Disciplina



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Máquinas Eléctricas


Curso

Ano/Semestre

Ano Lectivo

Área Científica

Dpt.

Engenharia Electromecânica

4/8

2003/2004

Electrotecnia e Sistemas de Potência

DEE


1.Professor Responsável da Disciplina


Corpo Docente

António Roque

António Roque

2.Docente Co-Responsável


.............................


2.1.1.1Tipo de Aulas


T

TP

P

L

Tipo de disciplina




de Horas por Semana




2




2

Ponderação na Média Final







  1. Requisitos Prévios

Os conhecimentos anteriores que se consideram fundamentais para esta disciplina são: conceitos, leis e regras do electroma­gnetis­mo, circuitos de corrente contínua, circuitos de corrente alternada, sistemas trifásicos, motores de corrente contínua e máquina assíncrona que foram lecciona­dos nas disciplinas de Electrotecnia e Fundamentos de Máquinas Eléctricas

  1. Objectivo

Objectivo:

A disciplina pretende contribuir para a formação científica do aluno na área da conversão electrome­câni­ca de energia nomeadamente, no estudo das máquinas de corrente contínua no funcionamento como gerador, máquina assíncronas em regime permanente, (trifásicas e monofásicas) e máquinas síncronas.



Competências:

O aluno deve ser capaz de:

. explicar o funcionamento destas máquinas justificando-o com as leis e regras adequadas,

. prever as consequências que as alterações de parâmetros ou das grandezas que lhes estão associadas (tensão, frequência, cargas eléctricas ou mecânicas, etc.) originam no seu funcionamento,



. manobrar estas máquinas em diferentes situações (ensaios vazio, curto-circuito, e em carga).



2. Programa


PARTE TEÓRICA e PRÁTICA
PARTE I: MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA


  1. Princípio de funcionamento de uma máquina CC como gerador e como motor.

  2. Constituição da máquina de corrente contínua.

    1. Estator (pólos principais, enrolamentos indutores e compensadores, carcassa, escovas, porta-escovas). Referência à utilização de magnetos permanentes.

    2. Rotor. (Núcleo do induzido, cavas e dentes, colector, enrolamentos).

  3. Funcionamento do máquina em regime permanente

    1. Máquina em vazio. Distribuição de fluxos. Característica interna (magnetização) da máquina

    2. Máquina em carga. Reacção magnética do induzido. Enrolamentos de compensa­ção. Pólos auxiliares.

      1. Funcionamento do dínamo em regime permanente. Características Diagrama energético. Perdas. Rendimento.

      2. Funcionamento do motor em regime permanente. Características de funcio­na­mento: electromecânicas, mecânicas naturais e artificiais. Frenagem por contracorrente, reostática e regenerativa. Diagrama energético.

  4. Funcionamento da máquina em regime dinâmico

    1. Modelação da máquina CC.

    2. Comportamento dinâmico do motor: corrente de arranque, evolução da velocidade, resposta a diferentes binários de carga.

PARTE II: MÁQUINA ASSÍNCRONA.

1.Constituição. Princípio de funcionamento.

1.1Campos girante, pulsante e viajante.

1.2Tipos de funcionamento da máquina trifásica: motor, gerador, freio. Gerador isolado da rede.

2.Motores monofásicos de indução.

2.1Princípio funcionamento. Teoria do duplo campo girante. Teoria dos campos cruzados.

2.2Esquema equivalente. Diagrama energético.

2.3Adaptações para o arranque.




PARTE III: MÁQUINA SÍNCRONA.





  1. Constituição geral. Enrolamentos do estator e campo girante. Rotor liso e de pólos salientes.

  2. Funcionamento do alternador.

    1. Ensaios em vazio, de curto-circuito e em carga. Reactância síncrona.

    2. Reacção magnética do induzido. Circuito equivalente. Diagrama vectorial.

    3. Característica externa. Característica de potência (binário).

  3. Motor síncrono.

    1. Funcionamento com carga constante e excitação variável. Curvas de Mordey. Condensador (compensador) síncrono.

    2. Funcionamento com excitação constante e carga variável.

    3. Arranque do motor síncrono.


PARTE LABORATORIAL

I. ENSAIOS COM MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA (12h)

1. Excitação separada

2. Excitação derivação.

3. Análise dinâmica do motor com excitação independente



II. ENSAIOS COM MÁQUINAS ASSÍNCRONAS (10 h)

1 - Determinação laboratorial dos parâmetros de motor trifásico de indução

2 - Determinação laboratorial dos parâmetros de motor monofásico de indução

III. ENSAIOS COM MÁQUINAS SÍNCRONAS (6 h)

Máquina síncrona trifásica: determinação da reactância síncrona. Efeitos da corrente de excitação sobre o factor de potência do motor síncrono.





