Sistemas de Conversão de Energia Elétrica

Hoje em dia, uma parte importante da conversão de energia é feita através de dispositivos semicondutores de potência acompanhados de
sistemas de controle mais ou menos complexos. A eletrónica de potência e em particular os sistemas de conversão eletrónica de energia
são uma tecnologia fundamental para o desenvolvimento da conservação de energia, especialmente para a integração e controlo dos
sistemas de energias renováveis, modernização das infraestruturas energéticas, mobilidade sustentável, accionamentos, entre outros.
Funciona como um motor tecnológico para futuros sistemas inteligentes com capacidades de comunicação que oferecem um potencial
significativo de poupança de energia em setores diversos.
As metodologias adotadas nesta unidade curricular, aulas teóricas de exposição e laboratoriais com implementação prática, discussões
conjuntas e trabalhos de grupo, procuram proporcionar aos alunos uma visão globalizada dos desafios tecnológicos associados a esta
mudança fundamental na conversão de energia. Estas metodologias procuram dotar os alunos dos conceitos necessários para identificar e
simular as topologias dos conversores leccionadas, o seu princípio de funcionamento, impacto e o seu papel no interior de uma cadeia de
conversão mais ou menos complexa,
Pretende-se proporcionar aos alunos uma visão simplificada, mas global. A tematização e problematização será uma forma de combinar
conceitos com uma visão mais prática e mais próxima da realidade, estimulando os alunos a fazerem alguma investigação sobre
aplicações relacionadas com o plano de estudos. O foco do curso é na identificação e análise e, em menor grau, no design. As aulas
laboratoriais ajudarão os alunos a desvendar o contexto do curso, abordando a simulação e a implementação experimental realizadas em
grupo, abrangendo os tópicos abordados nas aulas teóricas.

O objetivo desta unidade curricular é familiarizar os alunos com conceitos de conversão eletrónica de energia, topologias correspondentes,
principais aplicações, função e desafios. Os alunos devem desenvolver competências suficientes para a identificação, planeamento
simples, desenvolvimento e simulação de sistemas de conversão eletrónica de energia, e seu eventual impacto na rede. Primeiramente,
estuda-se os princípios de conversão através de circuitos comutados, incluindo os semicondutores. De seguida, circuitos básicos são
explicados, nomeadamente conversores ac-dc (retificadores) e conversores dc-ac (inversores). Questões relacionadas como métodos de
análise e simulação, distorção e qualidade de energia, modulação, são tratadas em conjunto com os circuitos básicos. Será feita uma
breve introdução aos conversores dc-dc. Os alunos deverão entender o papel dos vários conversores estudados, ser capazes de explicar e
discutir os sistemas através de exemplos de aplicações.

1. Conversão de energia elétrica: conversão CA-CC, CC-CA e CC-CC, conceitos, topologias e tipos de semicondutores, níveis de potência
e frequência associados.
2. Sistemas eletrónicos de conversão: objetivos e exemplos de aplicações.
3. Noções de carga não linear, fator de potência, distorção harmónica total, ponto de ligação comum. Normas.
4. Conversores CA-CC: retificadores monofásicos e trifásicos, impacto na rede.
5. Conversores CC-CA: inversores monofásicos e trifásicos, estratégias de modulação, aplicações industriais e ligação à rede.
3. Conversores CC-CC: topologias e aplicações.
5. Modelização e simulação de sistemas de conversão de energia elétrica.

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