UNIVERSIDADE FEDERAL DE
SÃO JOÃO DEL-REI
ELETRÔNICA DE POTÊNCIA
APRESENTAÇÃO DA DISCIPLINA
Professor: Eduardo Moreira Vicente
Ementa
Dispositivos semicondutores de potência;
Conversores CC/CC;
Conversores CA/CC convencionais;
Conversores CA/CA;
Conteúdo Programático
1. Revisão / Introdução ao Estudo da Eletrônica de Potência
2. Dispositivos Semicondutores de Potência
- Diodo de Potência;
- Transistor Bipolar de Potência; - Tiristor;
- Transistor MOSFET; - Transistor IGBT;
- Outros Dispositivos;
- Futuro dos Dispositivos Semicondutores.
3. Conversores CC-CC
- Conversor Buck; - Conversor Boost;
- Conversor Buck-Boost;
- Outros Conversores CC-CC (Cúk, SEPIC, Zeta); - Controle PWM Aplicado aos Conversores CC-CC.
Conteúdo Programático
4. Retificadores CA-CC Controlados e Não Controlados
- Retificadores Monofásicos Controlados e Não Controlados; - Retificadores Trifásicos Controlados e Não Controlados.
5. Conversores CA-CA
- Gradadores;
6. Conversores CC-CA
- Inversor alimentado em tensão; - Inversor alimentado em corrente;
Critérios de Avaliação
2 provas teóricas – 70% (20/09 e 25/10)
Prova prática – 10% (04/12 e 06/12)
Trabalho Final – 20% (29/11 – etapas em 11/09,
30/10 e 22/11)
Prova Substitutiva – 35% (11/12 – substitui a prova
de menor nota)
Temas para o Trabalho Final
Grupos de até 3 alunos
Conversores CC-CC do tipo Buck, Boost ou Buck-Boost operando
em modo de condução contínua: corrente de saída mínima de 1 A,
frequência de comutação acima de 20 kHz e variação máxima de
5% para a corrente e tensão de saída. Além disso, o conversor
deverá ser capaz de dobrar (Boost) e/ou reduzir em, no mínimo,
30% a tensão de entrada (Buck).
Todos os conversores deverão utilizar um circuito de driver (amplificador
de pulso) para acionamento do interruptor. O mesmo deverá ser
confeccionado pelo grupo. O pulso de disparo poderá ser gerado por
microcontrolador ou circuito discreto. As Placas de Circuito Impresso
deverão ter gravadas no cobre o nome do grupo e a data de confecção da
placa (com foto da mesma no relatório final). Será avaliada a eficiência
do conversor, quanto maior a eficiência, maior a nota de funcionamento.
Trabalho Final
11/09 – 1ª Etapa do Projeto – Elaboração de um relatório
técnico impresso, limitado a 4 (quatro) páginas, sobre o
conversor desenvolvido. O relatório deverá seguir as orientações
presentes no site (modelo) e conter, obrigatoriamente:
- Formatação padronizada;
- Definição dos membros, nome e logotipo do grupo; - Breve introdução teórica (máximo de 20 linhas);
- Roteiro de projeto detalhado de todos os elementos envolvidos na confecção do protótipo, com suas especificações apresentadas em uma tabela, com identificação de todos os parâmetros pertinentes (variação máxima de 5% tanto na corrente quanto na tensão de saída e demais informações);
- Resultados de simulação obtidos com o aplicativo PSIM®, com as principais formas de onda (grandezas de entrada e saída) devidamente comentadas e identificadas, com boa qualidade de impressão e visualização (fundo branco em todas as imagens).
Trabalho Final
30/10 – 2ª Etapa do Projeto – Apresentação parcial/total do
experimento desenvolvido, com
funcionamento
adequado
comprovado em bancada experimental
de testes no Laboratório
de Eletrônica, montado em matriz de contatos.
O horário da apresentação em laboratório será
informado no site, através de uma escala. Para a apresentação
em laboratório, não é obrigatória a presença de todos os alunos
do grupo.
