Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial
Departamento Regional de São Paulo
ELEMENTOS CURRICULARES:
Máquinas Elétricas e Acionamentos
Área Profissional: INDÚSTRIA
Aprendizagem Industrial: Eletricista
SÃO PAULO
Julho - 2003
Máquinas Elétricas e Acionamentos
Elementos Curriculares – Máquinas Elétricas e
Acionamentos – Eletricista
SENAI-SP, 2003
Diretoria Técnica
Coordenação
Gerência de Educação
Elaboração
Gerência de Educação
Gerência Regional 3
Colaboração
Escola SENAI “Anchieta” – CFP 1.09
Escola SENAI “Ary Torres” – CFP 1.12
Escola SENAI “Almirante Tamandaré” – CFP 1.20
Escola SENAI “Hermenegildo Campos de Almeida” – CFP 1.22
Escola SENAI “Antonio Souza Noschese” – CFP 2.01
Escola SENAI “Santos Dumont” – CFP 3.02
Escola SENAI “Conde Alexandre Siciliano” – CFP 5.02
Escola SENAI “Henrique Lupo” – CFP 6.03
SENAI-SP
2
Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial
GED – Gerência de Educação
Av. Paulista, 1313 – 1º Andar – Cerqueira César
CEP: 01311-923 São Paulo/SP
Telefone
Telefax
SENAI on-line
(0XX11) 3146-7232 / 7233
(0XX11) 3146-7230
0800 - 55 – 1000
E-mail
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Máquinas Elétricas e Acionamentos
Sumário
Página 5
Objetivo geral
6
Objetivos específicos
8
Conteúdos programáticos
19
Diretrizes metodológicas
19
•
Considerações
20
•
Enfoque didático-pedagógico
22
•
Procedimentos didáticos
27
Planejamento de ensino
29
Sugestão de distribuição dos conteúdos programáticos
32
Sugestão de obras para consulta
33
Controle de alterações
3
Máquinas Elétricas e Acionamentos
4
Máquinas Elétricas e Acionamentos
Objetivo geral
Aquisição de conhecimentos referentes ao princípio de
funcionamento e características de acionamento das máquinas
elétricas estáticas e rotativas que, por meio de instrumentos,
ferramentas e procedimentos, permitam sua instalação, avaliação
de suas condições de operação e a execução de manutenções
preventiva e corretiva.
Dados complementares
Carga horária total: 160h
5
Máquinas Elétricas e Acionamentos
Objetivos específicos
Adquirir conhecimentos e desenvolver a capacidade de
compreensão de:
•
princípio de funcionamento de transformadores, motores e
geradores;
•
características de transformadores e de motores de indução
em função de sua constituição física e emprego;
•
características de transformadores e de motores elétricos de
acordo com seus detalhes construtivos e conexões internas;
•
unidades de comando, sinalização e proteções
eletromecânicas, eletropneumáticas e eletro-hidráulicas,
considerando sua simbologia, funcionamento e utilização; e
•
procedimentos técnicos e de segurança envolvidos nos
ensaios de unidades de comando, transformadores e
motores.
Adquirir habilidades de:
•
•
•
identificar as conexões de transformadores e de motores;
testar a continuidade e a isolação de máquinas elétricas;
testar unidades de comando, controle, sinalização e proteção
(eletromecânicas, eletropneumáticas e eletro-hidráulicas) de
máquinas e equipamentos eletromecânicos;
•
esquematizar circuitos básicos de alimentação de motores
elétricos;
•
medir tensões, correntes e fator de potência em
transformadores e motores;
•
manusear instrumentos e ferramentas empregados na
manutenção e conservação de máquinas elétricas; e
•
realizar manutenções preventiva e corretiva de máquinas
elétricas.
6
Máquinas Elétricas e Acionamentos
Desenvolver hábitos de:
•
•
•
•
uso de linguagem técnica;
estudo e pesquisa;
conservação do equipamento; e
observância aos procedimentos técnicos e de segurança.
7
Máquinas Elétricas e Acionamentos
Conteúdos programáticos
Tecnologia
Transformadores
•
Tipos:
−
potência,
−
medição,
−
especiais;
•
Aspectos físicos e características;
•
Cálculo de pequenos transformadores;
•
Relações de fase.
Técnicas de ensaios de transformadores monofásicos
•
Relação de transformação;
•
Deslocamento de polaridade;
•
Perdas;
•
Impedância (em porcentagem);
•
Rendimento;
•
Variador de tensão com autotransformador regulável.
Técnicas de ensaios de transformadores trifásicos
•
Relação de transformação;
•
Tipos de conexões;
•
Deslocamento de fase.
