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:

FEELT31606

Período/Série:

6º

Turma:

U

Carga Horária:

Natureza:

Teórica:

45

Prática:

15

Total:

60

Obrigatória:

(X)

Optativa:

( )

Professor(A):

LUIZ CARLOS GOMES DE FREITAS

Ano/Semestre:

2020/3 - ETAPA 2

Observações:

Disciplina ministrada de forma remota em conformidade com a Resolução CONGRAD N° 7/2020, que dispõe sobre a instituição, autorização e recomendações de Atividades Acadêmicas Remotas Emergenciais, em caráter excepcional e facultativo, em razão da epidemia da COVID-19, no âmbito do ensino da Graduação na Universidade Federal de Uberlândia. Neste contexto, serão ofertadas no máximo 15 vagas.

 

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, CUK, 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 computacionais de simulação de conversores cc-cc, cc-ca,  ca-cc e ca-ca.

PROGRAMA

Introdução Geral
Conceitos básicos, semicondutores utilizados na Eletrônica de Potência (Diodo, Tiristor, TRIAC, Transistor Bipolar, MOSFET, IGBT) e aplicações.

Conversores Estáticos Não Isolados e Isolados
Conversores estáticos básicos: Buck, Boost, Buck-Boost, SEPIC, CUK, Half-bridge, Full-bridge, Flyback, Forward, Push-Pull, Inversor Fonte de Tensão (VSI) Monofásico (Formas de ondas; Equacionamento das etapas de funcionamento; Equações de projeto; Modulação PWM).

Retificadores controlados com SCRs
Análise de circuitos monofásicos e trifásicos; Formas de ondas; Equações de projeto; Conceitos básicos sobre circuitos de controle e disparo dos tiristores.

Conversores CA-CA com SCRs
​Análise de circuitos monofásicos e trifásicos; Formas de ondas.

METODOLOGIA

Para a presente componente curricular, proposta especificamente durante o período de Atividades Acadêmicas Remotas Emergenciais, serão adotadas aulas em duas modalidades distintas de comunicação: síncrona (todos os alunos simultaneamente conectados à internet sob a regência do professor) e assíncrona (contemplando atividades remotas off-line). Para tanto, serão consideradas as seguintes mídias:

- Modalidade síncrona (on-line): Aulas expositivas através das plataformas Google Meet, Mconf/RNP ou Microsoft Teams.

- Modalidade assíncrona (off-line): Resolução de listas de exercícios, realização de simulações computacionais utilizando o software PSIM®, e elaboração de relatórios técnicos. Os alunos deverão se inscrever na disciplina disponível na plataforma Moodle, através da qual terão acesso às notas de aulas, material de apoio, listas de exercícios, roteiros de laboratório e software PSIM® para instalação devidamente licenciado. Através da mesma plataforma se dará toda a comunicação com os discentes matriculados e envio dos documentos necessários para verificação da aprendizagem.

O atendimento ao aluno será realizado de forma remota, seja durante as aulas na modalidade síncrona, ou através de e-mails, ou reuniões individuais através das plataformas Google Meet ou Microsoft Teams, em horários específicos a serem definidos pelo professor.

Todas as notas de aulas utilizadas tanto na modalidade síncrona, quanto na modalidade assíncrona, estarão disponibilizadas na plataforma Moodle.

Conforme estabelecido no Art. 7 da Resolução Nº 07/2020, o cronograma apresentado a seguir especifica a carga horária de atividades, datas, horários, plataformas e softwares a serem utilizados no curso. Este se encontra subdividido em três módulos de modo a facilitar o acompanhamento e a verificação da aprendizagem do discente. Ao todo serão 13 horas/aula na modalidade síncrona via Plataforma Web MConf/RNP e 47 horas/aula na modalidade assíncrona, na forma de estudo orientado.

                                                                             CRONOGRAMA

 

 

Aula

          MODALIDADE

                                            Conteúdo

 

SÍNCRONA

ASSÍNCRONA

 

                                MÓDULO 01 – CONVERSORES CC-CC NÃO ISOLADOS

 

T01

 

2h/a
Documentos disponíveis na Plataforma Moodle

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)

 

 

T02

27/10/2020
2h/a
Plataforma
Web MConf/RNP
das 16:50 às 18:30hs

 

Apresentação do PLANO DE ENSINO e da METODOLOGIA a ser adotada.