22/11 – 3ª Etapa do Projeto – Entrega do Relatório Final com
todas as formas de onda pertinentes ao trabalho,
seguindo o
Trabalho Final
29/11 – Apresentação do Projeto – Apresentação completa do
experimento desenvolvido com funcionamento adequado comprovado
em bancada experimental de testes no laboratório (
em horário
disponibilizado pelo professor, ou agendado previamente pelo grupo
). O
projeto deverá ser implementado
em placa de circuito impresso
e
acondicionado em uma
caixa de material rígido reciclada
(metal, madeira
ou plástico), de modo que as ligações sejam realizadas através de
bornes
e/ou conectores
afixados na caixa [
A CARGA DEVERÁ FICAR EXTERNA À
CAIXA, POIS SERÁ NECESSÁRIO MEDIR A CORRENTE DE SAÍDA
]. O
recipiente também deverá conter o
logotipo
do grupo e indicações nos
terminais de conexão.
Além disso, deverá ser criado um
vídeo
, com
duração máxima de 5 minutos
,
apresentando os resultados e o projeto desenvolvido como um todo,
que
será exibido
no dia da apresentação
em sala
. Extra: Recursos além dos
necessários para a implementação do projeto (interfaces gráficas,
funcionalidades extras, controle de tensão/corrente, etc.), serão pontuados.
Instruções para o trabalho final
O relatório final deve ser composto dos seguintes elementos e obedecer às especificações abaixo:
Um memorial descritivo do projeto explicando detalhadamente o funcionamento do sistema. O texto deve focar no que foi desenvolvido, sem ficar preso a definições de componentes e o mesmo deverá conter uma
explicação sucinta do funcionamento do projeto;
Deverá conter uma relação dos materiais e componentes com as quantidades necessárias para montagem e custo individual e total;
O projeto deve ser apresentado com desenhos e textos originais, seguindo normas técnicas e recomendações do professor (vide modelo no site);
Apresentar formas de onda dos resultados (grandezas de saída) devidamente
comentadas e identificadas, com boa qualidade de impressão e visualização
Instruções para o trabalho final
O relatório final deverá ter, no máximo, 10 páginas, incluindo anexos (capa, sumário, lista de figuras e referências bibliográficas não serão incluídas na contagem). Páginas além dessa numeração serão desconsideradas;
Todos os integrantes do grupo deverão estar presentes na apresentação final em sala de aula do projeto, sob o risco de ficar com nota 0;
O sorteio do integrante para responder uma pergunta sobre o projeto será feito em sala de aula momentos antes do seu início (sem possibilidade de troca do apresentador e a apresentação deverá ocorrer sem a ajuda dos demais integrantes);
O logo e nome do grupo devem estar presentes em todos os documentos do grupo, nos relatórios e apresentações (presente no cabeçalho dos relatórios); O tempo máximo do vídeo é de 5 minutos;
Instruções para o trabalho final
O link dos vídeos de todos os grupos deverão ser enviados para o e-mail:
[email protected] até as 23:59 do dia 28/11 (válido para todos os grupos), evitando demoras no horário da apresentação. Os grupos que não enviarem o link serão penalizados em 10% da nota do relatório. No título do e-mail coloquem o turno, número do grupo e o nome do mesmo.
Durante a apresentação será observada a utilização correta da língua portuguesa, bem como dos termos técnicos;
A nota final do trabalho (em percentual), será calculada à partir da equação:
O material de auxílio do trabalho final será disponibilizado no site da disciplina.
𝑁𝑜𝑡𝑎𝑡𝑟𝑎𝑏𝑎𝑙ℎ𝑜(%) = 𝑁𝑜𝑡𝑎1ª 𝐸𝑡𝑎𝑝𝑎 + 𝑁𝑜𝑡𝑎2ª 𝐸𝑡𝑎𝑝𝑎 + 𝑁𝑜𝑡𝑎𝑅𝑒𝑙𝑎𝑡ó𝑟𝑖𝑜 𝐹𝑖𝑛𝑎𝑙 + 𝑁𝑜𝑡𝑎𝐴𝑝𝑟𝑒𝑠𝑒𝑛𝑡𝑎çã𝑜
Bibliografia
Bibliografia Básica
1. Muhammad H. Rashid, Eletrônica de Potência: Circuitos,
Dispositivos e Aplicações, Prentice Hall, 4ª edição, 2015.
