Sistema veicular geracao_acumulacao_distribuicao_parte1
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Curso: Sistemas Eletroeletrônicos Automotivos
Disciplinas: Geração, Armazenamento e Distribuição de Energia
Dispositivos de Acionamentos e Comutação
Professor: Lauro de Vilhena Brandão Machado Neto
Pós Graduação Lato Sensu Engenharia Automotiva
Objetivos:
Descrever o conjunto gerador e bateria de veículos
automotores listando suas características
Dissertar sobre a interdependência do conjunto gerador e
bateria de veículos no que concerne o fornecimento de
energia elétrica para o automóvel
Dimensionar, considerando o custo e a eficiência do
conjunto alternador e bateria, o gerador e o acumulador de
energia elétrica de sistemas eletroeletrônicos automotivos
Descrever o funcionamento dos motores de corrente
contínua e de motores de passo, dos atuadores e relés
automotivos.
Identificar, distinguir e especificar motores CC, motores de
passo e seus controladores, atuadores e relés automotivos;
Conhecer e identificar as fontes de emissões EMI/RFI.
Métodos Didáticos:
1. Metodológicos:
- Aulas expositivas
- Realizações de pesquisa como instrumento de
aprendizagem
- Promoção de trabalhos em equipe
2. Audiovisuais:
- Multimídia – Datashow e computador
- Animações e estudos visuais
- Painéis didáticos
- Quadro e pincel
Ementa 1:
O sistema elétrico automotivo. Conjunto alternador e bateria.
Acumuladores de energia. Alternadores e geradores. O
sistema de partida. Dimensionamento do sistema elétrico
automotivo.
Carga Horária: 4 horas
Ementa 2:
Motores de corrente contínua. Motores de passo. Motores
assíncronos ou de indução. Atuadores, relés, interruptores.
Carga Horária: 4 horas
Unidades de Ensino:
Unidade 1 – O Sistema Elétrico Automotivo – SEA - 0,5 h
1.1 Introdução;
1.2 Histórico do sistema elétrico automotivo;
1.3 O sistema atual e tendências.
Unidade 2 – O SEA e a Eletrônica de Potência – 1,0 h
2.1 O conjunto alternador e bateria;
2.2 Cabeamento e instalação elétrica;
2.3 O ambiente do sistema elétrico automotivo;
2.4 Chaveadores de potência;
2.5 Conversores alimentados em CA e CC;
2.6 Técnicas de Modulação.
Unidade 3 – Acumuladores de Energia – 1,0 h
3.1 Princípio de funcionamento;
3.2 Tipos de baterias e Modos de operação;
3.3 Ensaios de baterias.
Unidade 4 – Alternadores e Geradores – 1,0 h
4.1 Princípio de funcionamento do alternador Lundell;
4.2 Técnicas de projeto de alternadores e geradores;
4.3 Reguladores de tensão e proteção de sobre- tensão;
4.4 Curvas características e operação.
Unidade 5 – O Sistema de Partida – 1,0 h
5.1 O Processo e condições de partida;
5.2 Tipos de motores de partida;
5.3 Instalação e operação do sistema de partida.
Unidade 6 – Dimensionamento do Sistema Elétrico – 1,0 h 6.1 Levantamento de cargas e controle de carga multiplexado;
6.2 Dimensionamento alternador, motor de partida e bateria;
6.3 Simulação e análise de disponibilidade energética;
6.4 Tendências: alternadores inteligentes, arquitetura dual e sistemas
híbridos.