Alternadores e motores de indução
•
Princípio de funcionamento;
•
Motor trifásico assíncrono;
•
Potência, torque, rendimento escorregamento, corrente de
linha e corrente de fase;
•
Motor trifásico de rotor bobinado, controle de corrente de
partida e velocidade;
8
Máquinas Elétricas e Acionamentos
•
Norma para instalação e regime de serviço de máquinas;
•
Motor monofásico de fase auxiliar;
•
Motor universal;
•
Alternador, excitação e circuitos de controle de:
−
tensão,
−
corrente,
−
freqüência;
•
Esquemas de motores;
•
Pólos ativos e passivos;
•
Diagrama de conexão de motores assíncronos e chaves
reversoras manuais e eletromagnéticas;
•
Tipos especiais:
−
motor de duas polaridades e um enrolamento na ligação
Dahlander,
−
motor com dois enrolamentos e duas velocidades.
Geradores e motores de corrente contínua
•
Princípio de funcionamento;
•
Características;
•
Ligação série, paralelo e misto;
•
Potência, torque e rendimento;
•
Controle da velocidade.
Equipamentos e instrumentos de medida para ensaio de
máquinas elétricas
•
Freios;
•
Tacômetro;
•
Dinamômetro;
•
Wattímetro, voltímetro e amperímetro;
•
Megôhmetro;
•
Análise de medidas em máquinas elétricas;
•
Precauções em ensaios de máquinas elétricas.
9
Máquinas Elétricas e Acionamentos
Bobinadeiras, fios magnéticos, materiais isolantes,
ferramentas típicas
Processo de impregnação, tipos de bobinagem e diagrama
de conexão
Diagrama frontal de motor trifásico, bobinagem meio
imbricado, pólos ativos, com dados básicos de Yf, Yp, Yb,
número de pólos e número de bobinas
Diagrama planificado de motor trifásico, bobinagem
imbricado, pólos ativos e conseqüentes, com dados básicos
de Yf, Yp, Yb, número de pólos, número de bobinas,...
Diagrama planificado de motor monofásico, bobinagem
imbricado, com dados básicos de Yf, Yp, Yb, número de
pólos, número de bobinas,...
Conversão de diagrama frontal para planificado de rotor
bobinado e seus dados básicos
Diagrama planificado de induzido de máquinas CC/CA e seus
dados básicos
Ar comprimido
•
Propriedades dos gases:
-
compressibilidade,
-
elasticidade,
-
expansibilidade;
•
Características de utilização:
-
vantagens,
-
desvantagens,
-
comparação com a Mecânica e com a Hidráulica;
•
Fundamentos das leis físicas dos gases:
-
Boyle-Mariotte,
-
Charles,
-
Gay-Lussac,
-
Lei geral dos gases perfeitos;
10
Máquinas Elétricas e Acionamentos
•
Circuitos de medidas de grandezas físicas:
-
Sistema Internacional,
-
CGS,
-
MKS - técnico;
•
Unidades:
-
força,
-
pressão;
•
Pressão:
-
relativa,
-
absoluta;
•
Escalas de temperatura:
-
Fahrenheit,
-
Celsius,
-
Kelvin.
Fontes geradoras de energia pneumática
•
Tipos de compressores:
-
êmbolo linear ou pistão,
-
rotativo de parafusos,
-
de membrana ou diafragma;
•
Deslocamento de compressores:
-
•
positivo;
Características funcionais:
-
simples efeito,
-
duplo efeito,
-
um estágio,
-
dois estágios;
•
Regimes de trabalho;
•
Métodos de acionamento;
•
Tipos de regulagens;
•
Refrigeração;
•
Reservatório;
•
Válvulas de alívio de pressão;
•
Pressostato;
•
Manômetro.
Redes de distribuição de ar comprimido
•
Tubulações e conexões;
11
Máquinas Elétricas e Acionamentos
•
Tipos de rede:
-
circuito aberto,
-
circuito fechado,
-
rede combinada.
Preparação do ar comprimido
•
Reguladores de pressão;
•
Lubrificadores;
•
Unidade de conservação.
Elementos pneumáticos de trabalho
•
Cilindros de ação simples:
-
•
retorno por mola;
Cilindros de ação dupla:
-
sem amortecimento,
-
com amortecimento,
-
com haste passante;
•
Tipos de fixação de cilindros;
•
Cálculo da força de cilindros.
Simbologia dos componentes pneumáticos
•
Símbolos normalizados:
-
Norma DIN 24300,
-
Norma ISO 1219.
Válvulas distribuidoras
•
Válvulas direcionais:
-
simbologia,
-
número de vias,
-
número de posições de comando,
-
eletroválvulas,
-
servocomandos.
Válvulas de bloqueio
•
Válvulas de retenção;
•
Válvula de escape rápido.
12
Máquinas Elétricas e Acionamentos
Válvulas reguladoras de fluxo
•
Fixas e variáveis;
•
Regulagens do fluxo de ar comprimido:
-
na entrada,
-
na saída.
Conversores de sinais
•
Conversor de sinais pneumático-elétrico (Pressostato);
•
Equipamentos de entrada, processamento e saída de sinais
elétricos.
