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1 ROTEIRO DE ESTUDO SIMPLIFICADO MÁQUINAS ELÉTRICAS E ACIONAMENTOS OBJETIVOS Apoiar o aluno nos estudos da disciplina; Listar sugestões de consulta de material didático para a complementação do conteúdo apresentado em sala de aula; Interpretar os fundamentos teóricos para a escolha dos tipos de máquinas e aplicações específicas em ambientes industriais. ORIENTAÇÕES GERAIS Ressaltar a importância da prática da revisão dos itens abordados em sala de aula através do roteiro de estudo, estimulando o autoestudo; Incentivar o aluno a estudar, pesquisar e compreender os fundamentos das máquinas elétricas, a analisar o comportamento dessas máquinas sob ação de tensão e corrente elétrica, e a interpretar configurações elétricas de máquinas monofásicas e polifásicas. PLANO DE ESTUDO Unidade 1: Introdução às máquinas elétricas 1.1 - Plano de Ensino 1.2 - Classificação das máquinas elétricas Temas de estudo: Nesta unidade, o aluno deve analisar os conceitos mais importantes que norteiam as máquinas elétricas. Material de consulta: FITZGERALD, A. E.; KINGSLEY, C.; KUSKO, A. Máquinas elétricas: conversão eletromecânica da energia, processos, dispositivos e sistemas. São Paulo: McGraw-Hill, 1975. SIMONE, G. A. Máquinas de Corrente Contínua: teoria e exercícios. São Paulo: Érica, 2000a. ______. Máquinas de indução trifásicas. São Paulo: Érica, 2000b. UMANS, S. D. Máquinas elétricas de Fitzgerald e Kingsley. 7. ed. Porto Alegre: AMGH, 2014. (Princípios de conversão eletromecânica de energia, cap. 3). 2 Site de consulta: GUEDES, M. V. Sistemas eletromecânicos de conversão de energia. Porto: Universidade do Porto, 2001. Disponível em: <http://paginas.fe.up.pt/maquel/AD/SECE.pdf>. Acesso em: 26 maio 2017. _________________________________________________________________________ Unidade 2: Geradores e motores de Corrente Contínua 2.1 - Geradores CC 2.2 - Enrolamentos de armadura e excitação de campo 2.3 - Circuito equivalente do gerador CC 2.4 - Tensão e regulação de tensão 2.5 - Perdas e eficiência 2.6 - Motor CC 2.7 - Circuito equivalente do motor CC 2.8 - Velocidade de um motor CC 2.9 - Classificação de motores CC 2.10 - Requisitos de partida Temas de estudo: Nesta unidade, o aluno deve analisar os conceitos mais importantes que norteiam as máquinas de Corrente Contínua (CC), tais como geradores e motores, análise, comportamento e classificação. Material de consulta COTRIM, A. A. M. B. Instalações elétricas. 3. ed. São Paulo: Makron, 1993. CREDER, H. Instalações elétricas. 14. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2006. EDMINISTER, J. A. Circuitos elétricos. 2. ed. São Paulo: McGraw-Hill, 1985. FITZGERALD, A. E.; KINGSLEY, C.; KUSKO, A. Máquinas elétricas: conversão eletromecânica da energia, processos, dispositivos e sistemas. São Paulo: McGraw-Hill, 1975. MAMEDE FILHO, J. Instalações elétricas industriais. 6. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2002. NASAR, S. A. Máquinas elétricas. São Paulo: Makron, 1984. SIMONE, G. A. Máquinas de Corrente Contínua: teoria e exercícios. São Paulo: Érica, 2000. 3 Sites de consulta: BARRETO FILHO, A. de A. Motores e transformadores. Joinville: UDESC, 2012. Disponível em: <http://www.joinville.udesc.br/portal/professores/abarretof/materiais/A2___T_picos__ELM ___2__parte____2015___02.pdf>. Acesso em: 26 maio 2017. LOUREIRO, M. Máquinas de Corrente Contínua. Coimbra: [s.n.], [20--]. Disponível em: <http://www.marioloureiro.net/tecnica/electrif/motoresCC2.pdf>. Acesso em: 26 maio 2017. MÁQUINA elétrica de Corrente Contínua – Partes. Produção: JeanJF. Santos Dumont: IFET, 2014. Disponível em: <https://www.youtube.com/watch?v=pSAr_8qNho0>. Acesso em: 26 maio 