Unidade 7 – Motores de Corrente Contínua – 0,5 h 7.1 Partes constituintes e funções. Motores com indutor enrolado e com imã
permanente;
7.2 Princípio de funcionamento do motor CC com escovas. Comutação
mecânica, centelhamento e emissões EMI e RFI;
7.3 Motor CC sem escovas ou brushless;
7.4 Característica mecânica torque-velocidade;
7.5 Aquecimento, características do ambiente e regimes de serviço;
7.6 Motor de partida. Corrente de partida.
7.7 Aplicações e especificação.
Unidade 8 – Motores de Passo – 0,5 h 8.1 Princípio de funcionamento: motores de passo inteiro, de meio passo e
controles de passo, velocidade e sentido de rotação;
8.2 Tipos de Motores de Passo: relutância variável, imã permanente e
híbrido. Características de Torque;
8.3 Controles de Motores de Passo: tipos de controles (passo pleno, meio-
passo e micro-passo), tipos de controladores, Aplicações;
8.4 Especificação: parâmetros a serem considerados na seleção;
8.5 Motor de Passo Pneumático.
Unidade 9 – Motores Assíncronos ou de indução – 1,0 h 9.1 Partes constituintes e princípio de funcionamento do motor de indução;
9.2 Características de torque com a velocidade e dependência com a
frequência;
9.3 Controle de velocidade com a variação da frequência. Controle PWM e
inversor; Harmônicas.
Unidade 10 – Atuadores, Relés e Interruptores – 0,5 h 10.1 Interruptores: Tipos de interruptores, limitações elétricas na condução e
na interrupção da corrente, centelhas e características construtivas dos
contatos;
10.2 Relés: tipos e princípios de funcionamento;
10.3 Relés eletromecânicos: constituição, operação, características elétricas
das bobinas e dos contatos e emissões EMI e RFI;
10.4 Relés a estado sólido;
10.5 Escolha e critérios para especificação de relés e vida útil;
10.6 Atuadores: tipos, princípios de funcionamento, aplicações e
especificação.
Critérios de Avaliação: - Avaliação Escrita;
- Trabalho Prático (Estudo de Caso).
Referências Bibliográficas: 1. R. H. Johnston, "A history of automobile electrical systems,"
SAE Automotive Engineering, Historical Series, pp. 53-66,
Sep. 1996.
2. A. Emadi, M. Ehsani, J. M. Miller, Vehicular Electric Power
Systems: Land, Sea, Air, and Space Vehicles, 2004, Marcel
Dekker, Inc., ISBN 0-8247-4751-8
3. A Emadi, Handbook of Automotive Power Electronics and
Motor Drives, 2005, Taylor & Francis Group, CRC Press,
ISBN 0-8247-2361-9
• Histórico do sistema elétrico automotivo
• O sistema atual e tendências
• Sistemas veiculares versus estacionários;
• Sistemas de transferência de potência: mecânico, elétrico, hidraúlico e pneumático;
• Sistemas veiculares: terrestres, marítimos, aéreos e espaciais;
• Características: ecônomia de combustível, emissões, desempenho, confiabilidade, conforto, conveniência, entretenimento, segurança, comunicações, manutenção, suportabilidade, sobrevivência e custos de operação;
• Conversores chaveados do estado sólido.
1.1 Introdução
• ELETRICIDADE: Thales de Mileto, William Gilbert, Otto Von Guerick, Stephen Gray, Charles Francis Dufay, William Watson, Benjamim Franklin, Luigi Galvani, Alessandro Volta, Gaston Planche,Hans Christian Oersted, Michael Faraday, Charles Augustin Coulomb, André Maria Ampere, George Simon Ohm, William Sturgeon, Cromwell Varley, Henry Wilde, Anyos Jedlik, Moses Farmer, Wilhelm Weber, Karl Gauss, Ernst Werner Von Siemens, Samuel Morse, Alexander Graham Bell, Joseph Henry, Thomas Edison, James Maxwell, George Westhinghouse, Nikola Tesla, Elihu Thomson, Otto Blathy, Max Deri, Karl Zipernowksy, Ettiene Lenoir, Ruhmkorff, Karl Benz, Georges Bouton, Emile Mors, Robert Bosch, Fredrich Simms, Nikolaus Otto, Charles F. Kettering, Hans Leitner, R. H. Lucas