Princípios físicos de Automação Hidráulica
•
Introdução à Hidráulica:
-
princípio de Pascal,
-
transmissão e ampliação de força hidráulica,
-
fatores de conversão de unidades de pressão;
•
Acionamento hidráulico:
-
vantagens,
-
comparações com a Mecânica e com a Pneumática;
•
Pressão hidráulica:
-
coluna de fluido,
-
alimentação da bomba,
-
sintomas de cavitação e aeração,
-
geração da pressão dentro de um sistema,
-
bombas de deslocamento positivo;
•
Tipos de fluxo hidráulico:
-
em série,
-
em paralelo;
•
Queda de pressão através de uma restrição;
•
Sistema Internacional de Unidades.
Bombas hidráulicas
•
Generalidades;
•
Classificação quanto ao funcionamento:
•
-
hidrodinâmicas,
-
hidrostáticas,
-
potência dos motores de acionamento;
Especificação;
13
Máquinas Elétricas e Acionamentos
•
Deslocamento;
•
Eficiência volumétrica;
•
Tipos de bombas:
-
manuais,
-
de engrenagens,
-
de palhetas.
Atuadores hidráulicos
•
Cilindros:
-
ação simples,
-
ação dupla;
•
Motores hidráulicos:
-
•
generalidades;
Tipos de motores:
-
de engrenagens,
-
de palhetas.
Diagramas e símbolos normalizados
•
Tipos de diagramas hidráulicos;
•
Simbologia dos componentes hidráulicos:
-
Norma DIN 24300,
-
Norma ISO 1219,
-
Norma NBR 8896/8897/8898;
•
Codificação de cores.
Válvulas direcionais
•
Controles direcionais:
-
válvulas distribuidoras;
•
Válvulas de retenção;
•
Características das válvulas direcionais:
-
número de vias de operação,
-
número de posições de comando;
•
Controles de operação:
-
•
acionamento por solenóide;
Tipos de carreteis:
-
centro fechado,
-
centro aberto,
14
Máquinas Elétricas e Acionamentos
-
centro de circulação ou tandem,
-
centro de flutuação.
Válvulas controladoras de pressão
•
Generalidades dos controles de pressão;
•
Válvulas de segurança:
-
simples ou diretamente operada,
-
composta ou pré-operada,
-
sobrepressão,
-
abertura e descarga da válvula,
-
ventagem;
•
Aplicações da válvula controladora de pressão de ação direta:
-
contrabalanço,
-
frenagem;
•
Válvulas redutoras de pressão.
Válvulas reguladoras de fluxo
•
Métodos de controle de fluxo hidráulico;
•
Aplicações industriais.
Fluidos hidráulicos
•
Generalidades;
•
Funções;
•
Tipos;
•
Viscosidade;
•
Índice de viscosidade.
Acessórios
•
Reservatório:
-
generalidades,
-
características de construção,
-
funções principais;
•
Tubulação:
-
condutores rígidos,
-
tubulação flexível;
•
Filtros e peneiras:
-
definições,
-
plugues magnéticos,
15
Máquinas Elétricas e Acionamentos
•
filtros para linhas de sucção, pressão e retorno;
Instrumentos de medição hidráulica:
-
leitura e instalação de manômetros,
-
chaves selecionadoras de manômetros,
-
rotâmetros.
Ensaios
Ensaiar um transformador monofásico
Verificar o funcionamento de um autotransformador variador
de tensão
Verificar a polarização e conexão de um transformador
trifásico
Ligar um motor trifásico assíncrono, com reversão manual e
proteção, conforme dados de placa
Ligar um motor trifásico assíncrono, de rotor bobinado, com
reversão manual, controlando corrente de partida e
velocidade
Ligar um motor monofásico assíncrono, de fase auxiliar (110
e 220V), com reversão manual e proteção, de acordo com os
dados nominais de placa
Ligar motor trifásico assíncrono de duas velocidades
(Dahlander), com chave manual, medindo Il, If e RPM em
baixa e alta velocidade
Ligar motor trifásico assíncrono, de dois enrolamentos, com
chave eletromagnética, medindo Il, If e RPM nas duas
velocidades
Identificar tecnicamente os terminais de um motor trifásico
assíncrono
16
Máquinas Elétricas e Acionamentos
Montar e desmontar máquinas elétricas, fazendo as
verificações mecânicas e elétricas
Reparar ferramenta elétrica portátil do motor universal
Ensaiar motor trifásico assíncrono usando frenagem
Ensaiar máquinas CC, levantando curvas características de
ligação em série, paralela e compound para verificação dos
parâmetros elétricos
Preparar e bobinar transformador monofásico e realizar os
testes de rotina de máquina estática
Fazer as conexões internas de polarização ativa de motor
trifásico com 6 pontas, usando diagrama frontal
Fazer conexões internas de polarização ativa e conseqüente
de motor trifásico com 6 pontas, usando diagrama
planificado
Fazer conexões internas de polarização ativa de motor
trifásico com 12 pontas, usando diagrama simplificado
Testar curto-circuito e massa de induzidos de máquinas CC e
CA
Montar e reparar circuitos eletropneumáticos de
•
Comando elétrico básico para cilindro de ação simples;
•
Comando elétrico básico para cilindro de ação dupla;
•
Circuito em série;
•
Circuito em paralelo;
•
Comando elétrico para válvulas de impulso (duplo solenóide);
•
Circuito elétrico com auto-retenção;
•
Cilindro com retorno automático comandado por válvula de
duplo solenóide;
•
Cilindro com retorno automático comandado por válvula
simples solenóide;
17
Máquinas Elétricas e Acionamentos
•
Ciclo contínuo com auto-retenção;
•
Circuito com relé temporizador;
•
Circuito seqüencial com válvulas de impulso;
•
Circuito seqüencial com comando de auto-retenção;
•
Circuitos seqüenciais, elaborando o diagrama pelo método de
maximização (passo-a-passo: cadeia estacionária) e
minimação de contatos (cascata);
•
Comandar circuitos eletropneumáticos utilizando sensores
ópticos, indutivos e capacitivos.
