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PRODUÇÃO TEXTUAL INTERDISCIPLINAR Engenharia Elétrica EM GRUPO – PTG CURSO: Engenharia de Elétrica PRODUÇÃO TEXTUAL INTERDISCIPLINAR EM GRUPO – PTG PRODUÇÃO TEXTUAL INTERDISCIPLINAR Engenharia Elétrica EM GRUPO – PTG Curso: Engenharia Elétrica Semestre: 7º flex / 8º reg Disciplinas: • Acionamentos Elétricos • Instrumentação Eletroeletrônica • Geração, Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica • Sistemas de Gestão de Qualidade • Máquinas Elétricas II Professores • Giancarlo Michelino Gaeta Lopes • Lucas dos Santos Araújo Claudino • Natália Martinez Ambrogi Woitas • Renato Kazuo Miyamoto Competências: Ao final deste estudo o aluno deverá estar apto a: projetar sistemas de acionamentos elétricos, sensores e circuitos de condicionamento, analisar a topologia geral de um sistema elétrico de potência e de motores elétricos, bem como gerir uma linha de produção de forma eficiente. Habilidades: Ao concluir as etapas propostas neste desafio, você terá desenvolvido as seguintes competências e habilidades: • Possibilitar o desenvolvimento de trabalhos em grupo, promovendo a capacidade de adaptação, comunicação e integração do espírito de equipe. • Fornecer sólida formação humanística e visão global que habilite o acadêmico a compreender a aplicabilidade dos conceitos de engenharia em sua vida cotidiana. • Promover formação teórico-prática possibilitando a vivência concreta no desenvolvimento de soluções e problemas dentro da engenharia elétrica. • Formar profissionais com visão integral, capacidade de adaptação e flexibilidade, que atuem de forma interdisciplinar. • Capacitar para que os indivíduos possam tomar decisões baseados na lógica, solucionando problemas que otimizem o custo e priorizando a eficiência; PRODUÇÃO TEXTUAL INTERDISCIPLINAR Engenharia Elétrica EM GRUPO – PTG • Permitir que os indivíduos consigam aplicar conhecimentos teóricos na solução de problemas de engenharia. Objetivos da Aprendizagem: • Saber reconhecer e definir problemas, equacionar soluções, pensar estrategicamente, introduzir modificações no projeto, atuar preventivamente, transferir e generalizar conhecimentos e exercer, em diferentes graus de complexidade, o processo da tomada de decisão. • Desenvolver habilidades práticas associadas aos conhecimentos teóricos adquiridos durante nosso curso, em especial nas disciplinas ministradas no semestre. • Permitir que o aluno seja apto a desenvolver circuitos elétricos analógicos e de controle, e consiga abstrair de um problema a sua possível solução. Prezados alunos, Sejam bem-vindos a este semestre! A proposta de Produção Textual Interdisciplinar em Grupo (PTG) terá como temática: dimensionamento e acionamento de um gerador elétrico. A temática foi escolhida a fim de possibilitar a aprendizagem interdisciplinar dos conteúdos desenvolvidos nas disciplinas desse semestre. ORIENTAÇÕES DA PRODUÇÃO TEXTUAL 1. Formação dos grupos • O trabalho será realizado em grupos composto por no mínimo 2 e, no máximo, 7 integrantes, do mesmo curso e mesmo semestre. • A formação dos grupos é de responsabilidade dos alunos. No entanto, solicitamos que sigam as orientações passadas pelo tutor sobre a formação dos grupos. • A produção textual é um trabalho original e, portanto, não poderá haver trabalhos idênticos ao de outros alunos ou grupos. • É importante que você leia os materiais disponíveis das disciplinas do semestre; PRODUÇÃO TEXTUAL INTERDISCIPLINAR Engenharia Elétrica EM GRUPO – PTG • A Produção Textual deverá ser desenvolvida inteiramente dentro das Normas da ABNT (Capa, Folha de rosto, Sumário, Desenvolvimento, Conclusão, Referências, etc). SITUAÇÃO GERADORA DE APRENDIZAGEM (SGA) Com o objetivo de gerar mais energia elétrica do que a rede pode fornecer ou garantir um sistema com maior confiabilidade e menor custo, é comum encontrar nas grandes indústrias um grupo gerador de eletricidade. Esse gerador