Aprovado pelo Colegiado do Curso de Engenharia Elétrica em 2/2015.

Ministério da Educação

UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ

Câmpus Medianeira

PLANO DE ENSINO

CURSO ENGENHARIA ELÉTRICA MATRIZ 548

FUNDAMENTAÇÃO LEGAL

Processo Nº 003/11, aprovado pela Resolução nº 006/11 - COGEP, de 10/06/11.

DISCIPLINA/UNIDADE CURRICULAR CÓDIGO PERÍODO CARGA HORÁRIA (horas)

Conversão Eletromecânica De Energia 2 EE56B 6º AT AP APS Total

34 34 04 72

AT: Atividades Teóricas, AP: Atividades Práticas, APS: Atividades Práticas Supervisionadas.

PRÉ-REQUISITO EE55B (Conversão Eletromecânica De Energia 1)

EQUIVALÊNCIA

OBJETIVOS Curso ministrado com a finalidade de conscientizar e apresentar ao aluno os princípios de conversão eletromecânica de energia. Esta disciplina visa transferir aos discentes conteúdos fundamentais sobre máquinas síncronas, máquinas de indução e máquinas especiais. Adicionalmente, por meio desta, espera-se estimular o desenvolvimento humanístico do aluno, com vistas a uma formação profissional, técnica e científica que atenda o projeto pedagógico do curso.

EMENTA: Máquinas síncronas: aspectos construtivos, enrolamentos da armadura, equação da força eletromotriz, coeficientes dos enrolamentos, circuito equivalente e diagrama de fasores, reação da armadura, regulação da tensão, operação com barramento infinito, sincronização, teoria dos dois eixos, equações de fluxo de potência para máquinas com pólos salientes e pólos lisos, características de operação; Motor - síncrono: métodos de partida, efeitos da variação da corrente de campo para diferentes tipos de carga, curva V, condensador síncrono; Máquinas de Indução Trifásicas: aspectos construtivos, campo magnético girante, princípio de operação, circuito equivalente, equações de potência e conjugado, diagrama de fasores, características de torque-escorregamento, eficiência, partida, efeitos de gaiolas com barras profundas e dupla gaiola de esquilo, controle de velocidade e ensaios; Geradores de Indução; Motores de indução monofásicos: teoria do duplo campo girante; circuito equivalente; métodos de partida; Máquinas Especiais: motor universal, motor de pólos sombreados, motor de repulsão.

CONTEÚDO PROGRAMÁTICO

ITEM EMENTA CONTEÚDO

1 Máquinas Síncronas

1.1 Introdução à teoria fundamental de máquinas rotativas; 1.2 Máquinas síncronas: apresentação dos principais aspectos construtivos, localização dos enrolamentos de armadura e campo; 1.3 A equação da força eletromotriz e o coeficientes dos enrolamentos; 1.4 Circuito equivalente e diagrama de fasores; 1.5 Reação da armadura e regulação tensão; 1.6 Operação com barramento infinito, sincronização da máquina síncrona; 1.7 Teoria dos dois eixos, equações de fluxo de potência para máquinas com pólos salientes e pólos lisos assim como suas principais características de operação; 1.8 Motor síncrono: métodos de partida, efeitos da variação

Aprovado pelo Colegiado do Curso de Engenharia Elétrica em 2/2015.

da corrente de campo para diferentes tipos de carga, curva V, condensador síncrono.

2 Máquinas de Indução

2.1 Máquinas de Indução Trifásicas: aspectos construtivos, campo magnético girante; 2.2 Princípio de operação e o circuito equivalente; 2.3 As equações de potência e conjugado, diagrama de fasores; 2.4 A característica de torque e escorregamento, eficiência, partida, efeitos de gaiolas com barras profundas e dupla gaiola de esquilo; 2.5 Controle de velocidade e ensaios; 2.6 Geradores de indução; 2.7 Motores de indução monofásicos: teoria do duplo campo girante; circuito equivalente; métodos de partida.

3 Máquinas Especiais

3.1 Motores universais; 3.2 Motores de relutância; 3.3 Motor de histerese; 3.4 Motor de indução de polo ranhurado ou motor com bobina de sombra (visto quando o conteúdo sobre motor de indução monofásico é apresentado); 3.5 Motor de passo; 3.6 Servomotores; 3.7 Outros motores e máquinas especiais (comentários).

PROFESSOR TURMA

Edson Andreoli E61

ANO/SEMESTRE CARGA HORÁRIA (aulas)

2015 / 2º Semestre AT AP APS AD Total

35 35 04 00 74

AT: Atividades Teóricas, AP: Atividades Práticas, APS: Atividades Práticas Supervisionadas, AD: Atividades a Distância.

DIAS DAS AULAS PRESENCIAIS

Dia da semana Segunda Terça Quarta Quinta Sexta Sábado

Número de aulas no semestre 00 36 34 00 00 00

PROGRAMAÇÃO E CONTEÚDOS DAS AULAS (PREVISÃO)

Dia / Mês Conteúdo das Aulas Número de Aulas

11/08 Apresentação dos aspectos fundamentais relativos à teoria de máquinas rotativas. Análise das máquinas síncronas de rotor liso em regime permanente: Onda de fluxo, força magnetomotriz, reação da armadura e torque eletromagnético.