Montar e reparar circuitos eletro-hidráulicos de
•
Comandos eletro-hidráulicos:
-
básico direto com acionamento por botão,
-
em série,
-
em paralelo,
-
com auto-retenção,
-
indireto para avanço e retorno,
-
indireto com retorno automático;
•
Avanço, retorno e parada de um cilindro;
•
Avanço, temporização, retorno automático e parada de um
cilindro;
•
Avanço e retorno de um cilindro, com temporização, em ciclo
único ou contínuo;
•
Movimento linear e rotativo com partida em seqüência e
retorno automático;
•
Avanço e retorno automático ou manual com velocidade
normal ou controlada;
•
Aproximação rápida e avanço controlado;
•
comando eletro-hidráulicos usando sensores ópticos,
indutivos e capacitivos.
18
Máquinas Elétricas e Acionamentos
Diretrizes metodológicas
Considerações
A abordagem didático-pedagógica dos conteúdos relacionados
neste documento considera que os conhecimentos relativos aos
sistemas eletromecânicos, eletro-hidráulicos e eletropneumáticos
de equipamentos e instalações devem concorrer para viabilizar
sua aplicação na operação e manutenção de sistemas industriais
automatizados, que incluem tanto os equipamentos como as
instalações.
Assim, a Tecnologia e as atividades de laboratório devem ser
entendidas como suportes de base tecnológica da área
Eletromecânica, integrando-se com os outros componentes da
grade curricular – os quais objetivam a continuidade do
desenvolvimento dos conhecimentos, habilidades e atitudes – e
capacitando tecnologicamente o aluno para os domínios
cognitivo, psicomotor e afetivo requeridos pela qualificação que
ele tenha escolhido.
Para o desenvolvimento de hábitos e atitudes, os instrutores e
professores – num trabalho integrado – deverão ensinar aos
alunos as qualidades pessoais preconizadas pelo Modelo PETRA
de Formação Profissional. Deve-se salientar que, em cada
Unidade Escolar do SENAI-SP, existem pelo menos dois
docentes devidamente preparados como multiplicadores do
Modelo PETRA.
Os serviços de manutenção preventiva e corretiva em sistemas
eletromecânicos de máquinas e equipamentos e em linhas de
produção, como descritos no perfil profissional da área
Eletroeletrônica, requerem profissionais com amplos
19
Máquinas Elétricas e Acionamentos
conhecimentos de teoria (circuitos constituídos por componentes
ativos e passivos; máquinas; sistemas de acionamento e análise
das condições operacionais de equipamentos e instalações que
sigam normas de execução e segurança).
Dentro dessa abordagem, o presente componente curricular trata
de maneira direta da tecnologia e ensaios relacionados a
componentes, circuitos, equipamentos, acionamentos, máquinas
elétricas estáticas e rotativas, fundamentos de eletrohidráulica,
eletropneumática, eletromecânica e dos procedimentos
recomendados para a realização de ensaios, testes, instalações e
manutenções, seguindo procedimentos de segurança e proteção
do meio ambiente.
Deve-se salientar que o componente curricular Máquinas
Elétricas e Acionamentos possibilita aplicações dos domínios de
conhecimento anteriores de Eletricidade Geral, Operações de
Mecânica, Instalações Elétricas e também propicia pré-requisitos
para o desenvolvimento do componente curricular Comandos
Eletroeletrônicos.
Enfoque didático-pedagógico
A metodologia adotada para o componente curricular Máquinas
Elétricas e Acionamentos, estabelecida em função do perfil
profissional decorrente da área profissional Eletroeletrônica,
propõe o desenvolvimento da capacidade de compreensão das
características de componentes, circuitos e equipamentos
utilizados em sistemas eletromecânicos, a aquisição de
habilidades e o desenvolvimento de hábitos e atitudes, com vistas
à avaliação das condições de seu funcionamento, à escolha e
emprego correto de ferramentas e instrumentos e à observância
de procedimentos e recomendações (técnicas e de segurança)
por ocasião da realização de manutenções.
