Plano de Ensino

IDENTIFICAÇÃO

EMENTA

Emprego de conceitos teóricos e práticos para analisar a operação de máquinas síncronas e sistemas elétricos de potência nos regimes permanente, transitório e dinâmico.

JUSTIFICATIVA

Fornecer aos alunos os conceitos teóricos básicos a respeito do funcionamento da máquina síncrona visando estudar a dinâmica de sistemas elétricos subsequente a perturbações impostas no mesmo.

OBJETIVO

PROGRAMA

I – PROGRAMAÇÃO DA PARTE TEÓRICA

Capítulo I - CARACTERÍSTICAS CONSTRUTIVAS DAS MÁQUINAS SÍNCRONAS

 1. Introdução

 2. Partes constituintes de uma máquina síncrona

 3. Máquinas síncronas de pólos lisos

 4. Máquinas síncronas de pólos salientes

 5. O enrolamento amortecedor da máquina síncrona

 6. Sistemas de excitação da máquina síncrona

 7. O regulador automático de tensão

Capítulo II - CARACTERÍSTICAS OPERATIVAS DAS MÁQUINAS SÍNCRONAS

 1. Introdução

 2.  Força eletromotriz induzida em um enrolamento de corrente alternada

 3. Característica a vazio

 4. Característica em curto-circuito

Capítulo III - MÁQUINA SÍNCRONA EM CARGA

 1. Introdução

 2.  Reação da armadura em uma máquina síncrona monofásica

 3. Reação da armadura em uma máquina síncrona trifásicas

 4. Excitação resultante para a máquina síncrona de pólos lisos

 5. Diagrama fasorial para a máquina síncrona de pólos lisos

 6. Impedância síncrona

 7.  Efeito da saturação para a máquina síncrona de pólos salientes

 8.  Diagrama fasorial para a máquina síncrona de pólos salientes – teoria das duas reações (Blondel)

Capítulo IV - COLOCAÇÃO DE GERADORES SÍNCRONOS EM PARALELO

 1. Introdução

 2. Condições para o estabelecimento do paralelismo

 3. Sincronização de geradores síncronos

Capítulo V - DIVISÃO DE CARGA ENTRE GERADORES SÍNCRONOS OPERANDO EM PARALELO

 1. Introdução

 2. Potências ativa e reativa de geradores síncronos

 3. O barramento infinito

 4. O ângulo de potência (d)

 5.  Distribuição de potências através da variação do ângulo de potência.

 6.  Estabilidade da operação em paralelo de geradores síncronos.

Capítulo VI - OPERAÇÃO DE GERADORES SÍNCRONOS EM SISTEMAS ELÉTRICOS ISOLADOS

 1. Introdução

 2. Operação em paralelo de duas máquinas de mesmo porte

 3.  Diagrama fasorial para duas máquinas síncronas de pólos lisos operando em paralelo.

Capítulo VII - O MOTOR SÍNCRONO

 1. Introdução

 2. Comparações entre motores síncronos e assíncronos

 3. Diagrama fasorial para motores síncronos de pólos lisos

 4. Efeito da excitação

 5.  Diagrama fasorial para motores síncronos de pólos salientes.

 6. Métodos de partida de motores síncronos

Capítulo VIII - POTÊNCIAS EM MÁQUINAS SÍNCRONAS

 1. Introdução

 2. Fluxo de potência em máquinas de pólos lisos

 3. Fluxo de potência em máquinas de pólos salientes

 4. Potência sincronizante

Capítulo IX - CURVAS CARACTERÍSTICAS DAS MÁQUINAS SÍNCRONAS

 1. Introdução

 2.  Lugar geométrico da corrente de armadura para potência constante

 3   Lugar geométrico da corrente de armadura para excitação constante

 4.  Curvas “V” para os motores síncronos

 5. Limites de operação e de potência de geradores síncronos

 6.  Lugar geométrico da estabilidade de regime permanente nas curvas de operação.

 7. Cartas ou diagramas de capabilidade

Capítulo X - ESTABILIDADE DE SISTEMA ELÉTRICO DE POTÊNCIA

1.   Introdução

2.   Requisitos para o sucesso da operação de um sistema

3.   Transferência de potência entre duas máquinas síncronas

4.   Descrição de um problema de estabilidade angular

5.   Definição primitiva de estabilidade angular

6.   Tipos de estudos de estabilidade angular

7.   Análise de estabilidade transitória pelo critério de áreas iguais

8.   Análise de estabilidade transitória pelo método passo-a-passo

9.   Descrição de um problema de estabilidade de tensão

10. Classificação moderna de estabilidade

II – PROGRAMAÇÃO DA PARTE PRÁTICA

Aula Prática 1:

Realização dos ensaios em vazio e em curto-circuito do gerador síncrono

Aula Prática 2:

Determinação da característica externa do gerador síncrono

Aula Prática 3:

Colocação do gerador síncrono em paralelo com a concessionária (sincronização)

Aula Prática 4:

Determinação do rendimento de uma máquina síncrona

Aula Prática 5:

Determinação das curvas V do motor síncrono

METODOLOGIA

As aulas teóricas serão do tipo expositiva dialogada utilizando recursos didáticos como quadro e giz, recursos audiovisuais (data-show) e, eventualmente, aulas remotas usando recursos do Microsoft Teams ou do Google Meet.