2017. MOTOR de Corrente Contínua – princípios básicos para entendê-lo. Produção: Carlos Mingoto. Publicação: 25 abr. 2012. Disponível em: <https://www.youtube.com/watch?v=zeeJWlCXbpw>. Acesso em: 26 maio 2017. VILLAR, G. J. de V. Geradores e motores em CC (máquinas de Corrente Contínua). Mossoró: CEFETRN, 2006. Disponível em: <https://docente.ifrn.edu.br/heliopinheiro/Disciplinas/maquinas-acionamentos- eletricos/apostila-de-maquinas-de-cc-1>. Acesso em: 26 maio 2017. WEG Indústrias. Características e especificações de motores de Corrente Contínua e conversores CA/CC. Jaraguá do Sul: WEG, [20--]. Disponível em: <http://ecatalog.weg.net/files/wegnet/WEG-curso-dt-3-caracteristicas-e-especificacoes-de- motores-de-corrente-continua-conversores-ca-cc-artigo-tecnico-portugues-br.pdf>. Acesso em: 26 maio 2017. _________________________________________________________________________ Unidade 3: Geradores e motores de Corrente Alternada 3.1 - Alternadores 3.2 - Perdas e eficiência 3.3 - Motores de indução polifásicos 3.4 - Motores síncronos 3.5 - Motores monofásicos Temas de estudo: Nesta unidade, o aluno deve analisar os conceitos mais importantes que norteiam as máquinas de Corrente Alternada (CA), tais como geradores e motores síncronos e assíncronos (indução), monofásicos e trifásicos. 4 Material de consulta: COTRIM, A. A. M. B. Instalações elétricas. 3. ed. São Paulo: Makron, 1993. CREDER, H. Instalações elétricas. 14. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2006. EDMINISTER, J. A. Circuitos elétricos. 2. ed. São Paulo: McGraw-Hill, 1985. FITZGERALD, A. E.; KINGSLEY, C.; KUSKO, A. Máquinas elétricas: conversão eletromecânica da energia, processos, dispositivos e sistemas. São Paulo: McGraw-Hill, 1975. MAMEDE FILHO, J. Instalações elétricas industriais. 6. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2002. NASAR, S. A. Máquinas elétricas. São Paulo: Makron, 1984. SIMONE, G. A. Máquinas de indução trifásicas. São Paulo: Érica, 2000. Sites de consulta BARRETO FILHO, A. de A. Motores e transformadores. Joinville: UDESC, 2012. Disponível em: <http://www.joinville.udesc.br/portal/professores/abarretof/materiais/A2___T_picos__ELM ___2__parte____2015___02.pdf>. Acesso em: 26 maio 2017. ELETROBRÁS et al. Motor elétrico – guia básico. Brasília: IEL/NC, 2009. Disponível em: <https://static-cms-si.s3.amazonaws.com/media/uploads/arquivos/Motor_eletrico.pdf>. Acesso em: 26 maio 2017. SERVIÇO Nacional de Aprendizagem Industrial. Companhia Siderúrgica de Tubarão. Equipamentos e sistemas elétricos. Vitória: SENAI; Serra: CST, 1997. Disponível em: <http://www.abraman.org.br/arquivos/25/25.pdf>. Acesso em: 26 maio 2017. WEG Indústrias. Motores elétricos assíncronos e síncronos de média tensão – especificação, características e manutenção. Jaraguá do Sul: WEG, 2015. Disponível em: <http://ecatalog.weg.net/files/wegnet/WEG-curso-dt-6-motores-eletricos-assincrono-de- alta-tensao-artigo-tecnico-portugues-br.pdf>. Acesso em: 26 maio 2017. _________________________________________________________________________ Unidade 4: Transformadores 4.1 - Características de um transformador 4.2 - Autotransformador 4.3 - Perdas e eficiência 4.4 - Transformador descarregado 4.5 - Polaridade de bobina 5 Temas de estudo: Nesta unidade, o aluno deve analisar os conceitos mais importantes que norteiam os fundamentos dos transformadores. Material de consulta: CAVALIN, G.; CERVELIN, S. Instalações elétricas prediais. 7. ed. São Paulo: Érica, 2002. CREDER, H. Manual do instalador eletricista. 2. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2004. ______. Instalações elétricas. 15. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2007. MAMEDE FILHO, J. Instalações elétricasindustriais. 7. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2007. NISKIER, J. Manual de instalações elétricas. 1. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2005. UMANS, S. D. Máquinas elétricas de Fitzgerald e Kingsley. 7. ed. Porto Alegre: AMGH, 2014. (Transformadores, cap. 2). Sites de consulta: BARRETO FILHO, A. de A. Motores e transformadores. Joinville: UDESC, 2012. Disponível em: <http://www.joinville.udesc.br/portal/professores/abarretof/materiais/A2___T_picos__ELM ___2__parte____2015___02.pdf>. Acesso em: 26 maio 2017. FRAGOSO, C. M. (1993). Transformadores – teoria e projeto. João Pessoa: IFPB, 2010. Disponível em: <http://eletronicaifpb.6te.net/files/Transformadores.pdf>. Acesso em: 26 maio 2017. NOGUEIRA, D. da S.; ALVES, D. P. Transformadores de potência – teoria e aplicação: tópicos essenciais. 2009. 201 f. Monografia (Graduação em Engenharia Elétrica) – Escola Politécnica, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2009. Disponível em: <http://monografias.poli.ufrj.br/monografias/monopoli10001033.pdf>. Acesso em: 26 maio 2017. UNIVERSIDADE Estadual de Campinas. Grupo Gestor de Tecnologias Educacionais. Open Course Ware. Ciências Exatas. Transformadores. Campinas: UNICAMP, GGTE, OCW, [19--?]. Disponível em: <https://www.ggte.unicamp.br/ocw/sites/ocw/files/cursos/CienciasExatas/ET016/apostilas/ Aula016-Capitulo-10B.pdf>. Acesso em: 26 maio 2017. _________________________________________________________________________ 6 Unidade 5: Dispositivos elétricos de acionamento, comando e controle 5.1 - Classificação dos dispositivos elétricos utilizados em baixa tensão 5.2 - Fusíveis 5.2.1 - Aspectos construtivos dos fusíveis 5.2.2 - Características dos fusíveis 5.2.3 - Tipo D e tipo NH 5.2.4 - Dimensionamento dos fusíveis 5.2.5 - Fusíveis ultrarrápidos 5.3 - Relés de sobrecarga 5.3.1 - Representação dos relés de sobre corrente 5.3.2 - Dimensionamento 5.4 - Disjuntores motores 5.4.1 - Características básicas 5.4.2 - Dispositivos de partida com disjuntor motor 5.5 - Contatores 5.5.1 - Categorias de emprego dos contatores 5.5.2 - Principais defeitos em contatores elétricos 5.5.3 - Dimensionamento do contator 5.5.4 - Vida útil do contator 5.5.5 - Blocos antiparasitas 5.5.6 - Principais características dos contatores 5.6 - Relés auxiliares 5.6.1 - Relé de tempo com retardo na energização 5.6.2 - Bloco temporizador pneumático 5.6.3 - Relé de tempo estrela-triângulo (Y?D) 5.6.4 - Relé de sequência de fase 5.6.5 - Relé de proteção PTC 5.6.6 - Relés de falta de fase 5.6.7 - Relés de mínima e máxima tensão Temas de estudo: Nesta unidade, o aluno deve analisar os conceitos mais importantes que norteiam os dispositivos elétricos de acionamento, comando e controle. Material de consulta: CAVALIN, G.; CERVELIN, S. Instalações elétricas prediais. 7. ed. São Paulo: Érica, 2002. CREDER, H. Manual do instalador eletricista. 2. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2004. ______. Instalações elétricas. 15. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2007. 7 MAMEDE FILHO, J. Instalações elétricas industriais. 7. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2007. MOHAN, N. Máquinas elétricas e acionamentos – curso introdutório. 7. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2015. NISKIER, J. Manual de instalações elétricas. 1. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2005. Sites de consulta: CLUBE do Técnico. Comandos elétricos. Mogi Guaçu: [s.n.], [20--]. (E-book). Disponível em: <http://clubedotecnico.com/area_vip/apostilas/comandos_eletricos/cm-707- Contator.reles.pdf>. Acesso em: 26 maio 2017. MATSUMI, C. T. Comandos elétricos. Florianópolis: IFSC, 2013. Disponível em: <http://www.joinville.ifsc.edu.br/~matsumi/geral/Comandos_Eletricos/Aula_Comandos_Ele tricos_Industriais.pdf>. Acesso em: 26 maio 2017. RELÉS - O que são - Teoria, como testar, tipos e prática. Disponível em: <https://www.youtube.com/watch?v=DeIUvPtdqEA>. Acesso em: 26 maio 2017. SOUZA, N. S. Apostila de Acionamentos Elétricos – Curso de Eletrotécnica. Natal: IFRN, 2009. Disponível em: <https://docente.ifrn.edu.br/heliopinheiro/Disciplinas/maquinas-e- acionamentos-eletricos-ii/apostila-basica>. Acesso em: 26 maio 2017. _________________________________________________________________________ Unidade 6: Dispositivos sensores 6.1 - Sensores de posição eletromecânicos 6.1.1 - Características e aplicações 6.2 - Sensores magnéticos 6.2.1 - Características e aplicações 6.3 - Sensores indutivos 6.3.1 - Características e aplicações 6.4 - Sensores capacitivos 6.4.1 - Características e aplicações 6.5 - Sensores ultrassônicos 6.5.1 - Características e aplicações 6.6 - Sensores ópticos 6.6.1 - Características e aplicações 6.7 - Encoder 6.7.1 - Características e aplicações 8 Temas de estudo: Nesta unidade, o aluno deve analisar os conceitos mais importantes que norteiam os dispositivos sensores. Material de consulta: CAVALIN, G.; CERVELIN, S. Instalações elétricas prediais. 7. ed. São Paulo: Érica, 2002. CREDER, H. Manual do instalador eletricista. 2. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2004. ______. Instalações elétricas. 15. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2007. MAMEDE FILHO, J. Instalações elétricas industriais. 7. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2007. NISKIER, J. Manual de instalações elétricas. 1. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2005. Sites de consulta: INSTITUTO Newton C. Braga. Todos os tipos de sensores (ART1158). [S.l.]: NCB, [201-]. Disponível em: <http://www.newtoncbraga.com.br/index.php/eletronica/52-artigos- diversos/9875-todos-os-tipos-de-sensores-art1158>. Acesso em: 26 maio 2017. PATSKO, L. F. Tutorial – aplicações, funcionamento e utilização de sensores. Londrina: Maxwell Bohr, 2006. Disponível em: <http://www.maxwellbohr.com.br/downloads/robotica/mec1000_kdr5000/tutorial_eletroni ca_-_aplicacoes_e_funcionamento_de_sensores.pdf>. Acesso em: 26 maio 2017. PONTIFÍCIA Universidade Católica do Rio Grande do Sul. Faculdade de Engenharia. Engenharia de Controle e Automação. Sensores industriais. Porto Alegre: PUC-RS/FENG, 2015. Disponível em: <http://www.feng.pucrs.br/professores/tergolina/Automacao_e_Controle/APRESENTACAO_ -_Aula_03_Sensores_Industriais.pdf>. Acesso em: 26 maio 2017. WENDLING, M. Sensores. Guaratinguetá: UNESP, 2010. Disponível em: <http://www2.feg.unesp.br/Home/PaginasPessoais/ProfMarceloWendling/4---sensores- v2.0.pdf>. Acesso em: 26 maio 2017. _________________________________________________________________________ Unidade 7: Comandos elétricos 7.1 - Partida direta 7.1.1 - Esquema de ligação da chave de partida direta 7.1.2 - Exemplo de dimensionamento 7.2 - Partida estrela-triângulo 9 7.2.1 - Esquema de ligação da chave de partida estrela-triângulo 7.2.2 - Equacionamento da chave de partida estrela-triângulo 7.2.3 - Vantagens da chave estrela-triângulo 7.2.4 - Desvantagens da chave estrela-triângulo 7.3 - Partida compensadora 7.3.1 - Autotransformador de partida 7.3.2 - Esquema de ligação da chave compensadora 7.3.3 - Equacionamento da chave de partida compensadora 7.3.4 - Determinação das correntes da chave compensadora 7.3.5 - Exemplo de dimensionamento de uma chave compensadora 7.3.6 - Vantagens da chave de partida compensadora 7.3.7 - Desvantagens da chave de partida compensadora Temas de estudo: Nesta unidade, o aluno deve analisar os conceitos mais importantes que norteiam os comandos elétricos. Material de consulta: CAVALIN, G.;CERVELIN, S. Instalações elétricas prediais. 