Eletrónica de Potência
Código
11243
Unidade Orgânica
Faculdade de Ciências e Tecnologia
Departamento
Departamento de Engenharia Electrotécnica
Créditos
6.0
Professor responsável
Stanimir Stoyanov Valtchev
Horas semanais
4
Total de horas
52
Língua de ensino
Português
Objectivos
Esta disciplina tem como objetivos gerais dotar os alunos de conhecimentos e competências na área da eletrónica de potência, de modo a que sejam capazes de selecionar e/ou dimensionar os conversores de potência mais adequados para uma dada aplicação. Pretende-se que os alunos ganhem conhecimento acerca da constituição, propriedades e funcionamento dos dispositivos e circuitos de Eletrónica de Potência. Pretende-se que adquiram a capacidade de projetar e construir alguns circuitos segundo especificações dadas. Devem ainda desenvolver algumas competências transversais (“Soft skills”), tais como:capacidade de ordenar prioridades face a um problema técnico, capacidade de escolher e tomar decisões estruturadas, capacidade de uma comunicação oral e escrita melhor. A disciplina pretende também contribuir para um perfil do estudante mais interdisciplinar, melhorando a empregabilidade dele. Por isso uma parte adicional da matéria está incluída, que trata os assuntos mais avançados da eletrónica de potencia moderna.
Pré-requisitos
N/A
Conteúdo
Conteúdos programáticos (curso básico e geral):
Introdução. Conversores. Eletrónica de potência, transferência de energia sem contacto e recolha de energia.
Conversor CC-CC. BUCK, BOOST, BUCK-BOOST, FORWARD e FLYBACK, CCM e DCM. Métodos de controlo.
Dispositivos eletrónicos como controladores de energia. Díodos. Tirístor. Aplicação, limites e proteção. Triac, TBP, MOS de potência, características e aplicação. SOAR, gate drive, IGBT, GTO, MCT.
Conversores de comutação natural. Conceitos. Retificadores monofásicos e N fases. Multiplicador de tensão. Proteção. Interruptor AC e regulador.
Ondulador de tensão de corrente. Ondulador de tensão monofásico e trifásico. Carga resistiva e complexa. Redução de harmónicas. Conversores multinível.
Comutação forçada. Inversor série e paralelo. Conversor de ressonância (carga), aquecimento por indução. Conversores CC/CC com ressonância. Controlo. Interruptores ressonantes.
Controlo de motores de corrente contínua. Acionamento de motores de indução e de magnetos permanentes sem escovas. Aplicações na área de energias renováveis.
Conteúdos programáticos (tópicos avançados):
Conversão eficiente de energia: comutação suave, conversores de ressonância, interruptores ressonantes, elementos magnéticos com alto rendimento. Gestão de potência e adaptação de IGNOREes complementares de energia.
Administração eficiente da energia armazenada: gestão da bateria do veículo elétrico, estado-de-carga e estado-de-saúde da bateria.
Recolha de energia: de energia ambiental (não explorada ainda), para alimentar potencia aos equipamentos. Fontes de energia recolhida: térmica, hidráulica, de pressão, de vibrações mecânicas, fotovoltaica, eletromagnética, etc. Transdutores da energia: elétricos, mecânicos, eletrónicos, mistos. O corpo humano e as suas atividades como IGNOREe de energia: andamento, trabalho, respiração, etc. Conversores de potência especializados: mais alto rendimento, mais baixo consume, impedâncias adaptadas, etc.
Transmissão de energia sem fios (sem contacto): energia transferida através de vácuo, agua, ou ar, aplicando campos e não fios: aos níveis altos e baixos de potência (transferência indutiva e capacitiva, autocarros elétricos, dispositivos médicos). Transferência às distâncias largas (campos próximo e distante): ressonância forte, projetos de energia espacial, retenas e transferência pelo feixe direcionado. Rendimento e infraestrutura de carregamento em movimento dos VE. Recolha direta das oscilações eletromagnéticas da luz solar.
Bibliografia
Ned Mohan, Power Electronics and Drives, MNPERE, 2003
Power Electronics, Converters, Applications and Design, N. Mohan, T. Undeland, W. Robbins, Ed.: John Wiley & Sons Inc., 2002
Power Electronics, Circuits, Devices and Applications, M. Rashid, Editora: Prentice Hall, 1993
Electrônica de Potência (em tradução), Muhammad H. Rashid, Makron Books do Brasil, S. Paulo, 1999
Power Electronics, C. Lander, McGraw-Hill, 1999
Eletrónica Industrial (em tradução) C. Lander, McGraw-Hill Brasil, 2002
Power Electronics, K. Thorborg, Editora: Prentice Hall, 2002
Principles of Power Electronics, J. Kassakian, M. Schlecht, G. Verghese, Editora: Addison Wesley, 1991
Electrónica de Potência, F. Labrique, J. Santana, Editora: Fundação Gulbenkian, 1991
Método de ensino
Aulas teórico-práticas; aulas de seminarios e laboratório.
Método de avaliação
1º Caminho: teste No.1 (30%, mas com nota mínima de 8 val. sendo esse teste eliminatório em não permitir continuar nesse caminho), teste No.2 (45%), 4 relatórios laboratoriais (25% da nota final, sendo esses relatórios obrigatórios para obter frequência);
2º Caminho: 4 relatórios laboratoriais (25% da nota final, sendo esses relatórios obrigatórios para obter frequência), exame de recurso (75%).