02

12/08 Aula prática: 1 Ensaio em laboratório, conforme descrito no manual de ensaios. 02

18/08

Circuito equivalente: impedância síncrona e diagrama de fasores. Características de circuito aberto e curto circuito: perdas rotacionais a vazio, perdas de curto circuito. O problema fundamental das máquinas síncronas (análise linear e não linear). Regulação de tensão e eficiência da máquina.

02

19/08 Aula prática 2: Ensaio em laboratório, conforme descrito no manual de ensaios. 02

25/08 Características de funcionamento e de ângulo de carga em regime permanente. Razão de curto circuito. Características de fator de potência e introdução às máquinas de polos salientes.

02

26/08 Aula prática 3: Ensaio em laboratório, conforme descrito no manual de ensaios. 02

01/09 Teoria dos dois eixos ou teoria de Blondel. Características de ângulo de carga para máquinas de polos salientes. O ângulo de carga para a máxima potência. Introdução aos geradores síncronos operando em paralelo.

02

02/09 Aula prática 4: Ensaio em laboratório, conforme descrito no manual de ensaios. 02

08/09 Efeito da variação da excitação e do torque no gerador ligado a uma barra infinita. O motor síncrono; diagrama fasorial e seu circuito equivalente.

02

Aprovado pelo Colegiado do Curso de Engenharia Elétrica em 2/2015.

PROGRAMAÇÃO E CONTEÚDOS DAS AULAS (PREVISÃO)

Dia / Mês Conteúdo das Aulas Número de Aulas

09/09 Aula prática 5: Ensaio em laboratório, conforme descrito no manual de ensaios. 02

15/09 Carta de potência da máquina síncrona. Partida do motor síncrono. 02

16/09 Aula prática 6: Ensaio em laboratório, conforme descrito no manual de ensaios. 02

22/09 Sistemas de excitação da máquina síncrona. Revisão para a prova. Aula prática 7: Ensaio em laboratório, conforme descrito no manual de ensaios.

02

23/09 AVALIAÇÃO PARCIAL 1: ESCRITA E INDIVIDUAL. 02

29/09 Semana acadêmica – Engenharia Elétrica. 02

30/09 Semana acadêmica – Engenharia Elétrica. 02

06/10 Introdução à teoria fundamental do motor de indução trifásico. O campo girante. Princípio de funcionamento do motor de indução e o escorregamento. Aula prática 8: Ensaio em laboratório, conforme descrito no manual de ensaios.

02

07/10 O circuito elétrico equivalente. Potência mecânica útil. Análise do torque eletromagnético.

02

13/10 Aula prática 9: Ensaio em laboratório, conforme descrito no manual de ensaios. 02

14/10 Cálculo das perdas no cobre e no estator. Conjugado e potência mediante uso do teorema de Thévenin.

02

20/10 Aula prática 10: Ensaio em laboratório, conforme descrito no manual de ensaios. 02

21/10 Curvas de conjugado, potência e corrente. O diagrama fasorial para a máquina de indução trifásica.

02

27/10 Aula prática 11: Resolução de exercícios cobrindo conteúdo visto. 02

03/11 Determinação dos parâmetros da máquina de indução trifásica e prática com resolução de exercícios relativos a motores de indução.

02

04/11 Aula prática 12: Revisão para a prova. 02

10/11 AVALIAÇÃO PARCIAL 2: ESCRITA E INDIVIDUAL. 02

11/11 Controle de velocidade de máquinas de indução trifásica. Categorias dos motores de indução trifásicos

02

17/11 Métodos de partida. O motor universal. Motor de relutância. Motor de histerese. 02

18/11 O motor de passo. Servomotores. Outros motores especiais. Motores de indução monofásicos: teoria do duplo campo girante; circuito equivalente; métodos de partida.

02

24/11 Revisão para a avaliação do experimento prático: construção/elaboração de equipamentos (duplo-frequencímetro ou tacômetro analógico-digital).

02

25/11 Aula prática 13: Visita técnica a empresas do setor de energia (geração/transmissão/distribuição/montadoras automotivas e/ou equipamentos para o setor eletro-mecânico).

02

01/12 Aula prática 14: Visita técnica a empresas do setor de energia (geração/transmissão/distribuição/montadoras automotivas e/ou equipamentos para o setor eletro-mecânico).

02

02/12 Aula prática 15: Visita técnica a empresas do setor de energia (geração/transmissão/distribuição/montadoras automotivas e/ou equipamentos para o setor eletro-mecânico).

02

08/12 AVALIAÇÃO PARCIAL 3: PRÁTICA - DESEMPENHO DE APARELHOS, MONTAGEM DE EQUIPAMENTOS EM LABORATÓRIO E COMISSIONAMENTO.