7. ed. São Paulo: Érica, 2002. CREDER, H. Manual do instalador eletricista. 2. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2004. ______. Instalações elétricas. 15. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2007. MAMEDE FILHO, J. Instalações elétricas industriais. 7. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2007. NISKIER, J. Manual de instalações elétricas. 1. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2005. Sites de consulta: CLUBE do Técnico. Comandos elétricos. Mogi Guaçu: [s.n.], [20--]. (Videoaulas). Disponível em: <http://clubedotecnico.com/comandos_eletricos.php>. Acesso em: 26 maio 2017. TAQUES, M. M. Comandos elétricos industriais – teoria. Florianópolis: IFSC, 2016. Disponível em: <http://joinville.ifsc.edu.br/~mtaques/Comandos%20Industriais/Apostila_ComandosIndustri ais_Teoria_ProfMauricioTaques_Vmarço2016.pdf>. Acesso em: 26 maio 2017. _________________________________________________________________________ 10 Unidade 8: Chaves de partida eletrônicas 8.1 - Soft-starters 8.1.1 - Principais funções da soft-starter 8.1.2 - Proteções 8.1.3 - Descrição dos parâmetros 8.1.4 - Formas de ligação 8.2 - Inversor de frequência 8.2.1 - Princípios básicos 8.2.2 - Classificação dos conversores de frequência 8.2.3 - Conversores com controle escalar 8.2.4 - Conversores com controle vetorial 8.2.5 - Blocos componentes do inversor de frequência 8.2.6 - Dimensionamento do inversor 8.2.7 - Sistemas de entrada e saída de dados 8.2.8 - Formas de variação de velocidade em um inversor de frequência 8.2.9 - Conexões de entrada e saída do inversor de frequência 8.2.10 - Transferência de configuração pela IHM 8.3 - Aplicação dos inversores de frequência em controle Temas de estudo: Nesta unidade, o aluno deve analisar os conceitos mais importantes que norteiam as chaves de partida eletrônicas. Material de consulta: AHMED, A. Eletrônica de potência. São Paulo: Prentice-Hall, 2000. CAVALIN, G.; CERVELIN, S. Instalações elétricas prediais. 7. ed. São Paulo: Érica, 2002. COTRIM, A. A. M. B. Instalações elétricas. 4. ed. São Paulo: Pearson Education, 2002. (Dispositivos de manobra e proteção; Proteção contra sobrecorrentes). CREDER, H. Manual do instalador eletricista. 2. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2004. ______. Instalações elétricas. 15. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2007. FRANCHI, C. M. Inversores de frequência. São Paulo: Érica, 2008. MAMEDE FILHO, J. Instalações elétricas industriais. 7. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2007. NISKIER, J. Manual de instalações elétricas. 1. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2005. 11 SANCHES, D. Eletrônica industrial: montagem. Rio de Janeiro: Interciência, 2000. Sites de consulta: SILVA, C. Partidas elétricas e eletrônicas. [S.l.]: Clube da eletrônica, 2006. Disponível em: <http://www.clubedaeletronica.com.br/Eletricidade/PDF/Partidas%20eletricas_eletronicas. pdf>. Acesso em: 26 maio 2017. TASSI, R. et al. Estudo de acionamentos das chaves de partidas elétricas e eletrônicas para motores elétricos. Revista Técnico-Científica do IFSC, Florianópolis, v. 3, n. 1, 2012. Disponível em: <https://periodicos.ifsc.edu.br/index.php/rtc/article/view/644>. Acesso em: 26 maio 2017. E-book sugerido para a disciplina: DORF, R. C.; BISHOP, R. H. Sistemas de controle modernos. 8. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2001. Disponível em: <http://www2.pelotas.ifsul.edu.br/coutinho/disciplinas/TCC/Sistemas%20De%20Controle% 20Modernos%208A%20Ed%20-%20Dorf%20-%20Ltc.pdf>. Acesso em: 26 maio 2017.
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