bibliografia Básica).

P15-16           

19/07/2022

Análise computacional: Retificador trifásico com carga RL e RLE no modo de condução contínua.
Material para consulta: Notas de aulas, roteiros de laboratório e videoaulas disponíveis no moodle e Capítulo 04 do livro do autor Daniel W. Hart (Bibliografia Básica).

T39-41      

25/07/2022

Retificador trifásico com carga RL no modo de condução contínua alimentado através de transformadores Y-Y e ∆-Y
Retificador de 12 pulsos: princípio de operação e análise de formas de ondas obtidas por simulação computacional.
Material para consulta: Notas de aulas e roteiros de laboratório disponíveis no moodle e Capítulos 04 e 05 do livro do autor Daniel W. Hart (Bibliografia Básica).

P17-18

26/07/2022

Análise Computacional: Retificador de 12 pulsos

T42-44 

01/08/2022

Conversores CA-CA monofásicos e trifásicos com tiristores: princípio de operação e análise de formas de ondas obtidas por simulação computacional.
Material para consulta: Notas de aulas e roteiros de laboratório disponíveis no moodle e Capítulos 04 e 05 do livro do autor Daniel W. Hart (Bibliografia Básica).

T46-49            

08/08/2022

Esclarecimento de dúvidas e Resolução de Exercícios.

                   

09/08/2022

Terceira Avaliação: MÓDULO 03 – CONVERSORES CC-CC E CA-CA CONTROLADOS COM TIRISTORES

                  

16/08/2022

Avaliação de Recuperação:
​Será oferecida avaliação de recuperação para os discentes que não obtiverem o rendimento mínimo para aprovação e com frequência mínima de 75% na disciplina. A avaliação de recuperação será composta por uma prova escrita presencial contemplando todo o conteúdo semestral.

 

O atendimento aos alunos será realizado de forma presencial às quintas-feiras de 14h até 18h.

 

AVALIAÇÃO

O acompanhamento e a verificação da aprendizagem do estudante serão realizados através da avaliação das listas de exercícios, relatórios técnicos e questionários que deverão ser realizadas e entregues
ao professor via plataforma Moodle.

Para tanto, foram elaboradas três (03) listas de exercícios, onze (11) roteiros de laboratório, e três (03) provas com questões diretas e/ou de múltipla escolha, os quais serão avaliados da seguinte forma:
do total de pontos distribuídos, 70% serão dedicados à avaliação das provas e 30% serão dedicados à avaliação dos relatórios técnicos.

Provas:
Ao final de cada módulo o discente realizará uma prova com questões diretas e/ou de múltipla, conforme previsto no cronograma do curso.

Relatórios técnicos
Os relatórios técnicos serão selecionados pelo professor para avaliação e serão informados aos discentes ao longo do curso.

Avaliação de Recuperação:
Será oferecida avaliação de recuperação para os discentes que não obtiverem o rendimento mínimo para aprovação e com frequência mínima de 75% na disciplina. A avaliação de recuperação será composta por uma prova escrita presencial contemplando todo o conteúdo semestral.

Os resultados das avaliações serão apresentadas pelos números de matrícula e nome dos alunos, divulgados por meio da plataforma moodle. A vista de prova será marcada com os discente,
nas sextas-feiras, de 14h até 18h, respeitando-se o prazo de 10 dias previsto na Resolução do CONGRAD (Nº15/2011), a partir da data de divulgação das notas.

 

BIBLIOGRAFIA

Básica

  1. HART, Daniel W., Eletrônica de Potência: Análise e Projetos de Circuitos. Tradução: Romeu Abdo. Revisão Técnica: Antônio Pertence Júnior. Porto Alegre: AMGH, 2012.
  2. AHMED, Ashfaq, Eletrônica de Potência. Tradução: Eduardo Vernes Mack. Revisão Técnica: João Antonio Martino. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2011.
  3. Muhammad H. Rashid, Power Electronics: Circuits, Devices & Applications 4th Edition, Kindle Edition, ISBN-13: 978-0133125900, ISBN-10: 0133125904.

Complementar

  1. Ned Mohan, Tore M. Undeland and William P. Robbins, Power Electronics - Converters, Applications and Design, 3rd Edition, 2003; John Wiley and Sons, INC.
  2. Abraham I. Pressman, Keith Billings and Taylor Morey, Switching Power Supply Design, Third Edition, 2009, McGraw Hill, ISBN 978-0-07-148272-1.
  3. BOYLESTAD, Robert L.; NASHELSKY, Louis, Dispositivos Eletrônicos e Teoria de Circuitos. Tradução: Rafael Monteiro Simon. 8. ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2011.
  4. CIPELLI, Antonio Marco V.; MARKUS, Otávio; SANDRINI, Waldir João, Teoria e Desenvolvimento de Projetos de Circuitos Eletrônicos. 23 ed. São Paulo: Érica, 2011.
  5. REZENDE, Sergio M., Materiais e Dispositivos Eletrônicos. 2. ed. São Paulo: Livraria da Física, 2004.
  6. SCHMIDT, Walfredo, Materiais Elétricos: Volume 1: Condutores e Semicondutores. 3. ed. São Paulo: Blucher, 2010.
  7. ALBUQUERQUE, Rômulo Oliveira; SEABRA, Antonio Carlos. Utilizando Eletrônica: com AO, SCR, TRIAC, UJT, PUT, CI 555, LDR, LED, IGBT e FET de Potência. São Paulo: Érica, 2011.
  8. SEDRA, A. S. E SMITH, K. C. Microeletrônica. 5 ed. São Paulo (SP): Pearson, 2011.

APROVAÇÃO

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

Coordenação do Curso de Graduação: _________________________

 

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Documento assinado eletronicamente por Luiz Carlos Gomes de Freitas, Professor(a) do Magistério Superior, em 14/04/2022, às 09:08, 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 3523911