Eletrónica Industrial

Código:

EEC0069

Sigla:

EIND

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Automação, Controlo e Sistemas de Produção Indust.

Ocorrência: 2008/2009 - 1S

Ativa?	Sim
Página Web:	http://moodle.fe.up.pt/0809/course/view.php?id=123
Unidade Responsável:	Automação, Controlo e Sistemas de Produção Industrial
Curso/CE Responsável:	Mestrado Integrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
MIEEC	178	Plano de estudos oficial a partir de 2006/07	3	-	6	63	160
		Plano de estudos oficial a partir de 2007/08	3	-	6	63	160
		Plano para alunos que em 2006 estiveram no 3º ano	3	-	6	63	160
		Plano para alunos que em 2006 estiveram no 5º ano	3	-	6	63	160
		Plano para alunos que em 2006 estiveram no 4º ano	3	-	6	63	160

Língua de trabalho

Português

Objetivos

Introdução:
O controlo e a conversão da energia eléctrica, através do uso de técnicas associadas a interruptores, do estado sólido, são, hoje em dia, um lugar comum, quer a nível doméstico, quer a nível industrial. De facto, cerca de 50% de toda a potência eléctrica utilizada passa por dispositivos do estado sólido antes de chegar ao consumidor final.
Deste modo, é hoje fundamental o conhecimento, e compreensão, das diversas disciplinas associadas à Electrónica Industrial e Instrumentação: o conhecimento e compreensão dos dispositivos, conversores e controlo são pois essenciais ao engenheiro dos nossos dias. Assim, esta disciplina propõe-se introduzir os alunos na análise, e simulação, dos principais dispositivos, conversores e circuitos electrónicos de interface através:
1) Da análise de sistemas electrónicos de conversão estática de energia.
2) Do projecto de pequenos sistemas, equacionando a interface para a rede eléctrica e a sua adequação a diferentes tipos de carga.
3) Da utilização de ferramentas computacionais de projecto.

Competências a adquirir na Disciplina:
No final da Disciplina o Aluno deve ser capaz de:
1. Descrever o papel da Electrónica Industrial e da Instrumentação associada como tecnologia indispensável em várias aplicações domésticas, industriais, nos sistemas eléctricos de energia, nos transportes, etc.
2. Identificar a célula de comutação como o bloco básico associado à conversão/processamento da energia.
3. Aplicar os princípios de Modulação de Largura de Impulso para sintetizar a saída pretendida.
4. Identificar os semicondutores adequados às células de comutação, dos vários sistemas de conversão, e analizar os correspondentes circuitos de comando e protecção (térmica e eléctrica).
5. Utilizar ferramentas de simulação como ajuda ao dimensionamento dos conversores e interfaces.
6. Explicar e aplicar os conceitos da conversão CC/CC, CC/CA, CA/CC e CA/CA em regime estacionário.
7. Analisar topologias básicas de conversão CC/CC, CC/CA, CA/CC e CA/CA.
9. Explicar e aplicar a problemática da interface de fontes renováveis com a rede de alimentação.

Competências já adquiridas em outras disciplinas e que devem ser revistas:
1.Interpretação, descrição e análise da resposta ao impulso, ao degrau e em regime permanente de circuitos eléctricos de corrente contínua R, RL, RC, LC e RLC.
2.Interpretação, descrição e análise de circuitos de corrente alternada mono e trifásicos e do conceito de fasor.
3.Interpretação, descrição e análise da série e transformada de Fourier e de Laplace.

Programa

Conteúdos Programáticos:
I- Introdução aos principais semicondutores da electrónica de potência e instrumentação associada.
a) Características estáticas e dinâmicas de Díodos, Tirístores, TBJs, MOSFETs, IGBTs e GTOs.
b) Dimensionamento de circuitos electrónicos de interface para comando e protecção.
II- Introdução à electrónica industrial:
a) Estudo das topologias fundamentais de conversores electrónicos de potência:
Conversores CA/CC, CA/CA, CC/CC e CC/CA.
Exemplos de aplicação.
b) Princípio de funcionamento dos conversores electrónicos de potência.
c) Simulação e experimentação de conversores electrónicos de potência.

Bibliografia Obrigatória

Ned Mohan; First Course on Power Electronics, Minnesota Power Electronics Research & Education( MNPERE), P.O. Box 14503, Minneapolis, MN 55414 , USA, 2005. ISBN: 0-9715292-4-8
Mohan, Ned; Power Electronics. ISBN: 0-471-30576-6
Mohan, Ned; Power electronics. ISBN: 0-471-58408-8

Bibliografia Complementar

AHMED, ASHFAQ ; Eletrônica de Potência, Prentice Hall,, 2000
Krein, Philip T.; Elements of power electronics. ISBN: 0-19-511701-8
Erickson, Robert; Fundamentals of power electronics. ISBN: 0-412-082541-0
Muhammad H. Rashid; ELETRÔNICA DE POTÊNCIA Circuitos, Dispositivos e Aplicações, Makron Books. , 1999

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

As aulas teóricas ilustram os assuntos a tratar, utilizando uma filosofia de aprendizagem activa, com exemplos de aplicação e dimensionamento de casos de estudo típicos.
Nas aulas de prática laboratorial é efectuada a montagem, o estudo e a simulação de circuitos de aplicação, dos conceitos apresentados nas aulas teóricas, e é feita a avaliação das competências, ou de parte das competências, a adquirir na disciplina.

Software

PSIM (www.powersys.fr), MATLAB, SPICE

Palavras Chave

Ciências Tecnológicas > Tecnologia > Tecnologia energética > Uso racional da energia
Ciências Tecnológicas > Engenharia > Engenharia electrotécnica
Ciências Tecnológicas > Tecnologia > Tecnologia energética > Energias renováveis
Ciências Tecnológicas > Tecnologia > Tecnologia eléctrica > Tecnologia de altas frequências

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Descrição	Tipo	Tempo (Horas)	Peso (%)	Data Conclusão
Aulas da disciplina (estimativa)	Participação presencial	52,00
Exames	Exame	4,00
Labs on the Web	Trabalho escrito	6,00
	Total:	-	0,00

Componentes de Ocupação

Descrição	Tipo	Tempo (Horas)	Data Conclusão
Atendimento	Estudo autónomo	12
Estudo Teórico	Estudo autónomo	43
Estudo Prático	Estudo autónomo	43
	Total:	98,00

Obtenção de frequência

Só serão admitidos a exame final (EF) os alunos que frequentarem as aulas práticas e atingirem pelo menos a classificação de SETE (7) em VINTE (20) valores na avaliação laboratorial (AP).

Fórmula de cálculo da classificação final

A nota final da disciplina é feita do modo seguinte:
0.6*EF+0.4*AP
Todas as avaliações são efectuadas numa escala de zero a vinte valores.
EF: Exame Final
AP: Aulas Práticas
A aprovação na disciplina está condicionada a um mínimo de 8 valores no exame final.

Provas e trabalhos especiais

Não há.

Avaliação especial (TE, DA, ...)

Os TE, M, DA que não tenham frequência das aulas práticas têm de efectuar um exame prático.

Melhoria de classificação

De acordo com o artigo 10 das NGA.

Observações

Pré-requisitos:
Capacidade de aplicação de:
Métodos de análise de circuitos eléctricos.
Métodos de análise de circuitos em regime transitório com técnicas clássicas e com transformada de Laplace (solução de equações diferenciais de primeira e segunda ordem).
Transformadas.
MATLAB e SPICE.
Electrónica analógica e digital.

Atendimento aos Alunos:
Em hora a combinar para cada grupo de alunos.