As atividades de ensaios para domínio de processo, realizadas
em laboratório, devem combinar o ensino coletivo
20
Máquinas Elétricas e Acionamentos
(desenvolvimento de conteúdos tecnológicos imediatos) e o
individualizado (execução de operações e ensaios, por parte do
aluno, podendo ocorrer também a formação de equipes para
resolução de problemas).
O ensino coletivo caracteriza-se pelo desenvolvimento de aulas
de acordo com o Método Expositivo (explicação da Tecnologia
imediata e demonstrações necessárias à execução de operações
e ensaios).
Nas atividades de laboratório, nas quais os alunos realizam em
duplas ensaios e experimentações, o atendimento deve manter o
caráter individualizado, de modo a garantir que o aluno supere
todas as suas dificuldades e tenha uma participação efetiva no
trabalho.
As fases do Método de Instrução Individualizada (Estudo da
Tarefa, Demonstração, Execução da Tarefa e Avaliação) devem,
em linhas gerais, ser mantidas. Essas fases, entretanto, podem
sofrer adaptações de acordo com as diretrizes estabelecidas para
o desenvolvimento das aulas de tecnologia imediata e para a
realização de ensaios e experimentações.
Assim, todos os conteúdos teóricos e práticos do componente
curricular Máquinas Elétricas e Acionamentos devem possibilitar,
a partir dos domínios cognitivo, psicomotor e afetivo, o
desenvolvimento da capacidade de solucionar problemas.
É necessário reafirmar que:
•
a metodologia utilizada em laboratório para aquisição e
desenvolvimento de habilidades cognitivas e psicomotoras
deve ser mantida;
•
as atividades de laboratório deverão ocupar em torno de 50%
da carga horária do componente curricular;
•
todos os conteúdos estão diretamente relacionados com a
aquisição de conhecimentos que facilitam a realização de
ensaios ou execução de operações; e
21
Máquinas Elétricas e Acionamentos
•
os aspectos formativos do campo afetivo (principalmente
hábitos e atitudes) devem ser enfatizados durante as
atividades de laboratório, as quais ensejam um maior convívio
com os alunos.
O enfoque principal da Formação Básica não se confunde com a
profissionalização tradicional linear. Na verdade, trata-se – de
acordo com o Perfil Profissional – de uma preparação, ou seja, de
uma iniciação do aluno para a solução autônoma de situaçõesproblema.
Procedimentos didáticos
Os conteúdos de Máquinas Elétricas e Acionamentos estão
distribuídos em Tecnologia e atividades de laboratório (execução
de operações, ensaios e experimentos), o que requer um
planejamento integrado e uma constante ou mesmo rotineira
troca de informações entre os docentes.
As turmas, de acordo com o modelo pedagógico básico, devem
ser de 32 alunos por laboratório, atendidos por dois docentes, os
quais devem proporcionar os conhecimentos tecnológicos e
desenvolver as habilidades específicas, bem como os hábitos
básicos de trabalho e segurança, num clima de atitudes positivas
de estudo e trabalho.
O desenvolvimento das aulas – previamente preparadas e
baseadas em Plano de Ensino semestralmente elaborado – deve
considerar as seguintes técnicas/procedimentos:
•
em Tecnologia: exposição oral, uso de recursos audiovisuais
e materiais instrucionais, trabalho em grupo e pesquisa em
livros e na Internet,...;
•
em Demonstração: execução de operações, quando for o
caso, pelo docente aos alunos, solicitando repetições para
comprovação da aprendizagem;
22
Máquinas Elétricas e Acionamentos
•
em Execução de operações e realização de ensaios ou
experimentos: acompanhamento dos alunos no
desenvolvimento das atividades em oficinas ou laboratórios;
•
em Recuperação imediata: assistência aos alunos com
dificuldades de aprendizagem; e
•
em Avaliação: verificação da aprendizagem a partir de
situações-problema.
A tecnologia não pode ser considerada apenas recurso para que
o aluno execute com eficiência e segurança tarefas e ensaios ou,
ainda, adquira um padrão de habilidades psicomotoras, mas deve
estar integrada ao conjunto de meios objetivos e subjetivos que
orientem a educação de acordo com o Perfil Profissional.
