Conhecimentos de Base Recomendados

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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.

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.

Métodos de Ensino

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).

Estágio(s)

Não

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.

2. 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.

3. 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.

Demonstração de conteúdos

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Demonstração da metodologia

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Docente(s) responsável(eis)

Daniel José Medronho Foito - 2.º Semestre

Bibliografia

José Vagos Carreira Matias; Máquinas Eléctricas - corrente contínua, Didática
João Palma; Electrónica de Potência , ISEL
Jesus Fraile Mora; Máquinas Eléctricas, McGraw-Hill. ISBN: ISBN: 84-481-3913-5
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