Disciplina detalhes

Detalhes do curso

Conhecimentos de Base Recomendados

É importante o estudante ter conhecimentos prévios de análise de circuitos elétricos em corrente continua e em corrente alterna, eletromagnetismo e circuitos magnéticos, e operações com números complexos.
Objetivos

A disciplina pretende contribuir para a formação científica do aluno na área das Máquinas Elétricas, no estudo em regime permanente da máquina de indução trifásica (MIT),do motor de indução monofásico (MIM) e do Tranformador (TR).
O estudante, ao concluir o estudo desta disciplina, deverá ser capaz de:
1-Compreender/explicar a constituição da MIT, do MIM e do TR, justificar com leis e regras os respetivos princípios de funcionamento;
2-Obter/estimar os parâmetros dos esquemas equivalentes da MIT, do MIM e do TR em regime permanente.
3-Aplicar o modelo matemático da MIT, do MIM e do TR para prever pontos de funcionamento.
4-Analisar as potências em jogo e prever o rendimento da MIT, do MIM e do TR;
5- Utilizar o Matlab para simular os regimes de funcionamento do MIT e TR em regime permanente.
6- Realizar procedimentos e práticas laboratoriais com o fim de experimentar, validar e consolidar os conhecimentos teóricos.
Métodos de Ensino

Aulas teorico-práticas, onde se utiliza uma metodologia de ensino em que se aplicam técnicas pedagógicas de aprendizagem ativa, envolvendo mais o aluno no processo da aquisição de conhecimento. Por um lado, permite que os alunos, no exercício das atividades de aprendizagem em ambiente de aula, interajam e interiorizem os conteúdos, desenvolvendo as atitudes adequadas e as competêncas alinhadas com os objetivos propostos. Por outro lado, a maior envolvência do aluno no processo de aprendizagem e de construção das suas competências contribui para o desenvolvimento do seu espírito critico e maior autonomia.

Aulas de laboratório, onde são realizados trabalhos práticos que permitem a experimentação e validação das matérias lecionadas nas aulas teóricas.
Estágio(s)

Não
Programa

INTRODUÇÃO
1. Princípios e leis do Electromagnetismo aplicados às Máquinas Elétricas ( Lei de Hopkinson, Força de Lorentz-Laplace, lei de Ampère e lei de Faraday; regras para determinação de sentidos).
2. Fundamentos da Conversão Electromecânica de Energia.

I. MÁQUINA DE INDUÇÃO TRIFÁSICA.
1. Princípio de Funcionamento de uma máquina de indução.
2. Constituição da máquina de indução. Equação do estator. Equação do rotor.
3. Ensaios para a determinação de parâmetros e redução do rotor ao estator.
Esquemas equivalentes
4. Potências e Binários. Diagrama Energético. Rendimento.
5. Característica mecânica, binário máximo e escorregamento correspondente.
Característica eletromecânica da corrente. Classes. Arranques.
6. Gerador de indução trifásico. Princípio de funcionamento. Auto-excitação com
condensadores.
7. Critérios de selecção de uma máquina de indução.
II. MOTOR MONOFÁSICO DE INDUÇÃO
1. Constituição e princípio de funcionamento. Teoria do duplo campo girante.
2. Potências e Binários. Esquema equivalente. Diagrama Energético.
3. Característica mecânica.
4. Meios auxiliares de arranque.
III.TRANSFORMADOR MONOFÁSICO.
1. Constituição. Enrolamentos. Núcleo ferromagnético. Lâminas. Coeficiente de
empilhamento.
2. Princípio de funcionamento. Convenção de sentidos das grandezas.
3. Funcionamento em vazio.
3.1. Transformador perfeito e ideal.
3.2. Forças electromotrizes. Relação de transformação.
3.3. Transformador real. Fluxo de fugas. Resistências dos enrolamentos. Corrente
em vazio. Componente de magnetização e componente de perdas no ferro.
Esquema equivalente. Diagrama fasorial.
4. Funcionamento em carga.
4.1. Transformador perfeito e ideal. Relações aproximadas entre correntes e
tensões.
4.2. Transformador real. Esquema equivalente de Steinmetz. Diagrama fasorial.
Redução de grandezas do secundário para o primário. Quedas de tensão em carga.
5. Ensaios do transformador. Ensaio em vazio. Ensaio em curto-circuito. Tensão de
curto-circuito. Ensaios em carga. Curvas características. Aproximação de Kapp.
6. Diagrama energético. Perdas constantes e variáveis. Curva do rendimento.
Rendimento máximo.
7. Noções sobre a constituição, funcionamento e utilização dos
autotransformadores.
IV– TRANSFORMADOR TRIFÁSICO
1. Transformadores trifásicos. Constituição. Fluxos magnéticos. Princípio de funcionamento.
2. Grupos de ligações. Índices horários. Relação global de transformação.
3. Paralelo de transformadores trifásicos. Requisitos para a ligação. Repartição de cargas.
Demonstração de conteúdos

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Demonstração da metodologia

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Docente(s) responsável(eis)

Pedro José Ambrósio Lobato - 2.º Semestre
Bibliografia

M. Gaspar Guerreiro; Máquinas Trifásicas de indução, ESTSetúbal, 2005
M. Gaspar Guerreiro; Introdução aos Transformadores, ESTSetúbal, 2003
A.E.Fitzgerald; Máquinas Eléctricas, McGraw-Hill do Brasil, 1975. ISBN: 0-07-090132-5 (Mediateca da ESTSetúbal)
Jesus Fraile Mora; Máquinas Elétricas, McGraw-Hill, 2003. ISBN: 84-481-3913-5