2. Ivo Barbi, Eletrônica de Potência, 6ª. Edição, edição do autor,
2006.
3. Ashfaq Ahmed, Eletrônica de Potência, Prentice Hall, 1ª
edição, 2000.
4. Ned Mohan, Tore M. Undeland, and William P. Robbins,
Power Electronics: Converters, Applications, and Design.
Wiley International Edition. John Wiley & Sons, 3rd edition,
2003.
5. Tofoli, Fernando L., Conversores CCCC Não Isolados
-Análise, Modelagem e Controle. Artliber Editora, 1ª ed.,
2018.
Bibliografia
Bibliografia Complementar
1. Robert W. Erickson, Fundamentals of Power Electronics. Second Edition, Kluwer
Academic Publishers, 2000.
2. Denizar Cruz Martins e Ivo Barbi, Introdução ao Estudo dos Conversores CC-CA,
edição dos autores, 2005.
3. Ivo Barbi e Denizar Cruz Martins, Conversores CC-CC Básicos Não-Isolados, 2ª.
Edição, edição dos autores, 2006.
4. Philip T. Krein, Elements of Power Electronics. Oxford University Press, 1998.
5. Jai P. Agrawal, Power Electronic Systems: Theory and Design. Prentice-Hall, 2001.
6. Daniel W. Hart, Introduction to Power Electronics. Prentice-Hall, 1997. A Pearson
Education Company.
7. Carlos Alberto Canesin and Flávio Alessandro Serrão Gonçalves, WWW Course in
Power Electronics. http://www.dee.feis.unesp.br/gradua/elepot/prc1.htm, 2002.
8. José Antenor Pomilio, Apostila de Eletrônica de Potência.
Diretivas para a disciplina
O site da disciplina está em: sites.google.com/site/ufsjeduardo/
A disciplina também estará disponível no Portal Didático;
Avisos referentes à disciplina serão colocados no Portal Didático e no site da disciplina;
Atendimento aos alunos: Sala 4.03EL. É recomendável marcar o atendimento com antecedência, nos horários disponíveis, através do e-mail: [email protected].
Diretivas para a disciplina
Conversas paralelas em sala de aula não são toleradas. Os alunos que
insistirem serão convidados a se retirar da aula.
Não é permitido utilizar notebook e telefone celular em sala de aula (primeira vez: aviso; segunda: o coordenador será comunicado e o aluno convidado a se retirar; terceira: providências administrativas / pró-reitoria de Graduação).
Alunos com número de faltas superior a 25% estão automaticamente reprovados (casos especiais devem ser tratados com a Coordenadoria do Curso).
As presenças serão atualizadas no Contac a cada 15 dias, não sendo possível reverter as aulas já lançadas.
São itens que desabonam os trabalhos: erros de português, formatação ruim, trabalhos entregues para grampear ou com rebarba, figuras idênticas
Diretivas para a disciplina
Problemas com o trabalho prático ou com integrantes do grupo devem ser
comunicados com antecedência (e não no dia da apresentação). Trabalhos entregues fora do prazo terão valor máximo de 50%.
Qualquer tipo de cópia na disciplina, seja nos relatórios, no trabalho ou
nas provas, os alunos envolvidos ficarão com nota 0. Alunos reincidentes serão levados à coordenadoria e enquadrados nas normas da Universidade.
A prova substitutiva, que é exclusiva para os alunos que não obtiveram média maior ou igual a 60%, tem o valor de 100 pontos. Alunos com
média final inferior a 30 pontos estão automaticamente reprovados na disciplina. A nota da prova substitutiva irá substituir a menor nota entre as Provas 1 e 2, desde que a mesma seja maior que uma das notas obtidas nessas duas provas.
