PLANO DE ENSINO. PPGEEA Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Edificações e Ambiental UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO

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1 PPGEEA Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Edificações e Ambiental UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO PRÓ-REITORIA DE PÓS-GRADUAÇÃO FACULDADE DE ARQUITETURA, ENGENHARIA E TECNOLOGIA PLANO DE ENSINO 1) IDENTIFICAÇÃO Disciplina: Utilização Racional da Energia Elétrica em Código: Acionamentos Motrizes Carga 15 horas Semestre: 2012/2 horária: Professor: Mario Kiyoshi Kawaphara Horário: Salas: Laboratório de Eficiência Energética 2) EMENTA Tipos básicos de cargas mecânicas: bombas centrífugas, ventiladores centrífugos, compressores de ar comprimido e esteiras transportadoras. Consumidor final: alternativas básicas de suprimento de energia elétrica: cargas convencionais (normais), cargas emergenciais, cargas prioritárias e cargas prioritárias preferenciais. Motor elétrico de indução: principais características em regime e na partida, simulação do motor no ATPDraw em regime e na partida. Inversor de freqüência: princípio de funcionamento, principais configurações de entradas (6, 12, 24 pulsos, filtros ativos e passivos), análise do diagrama de força e de controle, aplicações típicas: em processos, utilização racional de energia e sistemas monofásicos. Comportamento da demanda e do consumo nos acionamentos de motores elétricos. Análise para definir a tensão nominal na baixa tensão: aspectos técnicos, econômicos e de segurança. Tipos específicos de cargas verticais - elevadores regenerativos: sistema convencional, sistema regenerativo, sistema de frenagem e energia regenerada. 3) OBJETIVOS Analisar e interpretar as principais características das cargas mecânicas acionadas via motor elétrico de indução, no contexto da utilização racional da energia elétrica. Ou seja:. Ter o conhecimento das curvas características das principais cargas mecânicas existentes e ter a capacidade em avaliar estas cargas quanto à utilização racional da energia elétrica.. Ter o conhecimento para definir as cargas existentes num sistema elétrico em convencionais, emergenciais, prioritárias e prioritárias preferenciais.. Ter o conhecimento para simular motores elétricos de indução trifásicos no ATPDraw, para avaliações em projetos no contexto da sua operacionalização, assim como, da racionalização de energia elétrica.. Ter o conhecimento das principais características operacionais de um inversor de freqüência, para utilizações em processos, assim como, no contexto da racionalização de energia elétrica.. Ter o conhecimento para avaliar o melhor nível de tensão na baixa tensão em atendimento as características operacionais, assim como, no contexto da utilização racional da energia elétrica.. Ter o conhecimento do sistema de transporte de cargas verticais (elevador regenerativo) quanto ao consumo racional de energia elétrica 4) CONTEÚDO PROGRAMÁTICO 1. Cargas mecânicas Bombas centrífugas Partes principais de uma instalação de bombeamento Dimensionamento de uma bomba centrífuga Análise da potência em função da vazão Utilização racional de um sistema de bombeamento Rendimento da bomba

2 Rendimento do motor Peso específico Vazão recalcada Altura manométrica Velocidade de rotação Ventiladores Estruturas físicas dos ventiladores Curvas características Análise da potência efetiva Utilização racional do sistema de ventilação Compressor de ar comprimido Potência efetiva Medidas de eficiência energética Consumo específico Efeito da altitude Temperatura do ar aspirado Pressão de desarme Vazamentos Máquinas de transportes Correias transportadoras Dispositivos de acionamentos Elevadores de canecas Potência requerida 1.5.Análise das cargas mecânicas Torque constante Potência constante Torque linearmente crescente Torque com crescimento quadrático 1.6. Equacionamento da carga mecânica acoplada ao eixo do motor 2. Consumidor final: alternativas básicas de suprimento de energia elétrica Introdução 2.2. Sistema residencial 2.3. Sistema industrial 2.4. Edificações verticais de apartamentos residenciais ou comerciais 3. Motor elétrico de indução 3.1. Introdução 3.2. Análise da corrente e do tempo de partida 3.3. Comportamento da temperatura nos motores elétricos de indução 3.4. Influência da partida sobre a temperatura do motor 3.5. Influência dos parâmetros de qualidade na vida útil de um motor Rede de alimentação Desequilíbrio de tensões Harmônicos 3.6. Análise do preço específico para motores de indução 3.7. Análise do retorno de investimento 3.8. Simulação do motor de indução trifásico no ATPDraw 4. Inversor de frequência 4.1. Introdução 4.2. Variadores mecânicos 4.3. Motor dahlander 4.4. Princípio de funcionamento do inversor de frequência 4.5. Diferentes tipos de entradas em um inversor de frequência pulsos