tem a função de atender a demanda no caso da interrupção de fornecimento da concessionária e/ou minimizar o consumo no horário de pico, quando a taxa cobrada pela energia é maior para a indústria. Por mais que atualmente se encontrem diversas opções de fontes de energia renováveis, o diesel ainda é o combustível mais utilizado nos geradores industriais para aplicações em horário de ponta ou de emergência. Um grupo gerador de eletricidade que utiliza esse combustível, é constituído basicamente por um motor a combustão acoplado a um gerador síncrono. Porém, para que seja possível a entrada em funcionamento desse sistema, são necessários diversos circuitos elétricos e eletrônicos, que permitam o acionamento do grupo gerador no momento desejado. Para a utilização de um grupo gerador em situações de emergência, quando não há energia elétrica sendo fornecida pela concessionária e a operação da indústria não pode parar, é necessário um sistema que faça o monitoramento da falta de energia e gere um sinal de acionamento para o gerador. Esse sinal é aplicado em circuitos eletromecânicos de acionamento, que fazem com que o gerador entre em funcionamento. Considere que você trabalha como engenheiro eletricista em uma grande indústria e exportadora de móveis, a “Art Móveis”, que está sofrendo com a baixa qualidade da energia fornecida pela concessionária. O principal problema enfrentado pela indústria é a constante interrupção de fornecimento, que causa um grande impacto na produção, refletindo em um relevante impacto financeiro. A cada falta de energia elétrica, a produção é interrompida e o seu retorno causa um atraso de no mínimo 1h na produção, tempo necessário para o religamento e sincronização das máquinas. Assim, a diretoria solicitou que você realizasse o dimensionamento e instrumentação de um grupo gerador a diesel para ser instalado na indústria. PRODUÇÃO TEXTUAL INTERDISCIPLINAR Engenharia Elétrica EM GRUPO – PTG Para a solução dessa problemática, você identificou que o primeiro passo será levantar o consumo elétrico da planta fabril, para que possa determinar a potência do grupo gerador a ser utilizado. Além disso, terá que dimensionar os dispositivos de acionamento e uma forma de monitorar a tensão da rede. Agora, é com vocês! TAREFA Sabemos que a Gestão de Qualidade é uma forma sistêmica de se garantir que as atividades aconteçam de acordo com o planejado. Tem por objetivo a prevenção de problemas através de ações de controle visando sempre à prevenção. Neste contexto temos algumas ferramentas de qualidade que podem ser úteis em momentos como o que a Art Móveis está vivenciando em sua planta fabril. O enfoque é levantar o consumo elétrico da planta fabril, para que possa determinar a potência do grupo gerador a ser utilizado. E, então, dimensionar os dispositivos de acionamento e uma forma de monitorar a tensão da rede. Para mobilizar os profissionais que podem realizar estes levantamentos e dimensionamentos é necessário gerir esta atividade, controlando este processo, tão relevante para o andamento da produção da fábrica. Para tal, você deve utilizar a ferramenta PDCA. Sobre essa ferramenta, responda as seguintes questões: a) Explique a ferramenta PDCA e as fases de seu quadrante. b) Realize um PDCA focado na aquisição de um gerador para otimizar a planta fabril, utilize os quadrantes a seguir: OBJETIVO: AQUISIÇÃO DE GERADOR Plan Do PRODUÇÃO TEXTUAL INTERDISCIPLINAR Engenharia Elétrica EM GRUPO – PTG Check Act Após um levantamento junto a indústria, você conclui que para manter a alimentação das máquinas e manter a linha de produção operando, será necessário um gerador com potência de ao menos 85 kVA. Assim, você deve fazer a pesquisade um modelo comercial de grupo gerador Diesel que atenda essa necessidade e apresentar todas as suas especificações, tanto as características do motor quanto do gerador. Não se esqueça de indicar o modelo e o fabricante do gerador