As atividades de laboratório, centradas em Plano de Ensino,
requerem ações cooperativas dos docentes da Base Tecnológica,
considerando-se:
•
a utilização obrigatória, segundo orientações específicas, de
materiais instrucionais como, por exemplo, os kits didáticopedagógicos existentes na área para apoio às aulas de
tecnologia, nas quais um dos docentes prepara as
experiências que deverão ser demonstradas nas aulas
teóricas;
•
a necessidade de garantir domínio de conteúdos teóricos,
considerados pré-requisitos, antes de o aluno iniciar qualquer
operação, ensaio ou experimento;
•
a formação de trabalhadores altamente qualificados como
meta para a qual não se admitem ações isoladas, que
resultam em adestramento;
•
envolvimento afetivo dos alunos no processo como uma das
condições que facilitam a sua iniciação em solução de
problemas, técnicas de pesquisa e trabalho em grupo;
•
a ênfase do 3º semestre do curso como preparação do aluno
para o trabalho, através da aplicação das leis básicas da
eletricidade e do magnetismo, relacionadas com a geração e
utilização da energia elétrica, suas grandezas e técnicas de
medição, visando ao rendimento, controle e o acionamento
23
Máquinas Elétricas e Acionamentos
eletroeletrônico de sistemas hidráulicos, pneumáticos e de
máquinas elétricas estáticas e rotativas;
•
os conteúdos de eletro-hidráulica e de eletropneumática como
pertencentes a Máquinas Elétricas e Acionamentos e
desenvolvidos durante o 3 º semestre nos laboratórios
específicos, em esquema de rodízio de alunos, estando
reservadas 18 horas-aula para eletro-hidráulica e 18 horasaula para eletropneumática no semestre;
•
a estruturação do horário – dentro da carga horária
preestabelecida e o limite de 16 alunos – das escolas que
possuem um único laboratório de hidráulica e pneumática em
um mesmo ambiente, bem como aquelas que têm apenas um
docente atuando nos dois laboratórios. Nesse caso, enquanto
16 alunos ocupam o laboratório de hidráulica e pneumática,
os demais realizam ensaios de Eletromecânica ou iniciação à
Informática; e
•
o desenvolvimento das atividades de laboratório em locais
apropriados, providos de todos os equipamentos de
segurança pertinentes, inclusive os dispositivos de segurança
eletroeletrônicos. Cabe ao docente a inspeção mensal desses
elementos e sua manutenção, quando possível, devendo
sempre comunicar o fato ao seu superior imediato. As
atividades de laboratório deverão ser interrompidas quando os
equipamentos de segurança não estiverem em perfeito estado
de funcionamento. Devemos lembrar que as atividades de
laboratório previstas neste documento são didática e
pedagogicamente estruturadas para a ação dos aprendizes,
devendo ser autorizadas, simuladas, controladas e avaliadas
pelos docentes, conforme o Perfil Profissional da ocupação.
A seguir, são descritos os procedimentos didáticos para
abordagem dos conteúdos estabelecidos para a Prática
Profissional.
Os ensaios Enrolar, montar e ensaiar um transformador
monofásico permitirão aos alunos trabalhar com materiais
utilizados na construção de máquinas elétricas estáticas e
rotativas e aplicar os conhecimentos obtidos em Tecnologia. Esse
transformador deve ser constituído de apenas dois enrolamentos,
24
Máquinas Elétricas e Acionamentos
com relação de transformação limitada a 2:1 para evitar a
possibilidade de geração de tensões perigosas em um eventual
erro de conexão durante o ensaio, que será realizado
posteriormente. O docente deve demonstrar o uso correto dos
materiais, ferramentas e equipamentos, exigindo que os alunos
realizem as operações observando os procedimentos e normas
de segurança aplicáveis.
O ensaio Verificar o funcionamento de um autotransformador
possibilitará aos alunos estudar as características desse
equipamento e estabelecer comparações com transformadores
comuns, destacando suas vantagens construtivas. O docente
deve procurar evidenciar essas vantagens e, ao mesmo tempo,
alertar os alunos para os riscos envolvidos na operação desse
equipamento.
O ensaio Verificar o funcionamento de um transformador
trifásico destaca a análise das relações de fase e dos modos de
conexão desse equipamento. Inicia com a observação da relação
de transformação nos diversos enrolamentos e prossegue com a
identificação e marcação dos terminais. Finaliza com a interligação
dos enrolamentos nas várias configurações para obtenção das
diversas relações de tensão e corrente. O docente deve explorar
ao máximo este conteúdo, pois o mesmo proporciona uma
excelente oportunidade para efetivar o aprendizado sobre os
valores característicos em um sistema trifásico.
Os ensaios referentes a Motores elétricos assíncronos
monofásicos e trifásicos permitem o contato direto dos alunos
com essas máquinas no que se refere à constituição mecânica e
elétrica das mesmas. O aluno deve desmontar e montar os
motores monofásicos e trifásicos, com a finalidade de observar
seus aspectos internos. Devem ser usados motores específicos
para essas atividades, tomando-se cuidado na retirada e
colocação de rolamentos, testes mecânicos de alinhamento,
fixação, aperto e testes para o funcionamento de máquinas
elétricas. O docente deve prever a utilização de motor trifásico
com o grupo de bobinas de cada fase, identificado com uma cor
25
Máquinas Elétricas e Acionamentos
diferente: motores com o fechamento para dois e quatro pólos e
motor com bobinado para duas velocidades. Deve prever, ainda,
instrumentos para a medição da continuidade e da resistência de
isolamento, bem como fonte e bússola para verificar a formação
dos pólos e eletroímã para teste. O docente deve propor aos
alunos a energização dos diversos tipos de motores para
observação do sentido de rotação e medidas de velocidade,
corrente e tensão.