3 pulsos pulsos Filtro passivos Filtros ativos 4.6. Interação entre inversor e o motor 4.7. Curvas características 4.8. Principais características operacionais 4.9. Análises de parâmetros para instalação do inversor de freqüência 4.10.Aplicações dos inversores de frequência 5. Comportamento da demanda e do consumo nos acionamentos de motores elétricos 5.1. Introdução 5.2. Análise da variação da demanda em função das potências dos motores 5.3. Análise da variação da demanda em função do tempo de partida 5.4. Análise percentual da variação da demanda em função do tempo de partida 5.5. Análise do impacto da partida no consumo 5.6. Análise da variação da demanda no acionamento simultâneo 5.7. Análise da variação da demanda no acionamento em cadeia 5.8. Análise da variação da demanda no acionamento em grupos 5.9. Análise da variação da potência aparente na partida 6. Análise para definir a tensão nominal na baixa tensão: aspectos técnicos, econômicos e de segurança 6.1. Introdução 6.2. Segurança em sistemas elétricos 6.3. Avaliação técnico econômica: Transformadores Sistema de iluminações Tensão nominal de materiais e equipamentos elétricos Chaves de partida Motores elétricos de indução trifásicos Sistema trifásico e monofásico Custo específico total Participação percentual dos preços de alguns materiais e equipamentos elétricos 6.4. Análise do nível de curto-circuito máximo na instalação de baixa tensão Cálculo aproximado da queda de tensão no instante da partida de um motor elétrico 7. Tipos específicos de cargas verticais: elevadores regenerativos 7.1. Histórico dos elevadores 7.2. Componentes básicos de um elevador 7.3. Características fundamentais para definição de um elevador 7.4. Tipos de acionamentos 7.5. Limite de velocidades 7.6. Fluxo de tráfego 7.7. Racionalização de tráfego 7.8. Software de programação 7.9. Operador de porta 7.10.Cálculo do consumo Otis 7.11.Métodos de frenagem Mecânica Contra-corrente Corrente contínua Reostática Regenerativa Relação entre o elevador e energia regenerada Usina de energia vertical