escolhido. Após a pesquisa do grupo gerador, você irá concluir que, normalmente, ele é vendido com todos os elementos de acionamento e controle. Porém, para fins didáticos, alguns elementos deverão dimensionados, conforme as hipóteses e considerações feitas a seguir. Para realizar o acionamento e proteção do gerador, você deve indicar quais os dispositivos deverão ser utilizados nesse projeto (contatores, disjuntores, fusíveis, botoeiras, dentre outros). Deve ser considerado um sistema de transferência automática de carga quando há uma interrupção e/ou afundamento de tensão. Nesse caso, um circuito eletrônico deverá ser implementado para realizar o monitoramento da tensão da rede. Quando o circuito detectar uma falta na rede elétrica, através do circuito de comando, o gerador deverá ser acionado imediatamente e a carga retirada da rede. Após alguns instantes, quando o gerador atingir a velocidade de operação e sincronismo, um bypass ocorre e a carga é alimentada apenas pelo gerador. Você deve desenvolver o diagrama de potência e comando para o acionamento solicitado. Realize uma simulação do acionamento proposto por meio do software de simulação CADe_SIMU. Para caráter de simulação, o circuito de monitoramento poderá ser substituído por um relé falta de fase, assumindo que ele possui a mesma atribuição do circuito eletrônico de monitoramento que você irá projetar. Apresente diversas imagens do circuito simulado, explicando as transições do acionamento. Quando o gerador está aplicado para operar em situações de emergência, é necessário um circuito que seja capaz de monitorar a tensão da rede. É interessante que esse circuito não se limite a somente determinar a presença ou ausência de tensão, mas PRODUÇÃO TEXTUAL INTERDISCIPLINAR Engenharia Elétrica EM GRUPO – PTG também seja capaz de indicar um afundamento ou elevação de tensão, algo que também torna necessário o acionamento do gerador. Portanto, é interessante que esse circuito seja capaz de medir uma faixa de ±10% da tensão nominal da rede. Para o projeto do circuito de monitoramento, você deve considerar que a tensão nominal da rede é de 220 V e que será utilizado um transformador isolador, com relação 1:1, para a amostragem da tensão com segurança. Um componente que possui essa característica e pode ser considerado é o ZMPT101B. Portanto, a tensão de entrada do circuito será uma tensão CA com valor RMS de 220 V. A saída do circuito deve ser uma tensão contínua que varie entre 0 e 5 V, para que ela possa ser amostrada por um microcontrolador. Esse sinal de saída deve compreender somente a faixa de interesse da tensão, ou seja, quando a tensão de entrada for 220 Vca – 10 %, a tensão de saída deve ser 0 Vcc. Já quando a tensão de entrada for 220 Vca + 10 %, a tensão de saída deve ser 5 Vcc. Assim, você deve realizar o projeto e simular um circuito de condicionamento que atenda as especificações citadas. Lembre-se, a tensão da rede é CA e deve ser convertida para CC. Após isso, é necessário um circuito que reduza amplitude desse sinal para menos que 12 V, para que possa ser aplicado em um circuito com amplificadores operacionais. Utilize valores comerciais de resistores e capacitores. Documente e descreva todo o passo a passo de projeto, apresentando o circuito projetado e os cálculos e simulações realizadas. Apresente diversas imagens da simulação do circuito, onde você deve mudar o valor da tensão de entrada CA e mostrar a mudança no sinal de saída. Faça isso para pelo menos três valores de tensão de entrada, 220 Vca – 10 %, 220 Vca e 220 Vca + 10%. Você pode utilizar o software de simulação de circuitos elétricos de sua preferência. ORIENTAÇÕES Para nortear o desenvolvimento do que está sendo proposto, indicamos, que sejam apresentados no relatório um conjunto de tópicos a serem apresentados na seguinte sequência, segundo as normas da ABNT: 1. Título: Título do trabalho. 