O ensaio Verificar o funcionamento de um motor assíncrono
trifásico com carga (frenagem) prevê a utilização de freio
eletromagnético para a aplicação de carga no motor. O docente
deve levar os alunos a realizar o ensaio em vazio e com carga,
efetuando medidas para a determinação da potência, do
rendimento e do fator de potência do motor para serem
comparadas com os dados fornecidos pelo fabricante.
O ensaio de máquinas CC deve ser realizado no conjunto motor
trifásico acoplado à máquina CC (gerador), na qual devem ser
realizados diversos ensaios, observando-se os limites nominais
da máquina. O ensaio deve contemplar características de
excitação, carga, rendimento, curva de saturação e tipos de
conexões possíveis (em série, em paralelo e mistas), alertando
para a possibilidade de disparo das máquinas CC.
26
Máquinas Elétricas e Acionamentos
Planejamento de ensino
O objetivo geral constante deste documento deve ser
considerado norteador de toda e qualquer ação docente. Já os
objetivos relacionados com conhecimento, compreensão,
habilidades e hábitos são apenas referenciais para o
planejamento de ensino, não abrangendo todas as categorias de
domínios dos campos cognitivo, psicomotor e afetivo.
Portanto, os objetivos apresentados não podem, em hipótese
alguma, ser transcritos para o Plano de Ensino, ficando reservada
ao docente a tarefa de especificá-los de acordo com o
desempenho final desejado para o aluno em cada unidade,
submódulo ou módulo de ensino.
É importante que os objetivos selecionados pelo docente sejam
adequados às exigências da prática profissional. Além dos níveis
de conhecimento e compreensão, o docente deve, para uma
aprendizagem efetiva, garantir que os alunos consigam
gradativamente desenvolver capacidades mais complexas do
campo cognitivo: aplicação, análise, síntese e avaliação.
Os docentes, entretanto, devem sempre considerar que toda a
aprendizagem cognitiva está diretamente relacionada com o
envolvimento afetivo do aluno no processo. Assim, além dos
hábitos, devem ser desenvolvidos atitudes, no seu mais amplo
sentido, interesses e valores.
A mesma afirmativa pode-se fazer com relação à determinação e
desenvolvimento de objetivos psicomotores específicos, ou seja,
não existem aprendizagens isoladas, mas integradas, com
interdependência entre os domínios cognitivo, psicomotor e
afetivo.
27
Máquinas Elétricas e Acionamentos
Os conteúdos programáticos registrados neste documento foram
selecionados em função do Objetivo Geral, atendendo às
necessidades da área profissional. Cabe ao docente proceder a
adequações e acréscimos, de acordo com os objetivos
específicos que elaborar, sempre considerando o perfil
estabelecido.
É importante observar que os títulos, subtítulos e as
especificações dos conteúdos não seguem necessariamente uma
ordem didática, devendo ser, entretanto, ministrados em sua
totalidade.
No planejamento de ensino, logo após as etapas de reflexão, é
fundamental que o docente leve em conta tanto o perfil
profissional, quanto este documento no seu todo, atentando ao
Objetivo Geral do componente curricular e às Diretrizes
Metodológicas citadas anteriormente, a fim de poder registrar,
com propriedade e segurança, suas decisões no Plano de
Ensino.
28
Máquinas Elétricas e Acionamentos
Sugestão de distribuição dos conteúdos programáticos
É apresentada, a seguir, uma distribuição de conteúdos na
seqüência resultante da prática pedagógica. Não se trata,
evidentemente, de uma seqüência a ser rigidamente obedecida,
podendo o docente realizar os ajustes necessários, tendo em
vista os objetivos propostos e as diretrizes metodológicas que
norteiam o desenvolvimento do componente.
Quadro: Sugestão de distribuição dos conteúdos programáticos
Conteúdos
Horas-aula 1
Ensaio
Tecnologia
Transformadores
6
Técnicas de ensaios de transformadores monofásicos
4
Técnicas de ensaios de transformadores trifásicos
7
Alternadores e motores de indução
13
Geradores e motores de corrente contínua
7
Equipamentos e instrumentos de medida para ensaio de
máquinas elétricas
9
Bobinadeiras, fios magnéticos, materiais isolantes, ferramentas
típicas
3
Processo de impregnação, tipos de bobinagem e diagrama de
conexão
3
Diagrama frontal de motor trifásico, bobinagem meio imbricado,
pólos ativos, com dados básicos de Yf, Yp, Yb, número de pólos
e número de bobinas
3
Diagrama planificado de motor monofásico, bobinagem
imbricado, com dados básicos de Yf, Yp, Yb, número de pólos,
número de bobinas,...
3
Conversão de diagrama frontal para planificado de rotor bobinado
e seus dados básicos
3
Diagrama planificado de induzido de máquinas CC/CA e seus
dados básicos
3
Ar comprimido
30min
Fontes geradoras de energia pneumática
30min
Redes de distribuição de ar comprimido
30min
1
Para efeito de planejamento, o docente deve agrupar convenientemente os conteúdos, alocando o tempo necessário
para o desenvolvimento de conteúdos e avaliações.
