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UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA Av. João Naves de Ávila, 2121, Bloco 3N - Bairro Santa Mônica, Uberlândia-MG, CEP 38400-902 |
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Plano de Ensino
IDENTIFICAÇÃO
Componente Curricular: |
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Unidade Ofertante: |
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Código: |
Período/Série: |
Turma: |
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Carga Horária: |
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Teórica: |
Prática: |
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Obrigatória: |
Optativa: |
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Professor(A): |
Ano/Semestre: |
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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
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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 |
Avaliação prática individual |
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 verificação oral ou listagem da aula síncrona no Microsoft Teams.
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 o valor de 30 pontos, e à segunda o valor de 30 pontos;
· Atividade de habilidade técnica individual envolvendo conhecimentos sobre máquinas de indução – valor 10 pontos;
· Apresentação dos relatórios técnicos sobre atividades práticas apresentadas nos roteiros de laboratório e atividades práticas – valor total 30 pontos;
Datas das avaliações marcadas no dia 30/11/2021:
Primeira avaliação teórica escrita: 26/01/2022
Segunda avaliação teórica escrita: 23/03/2022
Atividade de habilidade técnica deverá ser entregue até dia 31/01/2022
Atividades de laboratório deverão ser entregues até dia 29/03/2023
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 realizadas online com a duração de duas horas-aula (100 minutos) para a elaboração da solução. As questões serão disponibilizadas separadamente com tempo determinado. Os arquivos deverão ser enviados para a área de arquivos da plataforma Microsoft Teams (30,0 pontos);
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 prática de habilidade técnica
Esta avaliação consiste da aplicação prática de conhecimentos de acionamentos elétricos utilizando o software de simulação de comandos e aplicação prática da solução.
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
FITZGERALD Jr., A. E. et al. Máquinas Elétricas, McGraw-Hill do Brasil, São Paulo, SP, 1981
DEL TORO, V. Fundamentos de Máquinas Elétricas, Prentice Hall do Brasil, São Paulo, SP, 1994
CHAPMAN, S. J. Fundamentos de máquinas elétricas, McGraw-Hill, tradução: Anatólio Laschuk, 5. ed. Porto Alegre, RS, 2013
Complementar
BIM, EDSON. Máquinas Elétricas e Acionamento, Campus: Elsevier, Rio de Janeiro, 2012.
FALCONE, A. G. Eletromecânica, Edgard Blücher, São Paulo, SP, 1979
SEN, P. C. Principles of Electric Machines and Power Electronics, Wiley, Hoboken, NJ, USA, 1996
NASAR, S. A. Máquinas Elétricas, McGraw-Hill, São Paulo, SP, 1984
SLEMON, G. R. Electric Machines and Drives, Addison Wesley, New York, NY, 1992
https://www.youtube.com/channel/UCc39T86eiy5k_Hi3Al5nDEw
https://www.youtube.com/channel/UCfBeGUOYM23ZQnepxtRqDYw
https://www.weg.net/institutional/BR/pt/
APROVAÇÃO
Aprovado em reunião do Colegiado realizada em: ____/____/______
Coordenação do Curso de Graduação: _________________________
Documento assinado eletronicamente por Luciano Coutinho Gomes, Professor(a) do Magistério Superior, em 11/11/2021, às 11:05, conforme horário oficial de Brasília, com fundamento no art. 6º, § 1º, do Decreto nº 8.539, de 8 de outubro de 2015. |
Documento assinado eletronicamente por Augusto Wohlgemuth Fleury Veloso da Silveira, Professor(a) do Magistério Superior, em 11/11/2021, às 13:30, conforme horário oficial de Brasília, com fundamento no art. 6º, § 1º, do Decreto nº 8.539, de 8 de outubro de 2015. |
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 3167615 e o código CRC 6CE2B5DD. |
Referência: Processo nº 23117.071223/2021-82 | SEI nº 3167615 |