Sistemas de Controlo de Potência

Código:

M.EEC005

Sigla:

SCP

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Automação e Controlo

Ocorrência: 2021/2022 - 1S

Ativa?	Sim
Unidade Responsável:	Departamento de Engenharia Eletrotécnica e de Computadores
Curso/CE Responsável:	Mestrado em Engenharia Eletrotécnica 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
M.EEC	97	Plano de Estudos Oficial	1	-	6	39	162/

Língua de trabalho

Português - Suitable for English-speaking students

Objetivos

O objetivo desta UC é formar no domínio do controlo de sistemas baseados em máquinas elétricas, suportado no projeto em domínios de aplicação tais como  sistemas de produção de energia elétrica, de mobilidade elétrica e acionamentos industriais.

Resultados de aprendizagem e competências

No final da UC, como resultados de aprendizagem o estudante deve ser capaz de:
- Analisar os requisitos de um sistema deste tipo em malha fechada, baseado na análise de fluxos de potência ativa e reativa;
- Analisar as principais funções e arquiteturas;
- Especificar as caraterísticas técnicas do sistema;
- Desenvolver modelos para análise de comportamento por simulação de sistemas de controlo de potência, em particular pesquisando literatura relevante, formulando hipóteses e testando soluções;
- Utilizar um ambiente de simulação computacional como ferramenta de análise;
- Projetar sistemas de potência em malha fechada, enquadrando estruturas e métodos de controlo e critérios de seleção dos sistemas estudados na disciplina, e  considerando a interação entre os diversos subsistemas e os compromissos a estabelecer no balanceamento da solução bem como as diversas fases do ciclo de vida do sistema;
- Participar com trabalho próprio num projeto desenvolvido em equipa de engenharia simultânea;
- Estruturar e elaborar relatórios técnicos;
- Preparar e auto avaliar o conteúdo de uma apresentação oral.

Modo de trabalho

Presencial

Programa

1. Introdução ao controlo de sistemas baseados em eletrónica de potência. Diversos subsistemas: fonte de alimentação; barramento de corrente contínua (CC); conversor de potência trifásico; máquina elétrica/carga (rotativa, industrial ou tração elétrica, rede elétrica);
2. Transformada dq; controlo de potência ativa e reativa; Controlo vetorial de máquinas elétricas de corrente alternada (CA) (orientação de campo e controlo direto de binário);
3. Controlo de tensão em barramento CC; Arquitetura e funcionamento de conversor de potência trifásico: teorema da amostragem, técnicas de modulação;
4. Sistemas de controlo de potência: produção de energia renovável; mobilidade elétrica; acionamentos industriais, em velocidade e posição.

Bibliografia Obrigatória

Bogdan M. Wilamowski; Power electronics and motor drives. ISBN: 978-1-4398-0285-4

Bibliografia Complementar

Bimal K. Bose; Power Electronics And Motor Drives Advances and Trends, Elsevier, 2006. ISBN: 978-0-12-088405-6
Fang Qi; Daniel Scharfenstein; Claude Weiss; Clemens Müller; Ulrich Schwarzer; Motor Handbook, Institute for Power Electronics and Electrical Drives, RWTH Aachen University; Infineon Technologies AG

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

As aulas teóricas são de exposição, incluindo no desenvolvimento do programa casos de estudo.

As aulas práticas são de três tipos:
- Aulas de análise dos diversos subsistemas;
- Aulas de acompanhamento relativas à simulação destes sub-sistemas utilizando um pacote de software, realizadas em laboratório
- Aulas de apoio à realização de um projeto de um sistema de controlo de natureza industrial.

Software

Simulink
PSIM

Palavras Chave

Ciências Tecnológicas > Engenharia > Engenharia de sistemas
Ciências Tecnológicas > Engenharia > Engenharia electrotécnica
Ciências Tecnológicas > Engenharia > Engenharia electrónica

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Trabalho prático ou de projeto	50,00
Exame	50,00
Total:	100,00

Componentes de Ocupação

Designação	Tempo (Horas)
Elaboração de projeto	46,00
Estudo autónomo	77,00
Frequência das aulas	39,00
Total:	162,00

Obtenção de frequência

Só serão admitidos a exame (EX) os estudantes que frequentarem as aulas práticas/laboratoriais e atingirem pelo menos uma classificação de 40% nas componentes TP, TE e AO.

Fórmula de cálculo da classificação final

1. Componentes de avaliação:
- Um mini-teste intercalar, a meio do semestre;
- Trabalho prático (TP), obrigatório e com avaliação individual, avaliando as capacidades de projectar e implementar, avaliar e analisar criticamente soluções, bem como a participação na equipa de trabalho;
- Presença e participação ativa nas aulas e trabalhos e apresentação oral do trabalho (AO), para avaliar o empenho no acompanhamento da UC e a capacidade de comunicar em público para uma audiência específica;
- Processo de desenvolvimento do trabalho de projeto em equipa (TE): organização da equipa; planeamento e controlo do trabalho; qualidade da documentação e do relatório técnico;
- Exame (EX), avaliando a capacidade de analisar o funcionamento de sistemas de controlo de potência, bem como a criatividade e rigor na proposta de soluções.

2. Pesos das componentes de avaliação:
- Trabalho prático (TP): 30%;
- Desenvolvimento do trabalho e relatório (TE): 20%;
- Exame (EX): 50% . O mini-teste intermédio vale 25%, incorporado no peso do exame. O estudante pode dispensar a componente respetiva na 1ª chamada de exame.

3. Cálculo da classificação final (CF)
- CF = 0,30*TP + 0,20*TE + 0,5*EX

A aprovação na disciplina está condicionada a um mínimo de 40% em todas as componentes.

Todas as avaliações são efetuadas numa escala de zero a vinte valores arredondadas à unidade.

Avaliação especial (TE, DA, ...)

Os estudantes que estejam legalmente dispensados das aulas práticas/laboratoriais têm de efectuar um exame prático.

Melhoria de classificação

Apenas a componente "Exame" é susceptível de melhoria, nas épocas a isso destinadas.