Sistemas Eletrónicos de Potência

TeSP - Instalações Elétricas e Manutenção Industrial
5 ECTS; 2º Ano, 1º Semestre, 67,50 TP

Docente(s)
- Raul Manuel Domingos Monteiro

Pré-requisitos
Não aplicável.

Objetivos
Proporcionar conhecimentos sobre circuitos e componentes utilizados nos Sistemas Eletrónicos de Potência. Aquisição de conhecimentos sobre os conversores mais utilizados na indústria e suas aplicações. Consolidação do conhecimento teórico através de trabalhos laboratoriais.

Programa
1. Revisão de conceitos fundamentais. Introdução aos Sistemas Eletrónicos de Potência. Principais aplicações.
2. Elementos passivos nos conversores eletrónicos de potência. Dispositivos semicondutores de potência mais comuns: díodo, tirístor, TJB, MOSFET, IGBT, GTO; caracterização. Funcionamento em comutação; funcionamento linear; principais consequências. Perdas térmicas. Ruído eletromagnético; a existência de Interferência Eletromagnética (EMI).
3. Conversores AC/DC (retificadores). Retificadores não controlados e controlados, monofásicos e trifásicos. Filtragem. Referência à existência de harmónicas e aos seus efeitos na rede.
4. Conversores DC/DC lineares (fonte de alimentação linear); blocos constituintes; caracterização; rendimento.
5. Conversores DC/DC comutados sem isolamento galvânico: redutor (buck converter), ampliador (boost converter), redutor-ampliador (buck-boost converter), Cúk; regime transitório e regime estacionário; breve explicação sobre modos de funcionamento contínuo (ou não lacunar) e descontínuo (ou lacunar); introdução ao controlo dos conversores comutados. Modulação de largura de impulso (PWM). Dimensionamento do circuito de potência. Comparação entre conversores comutados e conversores lineares; princípio de funcionamento do retificador com corrente de entrada sinusoidal, utilizando o conversor ampliador.
6. Projeto de bobinas para conversores eletrónicos de potência comutados, usando o método da área-produto.
7. Conversores de tensão DC/AC (inversores de tensão); conversores monofásicos e trifásicos; tipos de modulação; a existência de harmónicas. Introdução ao controlo de máquinas AC. Apresentação de algumas aplicações. A existência de interferência eletromagnética (EMI).

Metodologia de avaliação
Testes de avaliação escritos ou exame final escrito e trabalhos laboratoriais e/ou projetos. Classificação final (CF):CF=0,5E+0,5L em que:
-E: classificação nos testes ou exame
-L: classificação nos laboratórios e/ou projetos
CF>9,5;E>8,5;L>9,5

Bibliografia
- Medeiros Silva, M. (1999). Circuitos com transi­stores bipolares e MOS. (Vol. 1). Lisboa: Fundacao Calouste Gulbenkian
- M. Undeland, P. Robbins , . (2002). Power Electronics: Converters, Applications, and Design. : John Wiley & Sons
- Monteiro, R. (2016). Sebenta de Sistemas Eletronicos de Potencia.Acedido em0 de de 0 em

Método de interação
Aulas teórico-práticas para exposição da matéria teórica e para resolução de exercícios e também para a realização de trabalhos de laboratório e/ou projetos.

Software utilizado nas aulas
LTSpice-simulador SPICE.