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Máquinas Elétricas e Acionamentos
Preparação do ar comprimido
30min
Elementos pneumáticos de trabalho
1
Esquemas e símbolos pneumáticos
1
Simbologia dos componentes pneumáticos
30min
Válvulas distribuidoras
30min
Válvulas de bloqueio
30min
Válvulas reguladoras de fluxo
30min
Conversores de sinais
1
Princípios físicos de Automação Hidráulica
1
Bombas hidráulicas
1
Atuadores hidráulicos
1
Diagramas e símbolos normalizados
1
Válvulas direcionais
1
Válvulas controladoras de pressão
1
Válvulas reguladoras de fluxo
1
Fluidos hidráulicos
1
Acessórios
1
Ensaiar um transformador monofásico
3
Verificar o funcionamento de um autotransformador variador de
tensão
2
Verificar a polarização e conexão de um transformador trifásico
6
Ligar um motor trifásico assíncrono, com reversão manual e
proteção, conforme dados de placa
3
Ligar um motor trifásico assíncrono, de rotor bobinado, com
reversão manual, controlando corrente de partida e velocidade
3
Ligar um motor monofásico assíncrono, de fase auxiliar (110 e
220V), com reversão manual e proteção, de acordo com os
dados nominais de placa
3
Ligar motor trifásico assíncrono de duas velocidades (Dahlander),
com chave manual, medindo Il, If e RPM em baixa e alta
velocidade
3
Ligar motor trifásico assíncrono, de dois enrolamentos, com
chave eletromagnética, medindo Il, If e RPM nas duas
velocidades
3
Identificar tecnicamente os terminais de um motor trifásico
assíncrono
2
Montar e desmontar máquinas elétricas, fazendo as verificações
mecânicas e elétricas
3
Reparar ferramenta elétrica portátil do motor universal
3
Ensaiar motor trifásico assíncrono usando frenagem
6
Ensaiar máquinas CC, levantando curvas características de
ligação em série, paralela e compound para verificação dos
parâmetros elétricos
3
Preparar e bobinar transformador monofásico e realizar os testes
de rotina de máquina elétrica
9
Fazer as conexões internas de polarização ativa de motor
trifásico com 6 pontas, usando diagrama frontal
3
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Máquinas Elétricas e Acionamentos
Fazer conexões internas de polarização ativa e conseqüente de
motor trifásico com 6 pontas, usando diagrama planificado
3
Fazer conexões internas de polarização ativa de motor trifásico
com 12 pontas, usando diagrama simplificado
3
Testar curto-circuito e massa de induzidos de máquinas CC e CA
3
Montar e reparar circuitos eletropneumáticos
8
Montar e reparar circuitos eletro-hidráulicos
8
Total
160
31
Máquinas Elétricas e Acionamentos
Sugestão de obras para consulta
ALBUQUERQUE, R. O. Circuitos em Corrente Alternada. São
Paulo, Érica, 1997.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE HIDRÁULICA E PNEUMÁTICA.
Coletânea de Artigos Técnicos: Hidráulica e Pneumática
(Vol. 1). São Paulo, Câmara Brasileira do Livro, 1995.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE HIDRÁULICA E PNEUMÁTICA.
Coletânea de Artigos Técnicos: Hidráulica e Pneumática
(Vol. 2). São Paulo, Câmara Brasileira do Livro, 1995.
CAVICHIOLI, C. A. Produção Mecânica–Manutenção (1ª ed.).
São Paulo, SENAI-SP, 1996
DA SILVA MOREIRA, I. Compressores – Instalação,
Funcionamento e Manutenção. São Paulo, SENAI-SP,
1991.
FESTO DIDACTIC. Introdução à Hidráulica (Cód. 092105). São
Paulo, s/d.
_______________. Introdução à Pneumática. São Paulo, 1978.
FITZGERALD, A.E.; KINGSLEY JR., C.& KUSKO, A. Máquinas
Elétricas. Tradução: Josafá A. Neves. São Paulo, McGrawHill, 1975.
GOZZI, G. G. M. Circuitos Magnéticos. São Paulo, Érica, 1996.
MANNESMANN REXROTH. Hidráulica – Princípios Básicos e
Componentes da Tecnologia dos Fluidos – Treinamento
Hidráulico (Vol. 1). São Paulo, Centro de Treinamento
Rexroth, s/d.
RACINE HIDRÁULICA. Manual de Hidráulica Básica. Porto
Alegre, Rexnord, 1981.
SCHRADER BELLOWS – PARKER TRAINING. Comandos
Eletropneumáticos. S/l, Centro Didático de Automação, s/d.
SIEMENS. Seleção e Aplicação de Motores Elétricos (Série
Brasileira de Tecnologia). S/l, s/d.
SPERRY VICKERS. Manual de Hidráulica Industrial 935100BR. São Paulo, Gráfica Editora Hamburg, 1980.
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Máquinas Elétricas e Acionamentos
Controle de Alterações
De:
Para:
Revisão Geral
Local
Motivo / Documento
Adequação ao Plano de
Curso
Data
10/07/2003
Responsável
Anderson /
Sandro
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