Revisão: cálculos de potência e análise de indutores e capacitores para correntes e tensões periódicas; conceitos básicos dos principais semicondutores utilizados em eletrônica de potência.

Material para consulta: Notas de aulas disponíveis no Moodle e Capítulos 01 e 02 do livro do autor Daniel W. Hart (Bibliografia Básica)

 

 

P01

 

2h/a
Estudo orientado
via Plataforma
PSIM

TUTORIAL PSIM: Análise computacional do Retificador NÃO CONTROLADO EM PONTE.

Material para consulta: Roteiro de laboratório disponível no Moodle.

 

 

T03

03/11/2020
2h/a
Plataforma
Web MConf/RNP
das 16:50 às 18:30hs

 

Conversor Buck: 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)

 

 

T04 e T05

 

2h/a
Estudo orientado e resolução de lista de exercícios via Plataforma Moodle

Conversor Buck: resolução de exercícios. Circuitos de acionamentos de IGBTs e MOSFETs.

Material para consulta: Notas de aulas e Roteiro de Laboratório disponível no Moodle, e Capítulos 02 e 06 do livro do autor Daniel W. Hart (Bibliografia Básica)

 

 

P02

 

2h/a
Estudo orientado via Plataforma PSIM e entrega de relatório via Plataforma Moodle

Análise computacional do conversor Buck em malha aberta. Material para consulta: Notas de aulas e Roteiro de Laboratório disponível no Moodle, e Capítulos 01, 02 e 06 do livro do autor Daniel W. Hart (Bibliografia Básica)

 

 

T06

10/11/2020
2h/a
plataforma Web MConf/RNP
das 16:50 às 18:30hs

 

Conversor Buck: princípio de operação em malha fechada (controle de fontes de alimentação chaveadas).

Material para consulta: Notas de aulas disponíveis no Moodle e Capítulos 01, 02 e 06 do livro do autor Daniel W. Hart (Bibliografia Básica)

 

 

T07 à T09

 

06h/a
Estudo orientado e resolução de lista de exercícios via Plataforma Moodle

Princípio de operação, equações de projeto, determinação do ganho estático, resolução de exercícios: Conversores Boost, Buck-Boost, SEPIC e CúK.

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 à P05

 

6h/a
Estudo orientado via Plataforma PSIM e entrega de relatório via Plataforma Moodle

Análise computacional dos Conversores Boost, Buck-Boost, SEPIC e CúK em malha aberta.

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)

 

 

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

 

T10 à T13

17/11/2020
2h/a
plataforma Web MConf/RNP
das 16:50 às 18:30hs

 

Conversor FLYBACK: princípio de operação, equações de projeto, determinação do ganho estático. 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)

 

 

T14 e T15

24/11/2020
2h/a
Plataforma Web MConf/RNP
das 16:50 às 18:30hs

 

Conversores em MEIA PONTE (HALF-BRIDGE) e em PONTE COMPLETA (FULL-BRIDGE): princípio de operação, equações de projeto, determinação do ganho estático. INVERSOR VSI MONOFÁSICO princípio de operação, equações de projeto.

Material para consulta: Notas de aulas disponíveis no Moodle e Capítulos 01, 02 e 07 do livro do autor Daniel W. Hart (Bibliografia Básica)

 

 

T16 à T19

 

6h/a
Estudo orientado e resolução de lista de exercícios via Plataforma Moodle

Princípio de operação, equações de projeto, determinação do ganho estático e resolução de exercícios: conversores FLYBACK, FORWARD, MEIA PONTE e PONTE COMPLETA.

Material para consulta: Notas de aulas disponíveis no Moodle e Roteiros de Laboratório disponíveis no Moodle, e Capítulos 01, 02 e 07 do livro do autor Daniel W. Hart (Bibliografia Básica).