4 7.14. Sistema no-break Cálculo da energia regenerativa hipotética 5) PROCEDIMENTOS DE ENSINO Aulas expositivas e de laboratório com a utilização de programas específicos para simulações de motores elétricos de indução trifásico no programa ATPDraw. 6) RECURSOS Aulas expositivas, com utilizações de retroprojetor/datashow e as aulas de laboratório com utilizações de computadores, com programas específicos para simulações de um motor elétrico de indução trifásico ( Programa ATPDraw ). 7) BIBLIOGRAFIA 1. BRASIL, Haroldo Vinagre. Máquinas de levantamento. Rio de Janeiro: Guanabara dois. 2. DIAS, Guilherme A.D. Harmônicas em sistemas industriais. Porto Alegre: EDIPUCRS. 3. COTRIM, Ademaro A.M. Instalações elétricas. São Paulo: Makron Books. 4. KOSOW, Irving L. Máquinas elétricas e transformadores. Porto Alegre: Globo. 5. MAMEDE, João Filho. Instalações elétricas Industriais. Rio de Janeiro: LTC. 6. MATTOS, Edson Ezequiel de. Bombas industriais. Rio de Janeiro: Interciência. 7. SIMONE, Gilio Aluísio. Máquinas de indução trifásicas. São Paulo: Érica. 8. ASSOCIACÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS NBR COSTA, ENIO CRUZ DA. Ventilação. São Paulo: Edgard Blucher. 10.FRANCHI, CLAITON MORO. Acionamentos elétricos.são Paulo: Érica. 11.FRANCHI, CLAITON MORO. Inversores de freqüência. São Paulo: Érica. 12.PROCEL INDÚSTRIA EFICIÊNCIA ENERGÉTICA INDUSTRIAL. Compressores Guia avançado. Rio de Janeiro, PROCEL INDÚSTRIA EFICIÊNCIA ENERGÉTICA INDUSTRIAL. Motor elétrico Guia avançado. Rio de Janeiro, PROCEL INDÚSTRIA EFICIÊNCIA ENERGÉTICA INDUSTRIAL. Acionamento eletrônico Guia avançado. Rio de Janeiro, PROCEL INDÚSTRIA EFICIÊNCIA ENERGÉTICA INDUSTRIAL. Ventiladores e exaustores Guia avançado. Rio de Janeiro, PROCEL INDÚSTRIA EFICIÊNCIA ENERGÉTICA INDUSTRIAL. Instrumentação e controle Guia avançado. Rio de Janeiro, PROCEL INDÚSTRIA EFICIÊNCIA ENERGÉTICA INDUSTRIAL. Bombas Guia avançado. Rio de Janeiro, PROCEL INDÚSTRIA EFICIÊNCIA ENERGÉTICA INDUSTRIAL. Metodologia de realização de diagnóstico energético. Rio de Janeiro, PROCEL INDÚSTRIA EFICIÊNCIA ENERGÉTICA INDUSTRIAL. Análise econômica de investimentos. Rio de Janeiro, PROCEL INDÚSTRIA EFICIÊNCIA ENERGÉTICA INDUSTRIAL. Correias transportadoras. Rio de Janeiro, PROCEL INDÚSTRIA EFICIÊNCIA ENERGÉTICA INDUSTRIAL. Eficiência energética em sistemas de ar comprimido. Rio de Janeiro, PROCEL INDÚSTRIA EFICIÊNCIA ENERGÉTICA INDUSTRIAL. Acoplamento motor carga. Rio de Janeiro, PROCEL PROGRAMA NACIONAL DE CONSERVACÃO DE ENERGIA ELÉTRICA. Gestão energética. Rio de Janeiro. 25.FILLIPPO, Guilerme Filho. Motor de Indução. São Paulo: Érica, MONACHESI, Marcelo Gaio. Eficiência Energética em Sistemas de Bombeamento. Rio de Janeiro RJ. 27.TORO, Vincent Del. Fundamentos de Máquinas Elétricas. Rio de Janeiro, Editora LTC. 28.ROCHA, Newton Ribeiro. Livro técnico PROCEL, Eficiência Energética em Sistemas de Ar comprimido. Rio de Janeiro/RJ: CENTRAIS ELÉTRICAS BRASILEIRAS FUPAI/EFICIENTIA: ELETROBRÁS, RUDENKO, N. MÁQUINAS DE ELEVAÇÃO E TRANSPORTE. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos Editora AS. Volume 1.

5 30.NAVARRO, O. Máquinas de Transporte. Itajubá: Editora DAEFEI. Volume INTRALOX, Esteira transportadoras modulares de plástico. Instalação de esteiras transportadoras, manutenção e identificação de problemas. INTRALOX BRASIL Ltda. 32.SILVA, Mauri Luiz da. Led A luz dos novos projetos. Rio de Janeiro: Ciência Moderna. sites de interesse: 8) AVALIAÇÃO Para cada módulo será solicitado um trabalho (TRAB) que deverá ser apresentado individualmente (apresentação oral). Média final = (TRAB1 + TRB2 +...TRBn ) / n Cuiabá, 25/07/2012. PROFESSOR: Mario Kiyoshi Kawaphara Aprovação: COLEGIADO DE CURSO: em / /.

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