🎛️ Eletrônica Industrial

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Visão Geral da Disciplina

Disciplina essencial de tecnologia eletrotécnica e controle do núcleo de 05 Eletrônica, Automação e Controle. Fundamenta a teoria analítica, modelagem matemática, síntese circuital e aplicação prática da conversão estática de energia elétrica com elevado rendimento energético (). Abrange desde os dispositivos semicondutores de chaveamento de potência (BJT, Power MOSFET, IGBT, Tiristores SCR/TRIAC, GTO, MCT e UJT), dinâmicas térmicas e áreas de operação segura (SOA), passando pela retificação polifásica não-controlada e controlada por fase (P3, B6 Graetz e sistemas hexafásicos de 12 pulsos com cancelamento harmônico), até os conversores CC-CC chaveados (Buck, Boost, Buck-Boost), inversores de tensão CC-CA monofásicos e trifásicos com modulação SPWM, e grandes aplicações em acionamentos elétricos industriais em 4 quadrantes, nobreaks UPS de dupla conversão, transmissão HVDC e sistemas FACTS.


📌 Sumário do MOC

  1. 📚 Materiais Didáticos e Materiais Teóricos de Referência
  2. 🎓 Aulas e Apresentações Completas da Disciplina
  3. 🎨 Galeria de Diagramas Técnicos Validados (100% Catppuccin Mocha, Sem Text Overflows)

📚 Materiais Didáticos e Materiais Teóricos de Referência

  • Circuitos de Chaveamento (Material Teórico de Referência 01)
  • Retificação Polifásica (Material Teórico de Referência 02)
  • Eletrônica de Potência (Material Teórico de Referência 03)
  • Retificação Com Tiristores (Material Teórico de Referência 04)
  • Conversores e Inversores (Material Teórico de Referência 05)
  • Aplicações na Indústria e em Sistemas de Energia (Material Teórico de Referência 06)

🎓 Aulas e Apresentações Completas da Disciplina

Módulo 1: Semicondutores de Potência e Chaveamento Estático (Apostila 01)

  • ✅ Aula 01: 01 - Transistores e Circuitos de Chaveamento
    • Conteúdo: Princípio do chaveamento estático, BJT, Power MOSFET, IGBT e SiC, perdas por condução e comutação (), circuito térmico equivalente e dissipadores, efeito Miller e carga de gate , limites de operação segura (FBSOA e RBSOA) e redes amortecedoras snubbers RCD.
    • Visual Integrado: [[potencia_semicondutores_chaveamento_soa.svg]]

Módulo 2: Diodos de Comutação e Retificação Não-Controlada (Apostila 02)

  • ✅ Aula 02: 02 - Diodos de Comutação, Recuperação Reversa e Comutação
    • Conteúdo: Recuperação reversa (), diodo de roda-livre em cargas indutivas, comutação na retificação polifásica (indutância , ângulo de sobreposição e entalhes de comutação ), retificadores trifásicos P3 e B6 Graetz e dimensionamento de fusíveis ultrarrápidos.
    • Visual Integrado: [[potencia_diodos_comutacao_recuperacao_reversa.svg]]

Módulo 3: Tiristores e Dispositivos de Disparo (Apostila 03)

  • ✅ Aula 03: 03 - Tiristores (SCR, TRIAC, GTO), IGBT, MCT e Transistor de Unijunção (UJT)
    • Conteúdo: Física do SCR (estrutura PNPN de 4 camadas e modelo analítico de 2 transistores), correntes de manutenção () e travamento (), disparo por pulso de corrente de porta e proteção contra e , TRIAC com condução nos 4 quadrantes, GTO, MCT e oscilador de relaxação com UJT.
    • Visual Integrado: [[potencia_tiristores_scr_triac_curva_vi.svg]]

Módulo 4: Retificação Controlada e Conversores CA-CC (Apostila 04)

  • ✅ Aula 04: 04 - Retificação Controlada com Tiristores (P3C, B6C e 12 Pulsos)
    • Conteúdo: Controle por ângulo de disparo , ponte completa B6C com carga indutiva contínua (), operação como retificador () e inversor não-autônomo regenerativo (), ângulo de extinção e margem de segurança , e sistemas hexafásicos de 12 pulsos com transformador defasador .
    • Visual Integrado: [[potencia_retificadores_controlados_p3_b6c.svg]]

Módulo 5: Conversores CC-CC Chaveados (Choppers) (Apostila 05)

