A construção de experimentos é considerada uma eficiente atividade didática em cursos de
engenharia, uma vez que integra esforços intelectuais e técnicos dos alunos em direção a uma
meta concreta e bem definida. Esta prática tem sido desenvolvida na Universidade Federal do
Pará - UFPA, inclusive em unidades avançadas do interior, como o Campus de Tucuruí.
Seguindo esta metodologia, em 2007 o Grupo de Controle e Automação, formado por
alunos de graduação em Engenharia Elétrica, obteve resultados significativos ao construir um
protótipo de um processo de levitação magnética. O desenvolvimento deste protótipo propiciou
à equipe experiência suficiente para aspirar metas mais ousadas. A partir deste momento,
iniciaram-se os estudos que levaram a consolidação de outro processo de levitação magnética,
mais flexível e prático que o primeiro protótipo construído. Este trabalho apresenta o desenvolvimento
desta nova planta, com o objetivo de disponibilizar um equipamento com recursos de
hardware necessários ao estudo do sistema.
O sistema proposto nesta monografia é composto pelas seguintes partes: um eletroímã, responsável
por atrair um corpo magnetizável através de forças de origem magnética que se opõem
à força peso que age sobre o corpo; um sensor, que capta a posição do corpo através de um sistema
óptico, realimentando a malha do sistema; um somador, que recebe o sinal de posição e de
uma referência, informando o sinal de erro ao controlador, permitindo que este atue sobre o nível
de corrente aplicado ao eletroímã, assim, controlando a força magnética empregada ao corpo.
A construção deste processo permitiu reforçar princípios fundamentais de diversas áreas
abordadas durante a graduação. Outros pontos também podem ser ressaltados, como: o desenvolvimento
do hábito de pesquisa, em especial por elementos além da grade curricular; o reforço
de aspectos técnicos, como instrumentação e desenvolvimento de circuitos impressos; o planejamento,
em especial no momento em que foi necessário trabalhar a versatilidade do protótipo.
Desta forma, pode-se considerar este sistema uma planta com características pedagógicas relevantes,
no que diz respeito ao seu desenvolvimento e ao uso em aulas expositivas de Engenharia
Elétrica.
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O desenvolvimento deste experimento não foi uma tarefa fácil, durando cerca de dois anos.
Mesmo a equipe tendo certa perícia no desenvolvimento de sistemas deste tipo, o projeto foi
desafiador, pois cada componente do equipamento despendia certo grau de atenção e tempo.
Para se ter uma idéia preliminar, a fabricação do eletroímã durou cerca de dois meses, entre a
construção dos núcleos e o enrolamento das bobinas, sem contar o tempo que foi gasto no ajuste
do controlador analógico, cerca de dois meses e meio. Além do mais, o projeto só obteve êxito
devido ao empenho e dedicação da equipe.
As dificuldades encontradas ao longo do trabalho foram contornadas com criatividade e um
bom planejamento. Por exemplo, a estrutura do equipamento foi desenvolvida pelos próprios
alunos, o que de certa forma, diminuiu os custos do projeto. Outros pontos também podem ser
citados sob este aspecto: as proteções do sensor, o planejamento do layout do painel, a forma que
o eletroímã foi encaixado à estrutura, o uso de diferentes compensadores na malha do sistema,
além de um modo de selecionar a estratégia de controle desejada.
Ao longo desta monografia serão apresentados os métodos e as diretrizes de construção
utilizados na fabricação deste equipamento, denominado Bancada Didática MAGLEV, desenvolvido
no Laboratório de Sistemas de Controle da UFPA, Campus de Tucuruí.
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