PROJETO DE ELETRÔNICA INDUSTRIAL 2016/1 OBS: Esse trabalho vale 30% da N2

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1 DISCIPLINA DE ELETRÔNICA INDUSTRIAL ENG 1018 PROF.: ANTONIO ELISEU HOLDEFER PROJETO DE ELETRÔNICA INDUSTRIAL 2016/1 OBS: Esse trabalho vale 30% da N2 O projeto da disciplina ENG 1018 consiste em projetar um conversor estático de potência. O trabalho é em equipe, sendo a turma dividida em 3 grupos de 6 pessoas, cujas composições do grupo são de livre escolha dos alunos. Não serão aceitas composições distintas de grupos. Datas importantes: Entrega do trabalho escrito: 26/06/16 até as 12h Defesa do trabalho: 26/06/09 Grupos de trabalho: 1) A escolha dos trabalhos é livre, sendo realizada por sorteio. Avaliação do trabalho: 1) Relatório técnico a. Deve ser entregue de forma impressa. b. Deve apresentar, de forma seqüencial, cada um dos itens descrito na lista de tarefas, como mostrado abaixo c. Devem ser anexadas as folhas de referência (datasheets) empregadas nos projetos com os parâmetros utilizados (grifados com marca-texto). Estas folhas devem ser numeradas, e quando forem empregadas no texto o seu número deve ser destacado. 2) Programas de simulação do circuito realizadas no PSIM, PROTEUS ou PSPICE (entregue na forma de simulação, sendo apresentado junto com a defesa do trabalho) 3) Defesa do trabalho, envolvendo todos os membros do grupo, para os quais serão realizadas perguntas sobre o trabalho efetuado. Serão dadas notas individuais sobre a apresentação do trabalho.

2 Objetivos do trabalho: Introduzir os alunos a um projeto completo de um conversor estático de potência. Este projeto é dividido nas seguintes etapas: 1) Projeto do circuito de potência 2) Projeto do sistema de proteção 3) Projeto do sistema de controle Lista de fabricantes de dispositivos Semicondutores: Semikron Power Semiconductors - Dissipadores: HS Dissipadores - Capacitores: Epcos Capacitors for Power Electronics DC Link Indutores de alta frequencia - Supressores de surto: Varistores Sensores de corrente isolados: LEM AC and DC current transducers for protection, monitoring and control systems Sensores de tensão isolados: LEM Voltage measurement in industrial applications Dica: Muitos fabricantes possuem vasto material de apoio ao projeto técnico. LISTA DE TAREFAS Confeccionar relatório técnico descrevendo, de forma organizada e detalhada, cada uma das etapas de projeto, mostrando o equacionamento utilizado e os resultados de simulação. É importante descrever como foram efetuadas as decisões (escolha dos componentes) durante o projeto do conversor. ETAPA 1 - Projeto do circuito de potência 1.1) Descrição do sistema Determinar, em diagrama de blocos, todos os elementos que compõe o sistema como um todo (circuito de potência, proteções, circuito de auxílio à partida, instrumentação, drivers, fontes auxiliares). Fazer uma figura mostrando o conversor e os diversos subsistemas interconectados entre si. 1.2) Descrição das especificações completas do conversor

3 Apresentar uma tabela com TODAS as especificações empregadas no projeto (tensão de entrada, saída, corrente de carga, variação na carga, margens de tolerância usada no dimensionamento dos dispositivos, etc) 1.3) Projeto do circuito de potência O projeto deve garantir que o circuito funcione nas os piores casos de operação:como variações na resistência de carga (considerar uma carga 20% maior para esse caso). Projeto considerando o conversor ideal, tal como mostrado em aula. 1.4) Simulação do conversor projetado Simular o circuito projetado na etapa 1.3 nas seguintes condições de operação: 1) Em condições nominais (tensão nominal e carga nominal) 2) Simular nas situações extremas de operação: tensão de entrada máxima e carga máxima. OBS.: A simulação deve considerar o conversor ideal, tal como mostrado em aula. 1.5) Determinação dos esforços máximos nos elementos do circuito (valores máximos para a condição de operação) 1. Tensão direta e reversa de pico e corrente média e eficaz máxima em cada chave e diodos 2. Corrente eficaz e de pico nos indutores 3. Tensão máxima e corrente eficaz nos capacitores 1.6) Dimensionamento dos dispositivos do circuito, com base nos valores determinados nos itens 1.5, deixando a margem de tolerância especificada: 1. Escolha dos dispositivos semicondutores (diodos, tiristores) a serem empregados. 2. Escolha dos capacitores 3. Especificar os indutores. 1.7) Dimensionar termicamente o conversor, com base nos semicondutores empregados 1. Dimensionar as perdas nos semicondutores 2. Dimensionar o dissipador e ventiladores quando necessário.

4 3. OBS.: Obter informações nos datasheets dos fabricantes. 1.8) Tabelar as especificações finais de todos os componentes projetados, incluindo código, fabricante, quantidade, tensões máximas suportadas, correntes máximas, etc. ETAPA 2 - Projeto do sistema de proteção 2.1) Projetar o sistema de proteção contra curto-circuito, composto por fusíveis (apenas na entrada). Obter informações nos datasheets dos fabricantes (web). 2.2) Projetar o sistema de proteção contra sobretensão, composto por um varistor. Obter informações nos datasheets dos fabricantes (web). 2.5) Projetar os Gate Drives das chaves. Obter informações nos datasheets dos fabricantes dos semicondutores. 2.6) Tabelar as especificações finais de todos os dispositivos de proteção projetados, incluindo código, fabricante, quantidade, tensões máximas suportadas, correntes máximas, etc. TRABALHOS Grupo 1 Conversor Buck. Tensão de entrada: 24V. Tensão de saída: 12V. Grupo 2 Conversor Boost. Tensão de entrada: 12V. Tensão de saída: 24V.

5 Grupo 3 Conversor Buck-Boost. Tensão de entrada: 24V. Tensão de saída: 36V.