Construção de uma bancada didática de processo de levitação magnética – Maglev
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...
| Autor principal: | MILHOMEM, Rômulo Lira |
|---|---|
| Grau: | Trabalho de Conclusão de Curso - Graduação |
| Publicado em: |
2018
|
| Assuntos: | |
| Acesso em linha: |
http://bdm.ufpa.br/jspui/handle/prefix/458 |
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oai:https:--bdm.ufpa.br:8443:prefix-4582019-03-14T18:27:10Z Construção de uma bancada didática de processo de levitação magnética – Maglev MILHOMEM, Rômulo Lira BAYMA, Rafael Suzuki http://lattes.cnpq.br/6240525080111166 Magnetismo - Experimentos Levitação magnética Bancadas didáticas CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA 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. x 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. 2018-05-07T17:52:04Z 2018-05-07T17:52:04Z 2010-06-09 Trabalho de Conclusão de Curso - Graduação Construção de uma bancada didática de processo de levitação magnética – Maglev. Orientador: Rafael Suzuki Bayma. 2010. x, 98 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Elétrica) – Campus Universitário de Tucuruí, Universidade Federal do Pará, Tucuruí, 2010. Disponível em: http://bdm.ufpa.br/jspui/handle/prefix/458. Acesso em:. http://bdm.ufpa.br/jspui/handle/prefix/458 Acesso Aberto 1 CD-ROM |
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Biblioteca Digital de Monografias - UFPA |
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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.
x
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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