02

09/12 Aula prática 16: Seminários envolvendo o experimento prático da APS. 02

10/12 APS – Entrega de relatórios referentes à atividade prática supervisionada. 04

PROCEDIMENTOS DE ENSINO

AULAS TEÓRICAS

Aulas expositivas dialogadas do tipo presencial em sua totalidade. Uso de multimídia para apresentação de aula. Resolução e entrega de lista de exercícios. Leitura, desenvolvimento e entrega das atividades de pesquisa com conteúdo interativo da internet.

AULAS PRÁTICAS

Introdução; segurança no laboratório; placas e ligações das máquinas elétricas do laboratório e equipamentos de

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medição; Demais aulas práticas estão descritas no manual de experimentos práticos. Todas as aulas (práticas e teóricas) serão ministradas no laboratório de máquinas elétricas. Sendo assim, as aulas práticas ocorrerão conforme solicitado pelo professor e, de acordo com os recursos físicos que estão disponíveis in loco.

ATIVIDADES PRÁTICAS SUPERVISIONADAS

Uso de software computacional para simulação de trabalhos conforme solicitação do professor. Montagem de dispositivo para medição de velocidade rotacional dos eixos de máquinas síncronas ou duplo frequencímetro.

ATIVIDADES A DISTÂNCIA

Não se aplica.

PROCEDIMENTOS DE AVALIAÇÃO

Provas parciais A avaliação será composta por duas (2) provas parciais, escritas e individuais valendo 10 pontos cada uma. Todos os trabalhos e seminários aplicados aos alunos serão individuais, bem como a atividade prática supervisionada. Os trabalhos e relatórios valem 10 pontos cada um, se entregues na data marcada pelo professor. Caso contrário será penalizado com um decréscimo de 2 pontos por dia de atraso. A média parcial (MP) será dada pela média aritmética simples, entre as notas das avaliações parciais (P1,P2), expressa mediante a seguinte equação:

Prova substitutiva Pré-requisito: Terá o direito de realizar esta prova o aluno(a) que obtiver MP não superior a 6 (seis) pontos e

não inferior a 4 (quatro) pontos, ou seja, . Além disso o aluno(a) deverá ter realizado todas as avaliações parciais, assim como deve ter frequência em aula igual ou superior a 75% do total de aulas dadas. A prova substitutiva vale 10 pontos, é escrita e individual. OBS.: O aluno(a) que alcançar o pré-requisito acima, e desejar realizar a prova substitutiva, deve estar consciente de que a nota obtida na referida prova, substituirá a menor nota dentre as avaliações parciais (P1 e P2), independentemente se a nota for inferior à menor obtida em P1 e P2. Para o aluno que efetuar a prova substitutiva sua média parcial será dada por:

onde, MNP é maior nota obtida dentre as parciais (P1 e P2), e NSUB é a nota obtida na prova substitutiva. Nota final A nota final (NF) será composta pela média ponderada, entre a média parcial, a nota dos trabalhos (T) e relatórios (NR), conforme segue:

( ) Onde NR é a média relativa às notas dos relatórios e, T é a média dos trabalhos parciais. O resultado de cada avaliação será publicado ao aluno em sala de aula, em um prazo preferencialmente de 30 dias corridos após a aplicação da prova. Se NF 6,0: Reprovado.

Se NF 6,0: Aprovado.

REFERÊNCIAS

Referencias Básicas:

Aprovado pelo Colegiado do Curso de Engenharia Elétrica em 2/2015.

CHAPMAN, S.J., Fundamentos de Máquinas Elétricas. 5 ed., Porto Alegre, McGraw Hill, 2013. FITZGERALD, A. E.; KINGSLEY, Charles; UMANS, Stephen D., Máquinas elétricas: com introdução à eletrônica de potência. 6. ed. Porto Alegre: Bookman, 2006. KOSOW, I., Máquinas Elétricas e Transformadores. Ed. Globo, Rio de Janeiro, 2000. DEL Toro, V., Fundamentos de Máquinas Elétricas, Ed. Prentice Hall do Brasil 1994.

Referências Complementares: KOSTENKO, M., PIOTROVSKY, L., Maquinas Electricas. Ed. Lopes da Silva, Porto, 1979. NASAR, S. A., Máquinas Elétricas. São Paulo: McGraw Hill-Coleção Schaum, 1984. FALCONE, A.G., Conversão Eletromecânica de Energia. Ed. Blucher, 1985. FOWLER, Richard J. Eletricidade: princípios e aplicações. São Paulo: Makron, 1992. TORREIRA, R. P. Instrumentos de medição elétrica. São Paulo: Hemus, 1987. TORREIRA, Raul Peragallo. Manual básico de motores elétricos. 2. ed. Madrid: Paraninfo, 1980. 135 p. MEDEIROS FILHOS, S. Fundamentos de medidas elétricas. Rio de Janeiro: Guanabara, 1981.

ORIENTAÇÕES GERAIS

Assinatura do Professor Assinatura do Coordenador do Curso