  • ✅ Aula 05: 05 - Conversores CC-CC Chaveados (Buck, Boost e Buck-Boost)
    • Conteúdo: Princípio do balanço volts-segundo no indutor e balanço de carga no capacitor, conversor Buck abaixador (), Boost elevador (), Buck-Boost inversor, cálculo analítico de ondulação de corrente () e tensão (), e condução contínua (CCM) vs. descontínua (DCM).
    • Visual Integrado: [[potencia_conversores_dc_dc_buck_boost_buckboost.svg]]
    • Laboratório Virtual: [[simulador_conversores_buck_boost_inversor_spwm.html]] (▶️ Abrir Simulador Buck/Boost & SPWM)

Módulo 6: Inversores de Tensão CC-CA e Modulação SPWM (Apostila 05)

  • ✅ Aula 06: 06 - Inversores de Tensão CC-CA e Modulação SPWM
    • Conteúdo: Inversores monofásicos em meia-ponte e ponte completa (H-Bridge), inversores trifásicos a 6 chaves, modulação por largura de pulso senoidal (SPWM bipolar e unipolar), índices de modulação de amplitude () e frequência (), espectro harmônico e modulação vetorial por vetor espacial (SVPWM).
    • Visual Integrado: [[potencia_inversores_cc_ca_ponte_h_spwm.svg]]
    • Laboratório Virtual: [[simulador_conversores_buck_boost_inversor_spwm.html]] (▶️ Abrir Simulador Buck/Boost & SPWM)

Módulo 7: Acionamentos Industriais, UPS, HVDC e FACTS (Apostila 06)

  • ✅ Aula 07: 07 - Acionamentos 4 Quadrantes, Nobreaks UPS e Sistemas HVDC/FACTS
    • Conteúdo: Acionamento de motores elétricos em 4 quadrantes, inversores escalares constante e controle vetorial por orientação de campo (FOC), nobreaks UPS de dupla conversão online (NBR 15014), transmissão HVDC em corrente contínua e compensadores estáticos de reativos (SVC e STATCOM).
    • Visual Integrado: [[potencia_aplicacoes_industriais_hvdc_facts_ups.svg]]

🎨 Galeria de Diagramas Técnicos Validados (100% Catppuccin Mocha, Sem Text Overflows)

Imagem / DiagramaResolução & ViewBoxAula de AplicaçãoConceitos Técnicos Ilustrados
potencia_semicondutores_chaveamento_soa.svg1240 × 740Aula 01Comparativo das tecnologias BJT, MOSFET, IGBT e SiC; formas de onda de transição de ligamento/desligamento; perdas por comutação e fronteiras da Área de Operação Segura (FBSOA/RBSOA).
potencia_diodos_comutacao_recuperacao_reversa.svg1240 × 740Aula 02Dinâmica de recuperação reversa do diodo (); diodo de roda-livre em carga indutiva; entalhes de comutação na retificação polifásica e ângulo de sobreposição .
potencia_tiristores_scr_triac_curva_vi.svg1240 × 740Aula 03Estrutura PNPN de 4 camadas; modelo equivalente de dois transistores acoplados; curva característica do SCR com e ; operação nos 4 quadrantes do TRIAC e circuito oscilador de relaxação UJT.
potencia_retificadores_controlados_p3_b6c.svg1240 × 740Aula 04Topologia e formas de onda dos retificadores controlados P3C e B6C Graetz; curva de transferência ; operação como inversor regenerativo não-autônomo e sistema hexafásico de 12 pulsos.
potencia_conversores_dc_dc_buck_boost_buckboost.svg1240 × 740Aula 05Esquema elétrico, balanço volts-segundo e formas de onda de corrente no indutor para os conversores Buck (abaixador), Boost (elevador) e Buck-Boost (inversor) em modo CCM.
potencia_inversores_cc_ca_ponte_h_spwm.svg1240 × 740Aula 06Inversor monofásico Ponte H e inversor trifásico a 6 chaves; princípio da modulação por largura de pulso senoidal (SPWM) com onda portadora triangular e senóide de referência; controle de amplitude e frequência .
potencia_aplicacoes_industriais_hvdc_facts_ups.svg1240 × 740Aula 07Arquiteturas industriais de grande porte: acionamento de motor em 4 quadrantes; nobreak UPS online de dupla conversão; curvas de custo e distância crítica de transmissão HVDC; compensador estático FACTS (STATCOM).

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