4. Bibliografia

Base

Folhas da cadeira – António Roque


Facultativa

  • Alfonso Martignoni - "Máquinas de Corrente Alternada" - Editora Globo

  • Alfonso Martignoni - “Máquinas de Corrente Contínua”- Editora Globo

  • Vincent del Toro - "Fundamentos de Máquinas Eléctricas" - Prentice-Hall do Brasil

  • Irving Kosow - "Máquinas Eléctricas e Transformadores" - Editora Globo

  • Fitzgerald, C. Kingslley, A. Kusko - "Máquinas Eléctricas" - McGraw Hill

  • Carrisso – “Máquinas Síncronas" Vol. III AEIST 1968/69

  • Ruben G. Jordão - "Máquinas Síncronas" - Livros Técnicos e Científicos, SA. Editora da Universidade de S.Paulo.

  • Diogo P.L. Brandão - “Máquinas Eléctricas” - F.C.Gulbenkian

  • Manuel Guerreiro – “Máquinas de Corrente Contínua” – ESTSetúbal.

  • Jimmie J. Cathey – “Máquinas Eléctricas – Análisis y diseño aplicado Matlab” – MC Graw Hill

  • Jesús Fraile Mora – “Máquinas Eléctricas” - MC Graw Hill

  • Marcelo António Sobreviva – “Máquinas Eléctricas” – Librería y Editorial Alsina

  • J R. Cogdell – “Fundamentos de Máquinas Eléctricas” – Prentice Hall

  • M. Cortes Cherta – “Curso Moderno de Máquinas Eléctricas Rotativas – Tomo II – Máquinas de corriente continua” – Editores Técnicos Asociados – Barcelona

  • M. Cortes Cherta – “Curso Moderno de Máquinas Eléctricas Rotativas – Tomo V – Lás Máquinas en Régimen Dinámico ” – Editores Técnicos Asociados – Barcelona

  • Guillermo Ortega Gómez; Milagros Gómes Alós; Alfonso Bachiller Soler – “Máquinas Eléctricas” – Thomson




5. Método de Ensino

A disciplina apresenta duas componentes: Teórica_Prática e Laboratorial.

As aulas teóricas_práticas são fundamentalmente do tipo expositivo, sendo muitas vezes fomentada a colaboração do aluno.

Os alunos que devem tentar resolver os problemas que lhes são apresentados. O Professor acompanha a resolução retirando gradualmente as dúvidas que vão surgindo. Numa parte importante dos casos a resolução completa do problema deve no final ficar disponível para todos os alunos (no quadro, por exemplo). Devem ser reservados alguns casos que possibilitem ao aluno a resolução individual favorecendo um desenvolvimento independente, e outros casos para a resolução por pequenos grupos de alunos promovendo as relações pessoais.

Os trabalhos laboratoriais poderão ser realizados de forma integrada em problemas de natureza geral, isto é, algumas vezes o objectivo do trabalho exigirá os resultados de vários ensaios. Os ensaios são considerados meios e não fins a atingir, isto é, os ensaios serão realizados porque é necessário resolver um determinado problema experimental e não apenas porque se trata de um ensaio que tradicionalmente é realizado.




  1. Programa dos Momentos de Avaliação

Programa de Momentos de Avaliação.

Para as aulas de Laboratório os momentos de avaliação (obrigatórios) estão previstos para:

8 de Abril - discussão de trabalhos laboratoriais de Ensaios de Máquinas de corrente contínua (entrega até 1 de Abril),

13 de Maio - discussão de trabalhos laboratoriais de Ensaios da máquina assíncrona (entrega até 6 de Maio),

3 de Junho - discussão de trabalhos laboratoriais de Ensaios da máquina síncrona (entrega até 27 Maio),

Os testes de avaliação (facultativos) estão previstos para:

1º Teste - 29 de Abril

2º Teste - 6 de Junho



Se, por algum motivo, houver necessidade de alterar algum destes momentos de avaliação os alunos serão avisados com antecedência.

Cronograma dos Momentos de Avaliação:







Momento de Avaliação/ Semana

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

1

 Laboratório

 

 

 




 






  

 




1

 

 

 1




2

 Testes teórico-práticos

 

 

 




 

 

 

 









 

 

 

2







  1. Método de Avaliação

Ao longo do ano lectivo o aluno executará os trabalhos laboratoriais dos quais elabo­­ra­rá os respectivos relatórios. Da sua actividade e participação nas aulas ser-lhe-á atribuída uma classificação L.

Só os alunos que tenham poderão obter aprovação na disciplina.

Das aulas teóricas_práticas resulta uma classificação TE obtida através da realização de 2 testes T1 e T2 (facultativos) ou de exame.

Em cada um dos testes o aluno deve ter uma classificação superior ou igual a 9,5 valores. Caso tenha obtido uma classificação inferior a 9,5 num dos testes pode ser feita a repetição na 1ª Época.

A classificação TE é a média aritmética dos testes arredondada às décimas, ou o resultado do exame de natu­reza teórico-prática.

Esta classificação pode ser melhorada (um valor no máximo) com a avaliação pela participação presencial do aluno nas aulas.

Caso 9,5 o aluno fica aprovado com a classificação C determinada por:


As provas de exame são feitas em duas épocas.

A 1ª Época – Exame ou Repetição de um dos testes

A 2ª Época - Exame

Os alunos aprovados, por testes ou por exame, dispõem também da 2 época para melhoria de nota.






  1. Observações





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