As aulas práticas irão abordar vários experimentos sobre Máquinas Síncronas que serão realizados em laboratório próprio da FEELT.

O atendimento ao aluno será realizado preferencialmente durante as aulas presenciais e, opcionalmente, por meio de de e-mails, aplicativos de mensagens ou reuniões individuais através das plataformas Google Meet (ou Microsoft Teams), em horários específicos a serem definidos pelo professor.

Estão planejados um total de 30 dias, com 2 horas-aula de 50 minutos do tipo presencial, totalizando 50 horas. As 10 horas restantes referem-se às aulas assíncronas, como as aulas preparatórias para as provas práticas, a visualização de vídeos didáticos disponibilizados para os alunos, o tempo dedicado para auxiliar os alunos para dirimir as dúvidas da matéria e para a resolução de exercícios propostos.

No final haverá uma Prova de Recuperação sobre todo o conteúdo ministrado ao longo do semestre. Terão direito a fazer esta prova somente aqueles alunos que obtiveram uma frequência igual ou superior a 75 % nas aulas presenciais (teóricas e práticas), porém, não conseguiram atingir os 60 pontos para serem aprovados (mediante as quatro avaliações indicadas a seguir).

AVALIAÇÃO

Serão realizados 4 (quatro) tipos de avaliação ao longo do semestre, totalizando 100 pontos, e mais uma avaliação de recuperação no final do semestre, no valor de 100 pontos. 

Observações:

1) As provas teóricas serão feitas no formato PRESENCIAL e SEM CONSULTA.

2) A prova prática será individual e compreenderá a avaliação da montagem de um dos experimentos (a ser definido por sorteio) e a avaliação das respostas às perguntas feitas pelo professor.

3) A prova de recuperação é destinada aos alunos reprovados, porém, com frequência de, no mínimo, 75% nas aulas teóricas e práticas.

Cronograma Previsto:

1) Prova Teórica 1 – Valor = 35 pontos – Capítulos I a V – Data Prevista: 23/06/2022.

2) Prova Teórica 2 – Valor = 35 pontos – Capítulos VI a X – Data Prevista: 22/08/2022.

3) 5 Relatórios de Aulas Práticas – Valor = 10 pontos – Entregues após cada aula prática.

4) Prova Prática Individual – Valor = 20 pontos – Após o término das aulas práticas.

    Total das 4 avaliações = 100 pontos

Prova Teórica de Recuperação – Valor = 100 pontos – Capítulo I ao X – Data Prevista: 19/08/2022.

BIBLIOGRAFIA

Básica

1. FITZGERALD & KINGSLEY / STEPHEN D. UMANS, Máquinas Elétricas, McGraw-Hill, Sétima Edição, Porto Alegre, 2014.
2. DEL TORO, V. Fundamentos de Máquinas Elétricas, Prentice Hall do Brasil, São Paulo, SP, 1994
3. ANDERSON, P.M. & FOUAD, A.A., Power System Control and Stability, Second Edition, IEEE Power System Engineering Series, Wiley Interscience, 2003,
   ISBN 0-471-23862-7.
4. KUNDUR, P., Power System Stability and Control, EPRI, Power System Engineering Series, McGraw-Hill, 1994.

Complementar

1. JORDÃO, R. G. Máquinas Síncronas, LTC, 2ª Edição, Rio de Janeiro, RJ, 2013.
2. NASAR, S. A. Máquinas Elétricas, McGraw-Hill, São Paulo, SP, 1984
3. SLEMON, G. R. Electric Machines and Drives, Addison Wesley, Boston, MA, USA, 1992.
4. FITZGERALD, A.E., KINGLEY, C. and UMANS, S.D., Electric Machinery, Forth Edition, McGraw-Hill Book Company, USA, 1983.
5. GLOVER, J.D., SARMA, M.S. and OVERBYE, T.J. Power System Analysis and Design, Fourth Edition, Thomson Learning, 2008. ISBN: 10-0-534-54884-9.
6. TAYLOR, C.W. Power System Voltage Stability, EPRI, Power System Engineering Series, McGraw-Hill, 1994.
7. MARCHOWSKI, J., BIALEK, J.W. and BUMBY, J.R. Power System Dynamics Stability and Control, Second Edition, John Wiley & Sons Ltd, 2008, ISBN: 978-0-470-72558-0.
8. ELGERD, O.E. Introdução a Teoria de Sistemas de Energia Elétrica, Editora McGraw-Hill do Brasil Ltda., 1976.
9. GUIMARÃES, G. C. Gravação dos Slides   das Aulas Teóricas - 2021.
10. GUIMARÃES, G. C. Guias de Aulas Práticas de Máquinas Síncronas, versão 2021.

APROVAÇÃO

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

Coordenação do Curso de Graduação: _________________________

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Documento assinado eletronicamente por Geraldo Caixeta Guimarães, Professor(a) do Magistério Superior, em 13/04/2022, às 08:54, 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 3520506 e o código CRC F876EA20.

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