1.2 Histórico
do sistema elétrico
automotivo
Histórico:
Sistema elétrico (1913) Sistema elétrico (1958)
Sistema de ignição (1902):
.Magneto, distribuidor, bobi-
nas e velas
.Magneto (ignição),
distribuidor, bobinas, velas,
motor de partida,
iluminação e regulador
Até 1912: Magneto de baixa e alta tensão Sistemas de ignição
Até 1912: Bobina de ignição com chaveador
Sistema de ignição com chaveador
Magneto com volante de inércia
Até 1912:
Bateria com caixa de madeira
1912-1930:
Partida gasolina/ar Partida com acoplamento mecânico
1912-1930:
Sistema elétrico – Cadillac – GM
1912-1930: Partida com acionamento Bendix Gerador regulado com embreagem
Conjunto Motor/gerador e máquinas separadas
1912-1930:
Gerador 3 escova e com desconexão Reguladores de corrente e tensão
1912-1930:
Distribuidor e bobina de ignição
1912-1930:
Bateria com involucro de plástico
1930-1960:
Motor de partida com solenóide Regulador corrente/tensão
1930-1960:
Gerador CC – Dínamo (6V-12)
Distribuidor
1930-1960:
Distribuidor do V8-Ford, Circuito de ignição – 12 V e baterias 12 V
1960-1980: Motor partida com acoplamento móvel - Ford,
Gerador com diodos - Delco e Motor de
partida com redutor - Chrysler
1960-1980: Gerador com diodos da Chrysler, Gerador Delco com
regulador integrado, Regulador e circuito de ignição eletrônico
1980-2012: 1982 - Pickup Ford Truck F 350 4WD V8-400 6,6L
Connector Views
Alternator
Ignition Lock
Electrical Diagrams
Charging System
System Diagram
Alternator
Compressor HVAC
Ignition Lock
Powertrain Management
System Diagram
Computers and Control Systems
System Diagram
Camshaft Position Sensor
Crankshaft Position Sensor
Engine Control Module
Emission Control Systems
Fuel Delivery and Air Induction
System Diagram
Carburetor
Fuel Injector
Fuel Pump
Inertia Fuel Shutoff Switch
Ignition System
Wiring Diagrams
Related Powertrain Wiring Diagrams
Turn Signals
Mechanical Diagrams
Timing Marks and Indicators
1980-2012: 1982 - Pickup Ford Truck F 350 4WD V8-400 6,6L
Sistema de carga - 1982
1980-2012: 1982 - Pickup Ford Truck F 350 4WD V8-400 6,6L
Gerenciamento motor/sistema de ignição
1980-2012: 1982 - Pickup Ford Truck F 350 4WD V8-400 6,6L
Sistema de Liga/Parada/Alerta
1980-2012: 2011 – Toyota Truck Tundra 4WD V8-5,7L Air Bag Systems
Antilock Brakes / Traction Control Systems
Antitheft and Alarm Systems
Charging System
Collision Avoidance and Parking Assist Systems
Cruise Control
Garage Door Opener Transmitter
Heated Glass Element
Heating and Air Conditioning
Instrument Panel, Gauges and Warning Indicators
Lighting and Horns
Memory Positioning Systems
Mirrors
Navigation System
Power Locks
Powertrain Management
Radio, Stereo, and Compact Disc
Seats
Shift Interlock, A/T
Starting System
1980-2012: 2011 – Toyota Truck Tundra 4WD V8-5,7L
Distribuição alimentação e terra
1980-2012: 2011 – Toyota Truck Tundra 4WD V8-5,7L
Sistema de partida
1980-2012: 2011 – Toyota Truck Tundra 4WD V8-5,7L
Portas
1980-2012: 2008 – IVECO Turbo Daily – 8140.43S
Gerenciamento motor
•Arquitetura atual e tendências
•More Electric Car – MEC
•Sistema de gerenciamento de energia
• Integrated Starter Alternator - ISA
1.3 O sistema atual e
tendências
O sistema atual e tendências
More Electric Car - MEC
Sistema de gerenciamento de energia - MEC
Integrated Starter Alternator - ISA
Integrated Starter Alternator - ISA
Integrated Starter Alternator - ISA