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Sistemas de Atuação Eletromecânica

Código:

LACI32026

Sigla:

SAE

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Electrotecnia e Sistemas de Potência

Ocorrência: 2022/2023 - 2S

Ativa?	Sim
Unidade Responsável:	Departamento de Engenharia Eletrotécnica
Curso/CE Responsável:	Licenciatura em Engenharia de Automação, Controlo e Instrumentação

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
EACI	21	Plano de Estudos 14	3	-	6	75	162

Língua de trabalho

Português
Obs.: Português

Objetivos

Fornecer aos alunos os princípios básicos de funcionamento das principais máquinas elétricas utilizadas em ambiente industrial, assim como, umas breves noções e aplicações de máquinas elétricas especiais;

Conhecimento dos semicondutores eletrónicos de potência;

Estudo do funcionamento dos diferentes tipos de conversores eletrónicos de potência usados nos acionamentos eletromecânicos;

Estudo dos diferentes metodos de  controlo dos acionamentos eletromecânicos de velocidade variável.

Resultados de aprendizagem e competências

No final da Unidade Curricular o estudante deve ser capaz de: 

1-Compreender/explicar a constituição e respetivo princípio de funcionamento das máquinas elétricas:
Máquina de Corrente Contínua;
Máquina Assíncrona Trifásica;
2-Compreender e aplicar os modelos matemáticos de máquinas elétricas em regime permanente;
3-Analisar os diferentes pontos de funcionamento e características eletromecânicas e mecânicas;
4-Analisar o balanço energético e a eficiência das máquinas elétricas.

1. Identificar os diversos semicondutores de potência e ter conhecimento das suas diversas características;
2. Identificar e compreender o funcionamento dos diversos tipos de conversores eletrónicos de potência, e suas aplicações práticas;
3. Saber quais os efeitos de alguns destes conversores sobre a rede eléctrica;
4. Compreender/explicar o funcionamento de conversores eletrónicos de potência que permitam efetuar conversões do tipo CA/CC, CA/CA, CC/CC e CA/CA.

Modo de trabalho

Presencial

Programa

1. Máquinas Elétricas

- Introdução: princípio de funcionamento como gerador e como motor.

 

Máquina de corrente contínua

- Constituição e princípio de funcionamento do motor de corrente contínua.

- Tipos de excitação e respetivas caraterísticas mecânicas e eletromecânicas.

- Modelo dinâmico e de regime permanente da máquina de corrente contínua.

- Diagrama energético dos motores de corrente continua e rendimento

- Métodos de arranque e regulação de velocidade de motores de corrente contínua.

 

Máquina assíncrona trifásica

- Constituição e princípio de funcionamento. Leis e regras fundamentais.

- Esquema equivalente e equações fundamentais.

- Ligações em estrela e triângulo, relação entre tensões e correntes eficazes.

- Diagrama energético do motor assíncrono e rendimento.

- Caraterísticas eletromecânica e mecânica.

- Métodos de arranque e regulação de velocidade do motor assíncrono trifásico.

- Máquinas assíncronas monofásicas e suas aplicações.

 

Máquinas elétricas: micro-máquinas, máquina síncrona, máquina de relutância variável.

 

1. Electrónica de Potência

- Introdução: semicondutores de potência.

- Conversores CA/CA. Circuitos rectificadores monofásicos e trifásicos, não comandados, mistos e totalmente comandados

- Princípios de funcionamento e suas aplicações.

- Conversores CA/CA: Controladores de potência e contatores estáticos.

- Arrancadores suaves para máquinas elétricas de corrente alternada.

- Conversores CC/CC: Análise de diversas topologias de conversores: um quadrante, dois quadrantes e quatro quadrantes.

- Princípio de funcionamento e sua aplicação no controlo de máquinas de corrente contínua.

- Conversores CC/CA ou onduladores: monofásicos e trifásicos.

- Princípio de funcionamento e sua aplicação no controlo de máquinas de corrente contínua.

- Técnicas de modelação.

 

1. Controlo de acionamentos elétricos

- Aplicação de conversores CA/CC e conversores CC/CC no comando de máquinas de corrente contínua - síntese de controladores de corrente e de velocidade.

- Aplicação de onduladores de tensão no comando de máquinas de corrente alternada.

Bibliografia Obrigatória

João Palma; Electrónica de Potência , ISEL
Jesus Fraile Mora; Máquinas Eléctricas, McGraw-Hill. ISBN: ISBN: 84-481-3913-5

Bibliografia Complementar

José Vagos Carreira Matias; Máquinas Eléctricas - corrente contínua, Didática
José Vagos Carreira Matias; Máquinas Eléctricas - corrente alternada, Didática Editora
Vincent del Toro; Fundamentos de Máquinas Elétricas, Prentice-Hall do Brasil, 1994. ISBN: 85-7054-053-1

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Aulas Teórico-Práticas: Método de exposição e de demonstração interactivo, com resolução de problemas de aplicação;

Aulas Laboratoriais: Método experimental aplicado ao desenvolvimento de circuitos e sistemas com base nos conhecimentos adquiridos nas aulas teórico-práticas. A nota de laboratório é atribuída com base na análise e discussão dos relatórios realizados bem como no desempenho demonstrado por cada aluno nas aulas de laboratório. De salientar ainda que a presença nas aulas de laboratório é de carácter obrigatório.

Realização de dois testes (T1 e T2) ou exame (E).

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Exame	70,00
Trabalho laboratorial	30,00
Total:	100,00

Componentes de Ocupação

Designação	Tempo (Horas)
Frequência das aulas	45,00
Trabalho laboratorial	30,00
Total:	75,00

Obtenção de frequência

AVALIAÇÃO:

Componente teórico-prática: avaliação contínua com a realização de 2 testes (NT1 e NT2) intercalares em datas a definir, e exame final (NE) com data a definir pelo Conselho Pedagógico;

Componente laboratorial (NL): avaliação contínua com a realização trabalhos laboratoriais e respectivos relatórios.

 
CONDIÇÕES DE APROVAÇÃO:

 A nota final da disciplina será calculada do seguinte modo:

Nota da teórico-prática: a nota mínima em cada teste é de 7 valores (sem arredondamento), sendo a média dos testes obrigatoriamente igual ou superior a 9,5 valores, com o peso de 70%;

ou

Nota do exame final (NE) obrigatoriamente igual ou superior a 9,5 valores, com o peso de 70%;

Nota dos laboratórios (NL): obrigatoriamente igual ou superior a 9,5 valores, calculada com base no desempenho na realização dos trabalhos durante as aulas e nos respectivos relatórios, com o peso de 30%. Para obter aprovação nos laboratórios os alunos terão obrigatoriamente de realizar os 5-6 trabalhos previamente definidos.

 

A nota final (NF) da disciplina será calculada por:

NF = 0.7*((NT1+NT2)/2) + 0.3*NL

 ou

 NF = 0.7*NE + 0.3*NL

Fórmula de cálculo da classificação final

A nota final (NF) da disciplina será calculada por:

NF = 0.7*((NT1+NT2)/2) + 0.3*NL

 ou

 NF = 0.7*NE + 0.3*NL