Plano de Ensino

IDENTIFICAÇÃO

EMENTA

Teoria e aplicações de Eletrônica Industrial e Acionamentos à Engenharia de Controle e Automação.

JUSTIFICATIVA

A mudança da base técnica de eletromecânica para eletroeletrônica tem propagado de forma acelerada o ritmo da automação nas unidades industriais dos países industrializados. A eletrônica de potência, que trata das aplicações de dispositivos semicondutores na conversão e no controle da energia elétrica em seus diversos níveis de potência, vem substituindo, de forma gradativa, as chaves mecânicas e eletromagnéticas tradicionais nos mais variados sistemas industriais de manufatura e produção. Desta forma, o aluno matriculado na disciplina descobrirá os princípios, os conceitos e as operações fundamentais que são comuns à utilização de dispositivos como: diodo de potência, transistor de potência, SCR, TRIAC, IGBT, outros, como elementos de chaveamento dos equipamentos utilizados no acionamento e controle de máquinas elétricas.

OBJETIVO

PROGRAMA

5.1. Introdução

5.1.1. História e aplicações da Eletrônica de Potência.

5.1.2. Dispositivos semicondutores de potência. Características e circuitos típicos.

5.1.3. Vantagens e efeitos periféricos dos conversores de potência chaveados.

5.2. Conversores CA-CC

5.2.1. Diodos. Curvas características, tipos, efeitos dos tempos de recuperação direto e reverso, conexão em série e paralelo.

5.2.1.1. Retificadores monofásicos de meia onda e onda completa, não controlados, operando com carga RL, RE, RLE. Considerações sobre o diodo de roda livre e alimentação por transformador.

5.2.1.2. Retificadores trifásicos de meia onda e onda completa, não controlados. Considerações sobre a alimentação por transformador ∆:Y, ∆:∆, Y:∆, Y:Y.

5.2.2. Tiristores. Características, tipos, circuitos de disparo e operação em série e paralelo.

5.2.2.1. Retificadores monofásicos de meia onda e onda completa, controlados, operando com carga RL, RE, RLE.

5.2.2.2. Retificadores trifásicos de meia onda e onda completa, controlados.

5.3. Conversores CC-CC

5.3.1. Estudo dos transístores de potência: BJTs, MOSFETs e IGBTs.

5.3.2. Introdução e princípio de funcionamento dos conversores CC-CC básicos. Descrição funcional e definições. Conversor chaveado versus regulador linear. Classificação quanto a topologia, ganho estático e reversibilidade.

5.3.3. Análise da operação no modo contínuo de condução de corrente no indutor.

5.3.3.1. Conversor step-down (BUCK).

5.3.3.2. Conversor step-up (BOOST).

5.3.3.3. Conversor BUCK-BOOST.

5.3.4. Operação em malha fechada.

5.4. Conversores CA-CA

5.4.1. Estudo dos circuitos controladores de tensão CA - Gradadores. Introdução. Estrutura do gradador monofásico. Estrutura do gradador trifásicos. Controle de potência CA. Controle de ciclo integral. Controle de fase CA. Operando com carga R e RL.

5.4.2. Aplicações.

5.4.2.1. Controle da corrente de partida de motores de indução (Soft-Starter).

5.4.2.2. Controle de velocidade de motores de indução (enfraquecimento de campo).

5.4.2.3. Controle de luminosidade.

5.4.2.4. Controle de temperatura.

5.5. Conversores CC-CA (Inversores)

5.5.1. Introdução.

5.5.2. Inversores de fonte de tensão (VSIs).

5.5.3. Técnicas de controle para inversores de tensão.

5.5.4. Inversores modulados por largura de pulso (PWM).

5.5.5. Inversor de fonte ideal de corrente (CSI).

5.6. Aplicações industriais

5.6.1. Comandos e acionamentos. Botoeiras, chaves fim de curso, sensores, contatores e relés. Proteção e elaboração de esquemas. Aplicações em partida direta, partida direta com reversão, partida compensada, partida estrela triângulo com reversão, partida sequencial de motores.

5.6.2. Alimentação e controle de velocidade dos motores de corrente contínua utilizando conversores CC-CC (choppers) e conversores CA-CC (retificadores).

5.6.3. Partida de motores de indução utilizando Soft-Starter. Considerações técnicas, parametrização e programação, vantagens e desvantagens.

5.6.4. Partida e controle de velocidade de motores de indução utilizando inversores de frequência. Considerações técnicas, parametrização e programação, vantagens e desvantagens. Controle escalar e vetorial. Cuidados a serem observados na instalação de um inversor. Efeitos adversos dos acionamentos eletrônicos.