Diretivas para a disciplina
As provas em
segunda chamada
só serão
realizadas para os
alunos que entregarem os atestados médicos
, dentro dos
prazos estabelecidos pela UFSJ, justificando as faltas nas
avaliações. Casos especiais devem ser comunicados ao
professor com antecedência.
E-mails pedindo pontos, ou sem o devido tratamento, não
serão respondidos (lembrem-se,
e-mail não é chat
);
Sugestões à disciplina podem ser feitas de forma anônima
através do
campo Sugestões do site
.
Horário para Atendimento
Terça-feira, das 15:30 às 18:00;
Sexta-feira, das 10:00 às 11:00 e das 16:00 às 19:00, na sala
4.03EL. Marcar horário por e-mail.
Horário Especial de Atendimento – Sexta-feira das 17h às 19h
(não é necessário marcar horário).
Utilizem o seguinte link para download:
https://powersimtech.com/free-teaching-license-download/
Caso seja solicitado algum password, deixe o campo em branco.
O número serial que deverá ser utilizado na instalação é:
2144575
Para tirar dúvidas sobre o software, acessem:
www.powersimtech.com/support/
Planejamento da disciplina
07/08 – AULA 01 – APRESENTAÇÃO DA DISCIPLINA
09/08 – AULA 02 – INTRODUÇÃO À ELETRÔNICA DE POTÊNCIA 14/08 – AULA 03 – DIODOS (REVISÃO)
21/08 – AULA 04 – TBJ (REVISÃO)
23/08 – AULA 05 – MOSFET / IGBT / UJT 28/08 – AULA 06 – SCR / GTO / TRIAC
30/08 – AULA 07 – CONVERSOR CC-CC BUCK 04/09 – AULA 08 – CONVERSOR CC-CC BOOST
06/09 – AULA 09 – CONVERSOR CC-CC BUCK-BOOST / CÚK / SEPIC / ZETA 11/09 – AULA 10 – VALOR MÉDIO, VALOR RMS / 1ª ETAPA TRABALHO FINAL 13/09 – AULA 11 – CIRCUITO DE DISPARO
18/09 – AULA 12 – REVISÃO PARA A PROVA 1 20/09 – PROVA 1
Planejamento da disciplina
25/09 – AULA 13 – RETIFICADOR MONOFÁSICO NÃO-CONTROLADO
27/09 – AULA 14 – RETIFICADOR MONOFÁSICO NÃO-CONTROLADO (CARGA RL) 02/10 – AULA 15 – RETIFICADOR MONOFÁSICO CONTROLADO
04/10 – AULA 16 – RETIFICADORES TRIFÁSICOS NÃO-CONTROLADOS 09/10 – AULA 17 – RETIFICADORES TRIFÁSICOS CONTROLADOS
11/10 – AULA 18 – GRADADORES
16/10 – AULA 19 – CONVERSORES CC-CA (INVERSOR MONOFÁSICO) 18/10 – AULA 20 – CONVERSORES CC-CA (INVERSOR TRIFÁSICO) 23/10 – AULA 21 – REVISÃO PARA A PROVA 2
25/10 – PROVA 2
Planejamento da disciplina
01/11 – AULA PRÁTICA 01 – CONVERSOR BUCK (TURMA A) 06/11 – AULA PRÁTICA 01 – CONVERSOR BUCK (TURMA B) 08/11 – AULA PRÁTICA 01 – CONVERSOR BUCK (TURMA C)
13/11 – AULA PRÁTICA 02 – RETIFICADOR MONOFÁSICO (TURMA A) 20/11 – AULA PRÁTICA 02 – RETIFICADOR MONOFÁSICO (TURMA B)
22/11 – AULA PRÁTICA 02 – RETIFICADOR MONOFÁSICO (TURMA C) /
ENTREGA DO RELATÓRIO DO TRABALHO FINAL
27/11 – APRESENTAÇÃO TRABALHO FINAL EM LABORATÓRIO 29/11 – APRESENTAÇÃO TRABALHO FINAL (SALA DE AULA) 04/12 – PROVA PRÁTICA
06/12 – PROVA PRÁTICA
11/12 – PROVA SUBSTITUTIVA