2. Introdução: Façam uma introdução envolvendo uma fundamentação teórica com os itens mais importantes referentes ao tema do trabalho (mínimo uma página). PRODUÇÃO TEXTUAL INTERDISCIPLINAR Engenharia Elétrica EM GRUPO – PTG 3. Desenvolvimento: Nesta seção deve-se realizar as tarefas descritas acima, com detalhamento dos cálculos (sempre indique as equações utilizadas), gráficos, etc. Cada Tarefa será um tópico do desenvolvimento, podendo ser nomeada através da disciplina. 4. Conclusões: Nesta seção você fará a ligação entre os objetivos e os resultados alcançados, fazendo uma discussão dos resultados, dos métodos de medida utilizados, tendo em vista o objetivo do trabalho. De um modo geral, a conclusão deve ser redigida de tal modo que a ideia central do relatório se revele e se fixe claramente ao leitor. 5. Referências bibliográficas: Toda a bibliografia utilizada para elaborar o relatório deverá ser citada. Utilize a norma ABNT para a colocação das referências. 6. Anexos (se necessário): Os anexos são utilizados para colocar alguma dedução que seja importante e tenha sido utilizada nos cálculos das grandezas físicas da experiência, fotos do experimento, etc. NORMAS PARA ELABORAÇÃO E ENTREGA DA PRODUÇÃO TEXTUAL A resolução da situação-problema deverá ser registrada em forma de um relatório descritivo que deverá ser postado em seu ambiente virtual. Neste texto você deverá obedecer às normas a seguir: a) Abra um documento no Word seguindo as normas da ABNT. Acesse a Biblioteca Digital, clique em “Padronização” e escolha as opções “Trabalhos acadêmicos – Apresentação” e “Modelo para elaboração de Trabalho Acadêmico”; b) Este relatório deverá ser redigido na seguinte estrutura: capa de abertura, descrição separada de cada um dos itens solicitados na SP, acompanhada do detalhamento solicitado para cada um desses itens. c) Ao definir quem serão os participantes do grupo, informe seu tutor presencial. Isto é importante para ele acompanhar e saber quem são os grupos que já estão formados. Lembre-se que é responsabilidade do aluno acompanhar o cadastro do grupo pelo aluno responsável (aluno líder), bem como acompanhar a inserção da atividade. PRODUÇÃO TEXTUAL INTERDISCIPLINAR Engenharia Elétrica EM GRUPO – PTG d) Quando o aluno responsável pelo cadastro do grupo e pelo cadastro de atividade não realiza os procedimentos dentro do prazo devido, todo o grupo fica prejudicado. e) A postagem do arquivo final relacionado a PTG no AVA deve ser em um único arquivo, preferencialmente no formato PDF, pelo aluno líder. f) Salientamos que todos os alunos devem acompanhar a formação do grupo e a inserção da atividade direta de sua área restrita. g) Em caso de dúvida para elaboração do trabalho, você deverá buscar orientações com o tutor presencial e o seu tutor à distância. h) Atenção aos prazos de postagens! Critérios avaliativos: Apresentamos os critérios avaliativos que nortearão a devolutiva escrita e o conceito a ser dado pelo tutor a distância: Critério Significado Valor/peso Coerência, clareza e coesão A produção textual apresenta uma linguagem de fácil compreensão, apresentando os argumentos de modo claro e coeso. 10% Aplicação dos conteúdos interdisciplinares no texto argumentativo No texto escrito (com as justificativas e argumentações) as ideias apresentam relação direta com a situação descrita e explicitam conteúdos trabalhados nas disciplinas de forma clara. 50% Riqueza de argumentação As ideias apresentadas no texto (com as justificativas e argumentações) têm relação direta com o tema e traduzem uma perspectiva crítica e variedade de pontos de vista.20% Conclusão Todo o registro de ideias foi feito com um mínimo de termos, sem repetições ou redundâncias. 10% PRODUÇÃO TEXTUAL INTERDISCIPLINAR Engenharia Elétrica EM GRUPO – PTG Normalização Respeito às normas da ABNT, respeito a escrita ortográfica e estrutura solicitada. 10% Um ótimo trabalho! Equipe de professores
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