METODOLOGIA

Para o presente componente curricular, a ser ministrado em formato remoto, serão adotadas aulas na modalidade síncrona, onde todos os estudantes devem estar simultaneamente conectados na plataforma de comunicação, sob a regência do professor e assíncrona, que contempla atividades remotas off-line. Estas modalidades estão de acordo com a Resolução n^o 20/2020 do Conselho de Graduação. Para tanto, serão considerados os seguintes recursos e plataformas de comunicação: MCONF, Youtube (conteúdo complementar), e-mail, OneDrive e aplicativos de mensagens.

A carga horária total do curso é de 90 horas, ou seja, 108 horas-aula (aulas de 50 minutos), que serão divididas, semanalmente, da seguinte forma:

• 4 horas-aula em atividades síncronas, compreendendo 3 horas-aula para os conteúdos teóricos e 1 hora-aula para os conteúdos práticos (com a utilização de simuladores) e/ou atendimento aos estudantes (dúvidas dos exercícios).
• 3,2 horas-aula em atividades assíncronas.

Considerando-se um semestre de 15 semanas, serão ministrados 60 horas-aula (56%) na modalidade síncrona e 48 horas-aula (44%) de forma assíncrona.  

O atendimento ao estudante será realizado de forma remota, através de e-mail ou aplicativos de mensagens.

Cronograma previsto para desenvolvimento do conteúdo teórico:

Cronograma previsto para desenvolvimento do conteúdo prático:

AVALIAÇÃO

Serão quatro avaliações teóricas e diversos desafios que consistem em trabalhos, lista de exercícios e aprofundamento de temas definidos pelo professor:

• Avaliação 1: valor de 20 pontos. Conversores CA-CC monofásicos, controlados e não controlados (Módulo I e II).
• Avaliação 2: valor de 20 pontos. Conversores CA-CC trifásicos não controlados e conversores CA-CA (Módulo III e IV).
• Avaliação 3: valor de 20 pontos. Conversores CC-CC (módulo V).
• Avaliação 4: valor de 20 pontos. Métodos de partida e acionamentos do MIT.
• Desafios: valor de 20 pontos.

A data das atividades avaliativas 1, 2, 3 e 4 poderão ser alteradas em função do rendimento dos estudantes nas atividades programadas.

A presença dos estudantes será calculada tomando-se por referência a quantidade de atividades entregues nas datas combinadas (trabalhos e lista de exercícios).

Prova Substitutiva: somente para substituir uma das avaliações semestrais. Projetos e Desafios não estão incluídos. A avaliação substitutiva se aplica somente para os casos previstos no guia do estudante (normas da PROGRAD). Data a ser definida oportunamente.

BIBLIOGRAFIA

Básica

1. AHMED, Ashfaq. Eletrônica de potência. São Paulo: Prentice Hall, 2000.

2. BOSE, Bimal K. Power electronics and motor drives: advances and trends. Burlington: Elsevier, 2006.

3. RASHID, M. H. Eletrônica de potência: circuitos, dispositivos e aplicações. 4. ed. São Paulo: Pearson Education, 2014.

Complementar

1. MOHAN, Ned. Power electronics: converters, applications, and design. 3rd ed. Danvers: J. Wiley, 2003.

2. BARBI, Ivo. Eletrônica de potência. 6. ed. Florianópolis: Ed. da UFSC, 2005. 328 p.

3. MARTINS, Denizar Cruz; BARBI, Ivo. Eletrônica de potência: conversores cc-cc básicos não isolados. 2. ed. Florianópolis: Autores, 2006.

4. BIM, Edson. Máquinas elétricas e acionamento. 3. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2014.

5. FITZGERALD, A. E. Máquinas elétricas: com introdução à eletrônica de potência. 6. ed. Porto Alegre: Bookman, 2006.

6. BARBI, Ivo. Projetos de Inversores. Apostila. Disponível em:

https://ivobarbi.com.br/downloads/apostilas/Apostila%20-%20PROJETOS-DE-INVERSORES.pdf. Acesso em 09 de março de 2020.

APROVAÇÃO

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

Coordenação do Curso de Graduação: _________________________

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Documento assinado eletronicamente por Carlos Augusto Bissochi Junior, Professor(a) do Magistério Superior, em 03/11/2021, às 20:07, 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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A autenticidade deste documento pode ser conferida no site https://www.sei.ufu.br/sei/controlador_externo.php?acao=documento_conferir&id_orgao_acesso_externo=0, informando o código verificador 3144675 e o código CRC FEA22B01.

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