 

 

P06 à P08

 

06h/a
Estudo orientado via Plataforma PSIM e entrega de
relatório via Plataforma Moodle

Análise computacional dos conversores em operação com malha aberta: FLYBACK, MEIA PONTE E PONTE COMPLETA e INVERSOR VSI MONOFÁSICO com modulação unipolar e bipolar.

Material para consulta: Notas de aulas disponíveis no Moodle e Roteiros de Laboratório disponíveis no Moodle, e Capítulos 01, 07 e 08 do livro do autor Daniel W. Hart (Bibliografia Básica).

 

 

    MÓDULO 03 – CONVERSORES CC-CC E CA-CA CONTROLADOS COM TIRISTORES

 

T20 à T26

01/12/2020
2h/a
plataforma Web MConf/RNP
das 16:50 às 18:30hs

 

Princípio de operação e projeto de:

-Retificador monofásico de onda completa com carga RL no modo de condução contínua;

-Retificadores trifásico com carga RL no modo de condução contínua;

-Retificadores trifásico com carga RLE no modo de condução contínua e funcionando como inversor;

-Retificadores trifásico utilizados para transmissão de potência em CC;

-Retificador de 12 pulsos com conexão série e paralela.

Material para consulta: Notas de aulas disponíveis no Moodle e Capítulo 05 do livro do autor Daniel W. Hart (Bibliografia Básica).

 

 

T27

08/12/2020

2h/a
plataforma Web MConf/RNP
das 16:50 às 18:30hs

 

Conversores CA-CA monofásicos e trifásicos com tiristores: princípio de operação e análise de resultados obtidos por simulação computacional.

Material para consulta: Notas de aulas disponíveis no Moodle e Capítulo 05 do livro do autor Daniel W. Hart (Bibliografia Básica).

 

 

T28 à T30

 

06h/a
Estudo orientado e resolução de lista de exercícios via Plataforma Moodle

Princípio de operação, equações de projeto e resolução de exercícios: Retificadores monofásicos e trifásicos com tiristores.

Material para consulta: Notas de aulas disponíveis no Moodle e Capítulo 04 do livro do autor Daniel W. Hart (Bibliografia Básica).

 

 

P09 à P13

 

09h/a
Estudo orientado via Plataforma PSIM e entrega de relatório via Plataforma Moodle

Análise computacional:

-Retificador Monofásico controlado com SCRs com carga RL e RLE;

-Retificador trifásico controlado de 6 pulsos com carga RL, acionando um Motor CC e funcionando como inverso;

- Retificador de 12 pulsos;

- Conversores CA-CA monofásicos e trifásicos com tiristores.

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).

 
 

AVALIAÇÃO

O acompanhamento e a verificação da aprendizagem do estudante serão realizados através da avaliação das listas de exercícios e relatórios técnicos que deverão ser entregues ao professor conforme apresentado no cronograma proposto.

Para tanto, foram elaboradas três (03) listas de exercícios e onze (11) roteiros de laboratório, os quais serão avaliados da seguinte forma: 30% dos pontos distribuídos serão dedicados à avaliação das listas de exercícios a serem resolvidos e entregues pelo discente via plataforma Moodle; e 70% dos pontos distribuídos serão dedicados à avaliação dos relatórios técnicos entregues pelo discente via plataforma Moodle.

LISTAS DE EXERCÍCIOS
As listas de exercícios 01 e 02, referentes aos módulos 01 e 02, deverão ser entregues até 30/11/2020 via plataforma moodle.

A lista de exercícios 03, referente ao módulo 03, deverá ser entregue até 19/12/2020 via plataforma moodle.

RELATÓRIOS TÉCNICOS
Os relatórios técnicos referentes aos módulos 01 e 02 deverão ser entregues até 30/11/2020 via plataforma moodle.

Os relatórios técnicos referentes ao módulo 03 deverão ser entregues até 19/12/2020 via plataforma moodle.

Ao todo serão avaliados nove (05) relatórios técnicos, totalizando 70 pontos, e três (03) listas de exercícios, totalizando 30 pontos.

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 29/09/2020, às 08:19, 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 23117.056272/2020-12 SEI nº 2287278