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Júpiter - Sistema de Gestão Acadêmica da Pró-Reitoria de Graduação


Escola Politécnica
 
Engenharia de Energia e Automação Elétricas
 
Disciplina: PEA3404 - Máquinas Elétricas e seus Acionamentos
Electrical Machines and Drives

Créditos Aula: 4
Créditos Trabalho: 0
Carga Horária Total: 60 h
Tipo: Semestral
Ativação: 01/01/2017 Desativação:

Objetivos
Aprofundar conceitos associados ao comportamento das máquinas de corrente contínua e máquinas assíncronas ou de indução. Apresentar os principais métodos e processos de partida, variação de velocidade e controle de conjugado. Apresentar as topologias mais comuns de conversores baseados em eletrônica de potência e seu funcionamento. Introduzir os aspectos técnicos e econômicos da seleção e aplicação das máquinas elétricas e sua interação com as cargas mecânicas. 
 
Improve concepts associated to direct-current and induction machines. Explain the main methods for starting, speed variation and torque control. Present the most common power electronic based converter schemes, and its operation. Introduce the technical and economical aspects related to electric motor selection and its interaction with mechanical load.
 
 
Docente(s) Responsável(eis)
63602 - Ivan Eduardo Chabu
 
Programa Resumido
Máquinas de corrente contínua: Construção e funcionamento, características e modos de variação da velocidade, ligações de campo. 
Máquinas assíncronas: Construção e funcionamento da máquina trifásica, campo girante, escorregamento, produção de torque e potência, características externas, métodos de partida e controle de velocidade, operação como gerador, motores monofásicos de indução e sua aplicação.
Conversores e acionamentos: Principais topologias de conversores e inversores, modulação da tensão, bases do controle escalar e vetorial de motores de indução. Descrição das cargas mecânicas, associação com o motor de acionamento, partida e aceleração, aspectos do dimensionamento e seleção.
 
Direct-Current machines: Construction and operation, main characteristics, speed control modes, field connections. Asynchronous machines: Construction and operation of the three-phase induction machine, rotating field, slip, torque and power development, characteristics, methods for starting and speed control, induction generator, single-phase induction motors and its application. Converters and Drives: Main rectifier and inverter schemes, voltage modulation, basic scalar and vector control of induction motors. Mechanical loads description, association with the driving motor, starting, selection and sizing aspects.
 
 
Programa
O curso consta de 2 aulas teóricas semanais (duração de 100 min. por aula). 
A disciplina está dividida em três blocos, compreendendo o estudo das máquinas de corrente contínua, máquinas assíncronas, conversores e acionamentos. 
Máquinas de corrente contínua: Aspectos construtivos das máquinas de uso industrial, aspectos físicos do funcionamento, equacionamento e características externas para os tipos mais comuns de ligação de campo, variação de velocidade, dinâmica do comportamento nos modos de operação a conjugado e a potência constantes, comutação.
Máquinas assíncronas: Aspectos construtivos, aspectos físicos do funcionamento da máquina trifásica, formação do campo rotativo no entreferro, interação com o rotor nas máquinas de anéis e de gaiola, produção de conjugado e potência, escorregamento e circuito equivalente, curvas características, modos de operação como motor, freio e gerador, métodos de conformação de curvas de conjugado e corrente, métodos de partida, frenagem  e variação de velocidade, controle de rotação e conjugado por variação da frequência de alimentação,  operação como gerador de indução, como regulador de tensão e como conversor de frequência,  operação da máquina assíncrona duplamente alimentada, motor de indução monofásico, métodos de partida do motor monofásico e aplicações.
Conversores e acionamentos: Apresentação das topologias mais comuns de conversores CA-CC e CC-CC para alimentação e controle de motores de corrente contínua, topologia e operação dos inversores de frequência, métodos de modulação da tensão, bases do controle escalar e vetorial dos motores de indução. Descrição sucinta dos tipos de cargas mecânicas e suas características, associação do motor à carga mecânica, transitório dc partida e aceleração, aspectos térmicos da operação de motores elétricos e seu dimensionamento, condutas para seleção e aplicação dos motores nos acionamentos industriais. 
 
This course is composed of two weekly theoretical classes, lasting 100 minutes each. The course is divided in three main subjects, comprising the study of direct-current machines, asynchronous machines, converters and drives. Direct-Current machines: Construction of industrial applied machines, physical aspects of operation, main equations and characteristics, common field connections, speed variation, dynamics of the constant torque and constant power operation modes, commutation. Asynchronous machines: Construction, operation of the three-phase machine, rotating airgap field production, magnetic field and rotor conductor interactions for slip-ring and cage-rotor machines, torque and power development, rotor slip and equivalent circuit model, characteristic curves, operation mode as motor, brake and generator, methods for torque and current adjustment, starting and braking methods, speed and torque control by means of frequency variation, operation as generator, induction regulator and frequency changer, doubly-fed induction machine, single-phase induction motor, starting methods and application of single-phase motors. Converters and Drives: Presentation of the most common AC-DC and DC-DC converters for direct-current motor control, scheme and operation of frequency inverters, voltage modulation methods, basic scalar and vector control of induction motors. Brief description of mechanical load types and its characteristics, association of the electric motor to the load, starting and acceleration transient, thermal aspects in motor operation and sizing, guidelines for motor selection applied in industrial plants.
 
 
Avaliação
     
Método
Provas escritas e listas de exercícios.
Critério
Aprovação com média maior ou igual a 5,0 correspondendo a média de 2 provas com a lista de exercícios incluída.
Norma de Recuperação
Uma prova escrita.
 
Bibliografia
     
Fitzgerald, A.E. - Máquinas Elétricas; Chapman, S. - Electric Machinery Fundamentas; Say, M.G.- Alternating Current Machines; Lobosco, O.S. - Seleção e aplicação de motores elétricos; Notas de aula da disciplina
 

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