Defesas

Última modificação: Segunda-feira, 8 de março de 2021

FERNANDA CRISTINA MARTINS CORTEZZI

Título: “O Veículo Elétrico e Seu Impacto Na Curva De Carga De Consumidores: Estudo de Caso Do FIAT 500E”

BANCA EXAMINADORA:

Profª. Dra. Patricia Romeiro da Silva Jota – CEFET-MG (Orientadora)
Prof. Dr. Eduardo Gonzaga da Silveira – CEFET-MG
Prof. Dr. Frederico Romagnoli Silveira Lima – CEFET-MG
Prof. Dr. Lauro de Vilhena Brandão Machado Neto – PUCMG

Local: Auditório do Prédio 19 do CEFET/MG – Campus II

Data:  17 de Março de 2017 – Sexta-feira – 14:00 horas

Resumo:
Desde a invenção da roda, a busca do semovente, um veículo capaz de se mover sozinho, sempre foi um sonho perseguido pelo homem. No século XIX já existiam três tecnologias de propulsão utilizada nos automóveis: vapor, combustão e elétrico. O motor a combustão se tornou a tecnologia predominante a partir da descoberta de grandes jazidas de petróleo no estado americano do Texas. O conceito de desenvolvimento sustentável incentivou o retorno dos veículos elétrico sao cenário automotivo mundial,como alternativa para reduzir os níveis de emissão de dióxido de carbono, que aumenta o efeito estufa e contribui para o aquecimento global. A bateria ainda representa a grande limitação do veículo elétrico. Atualmente a bateria de Li-íon é a mais avançada e a associação com ultracapacitores tem contribuído com o aumento da vida útil da bateria e do desempenho do automóvel. Outra funcionalidade presente no veículo elétrico é a frenagem regenerativa, que tem contribuído com o aumento da autonomia do veículo ao transformar a energia cinética das rodas em energia elétrica, que é drenada para o banco de baterias. O veículo elétrico é denominado plug-indevido à necessidade de ser conectado à rede elétrica para a realização da recarga da bateria. Devido às preocupações sobre o impacto provocado pelo veículo elétrico no sistema elétrico de potência, foi analisado o comportamento de recarga do veículo elétrico Fiat 500e embasado em normas que se referem à qualidade de energia. Na sequência, os dados medidos durante a recarga foram inseridos na curva de carga de consumidores em diferentes cenários de recarga. Os resultados encontrados contribuem para o entendimento da recarga do veículo elétrico. A recarga em diferentes horários do dia afeta de forma diferente as curvas de cargados consumidores e consequentemente, de diferente maneiras o sistema elétrico de potência.

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DANIEL SILVA BRAGA

Título: “Estudo e Modelagem de Cargas Não Lineares em Condições Não Senoidais”

BANCA EXAMINADORA:

Profª. Dra. Patricia Romeiro da Silva Jota – CEFET-MG (Orientadora)
Prof. Dr. Marcelo Martins Stopa – CEFET-MG
Prof. Dr. José Hissa Ferreira – CEFET-MG
Prof. Dr. Sidelmo Magalhães Silva – UFMG

Local: Auditório do Prédio CPEI do CEFET/MG – Campus II

Data:  30 de Março de 2017 – Quinta-feira –14:00 horas

Resumo:

Não é correto tentar prever a distorção harmônica total da corrente em um alimentador baseando-se nas distorções harmônicas totais das cargas. Isso porque cada ordem harmônica se soma produzindo atenuações e amplificações. Além disso, as interações entre cargas não lineares dificultam o entendimento do comportamento das distorções na tensão e na corrente. De fato, com a proliferação dos dispositivos baseados em conversores estáticos nas redes elétricas, cresce a demanda por esclarecimentos acerca do comportamento das cargas não lineares operando em condições não senoidais. Os dispositivos baseados em semicondutores de potência produzem harmônicos e são sensíveis às emissões que eles mesmos produzem. Mesmo assim, a própria eletrônica de potência é utilizada para compensação harmônica. É necessário estimular o estudo da análise harmônica no domínio da frequência e o estudo da potência em condições não senoidais. Pesquisas nessa direção favorecem o desenvolvimento de redes elétricas mais inteligentes e capazes de suportar as demandas do futuro. Um dos requisitos principais de um projeto de rede inteligente é o controle da demanda. Para controlar a demanda, é interessante prever o comportamento da rede diante da redução da tensão de alimentação. Nesta dissertação, mostra-se que a forma de onda da corrente que circula por uma carga não linear se altera em função da magnitude da tensão. Além disso, investiga-se experimentalmente o comportamento das quantidades de potência em condições não senoidais. Mostra-se que é necessário fazer a distinção entre potência reativa e potência não ativa porque o comportamento dessas grandezas pode ser bastante diferente. Propõe-se, inicialmente, um modelo simplificado no domínio da frequência capaz de prever os espectros de magnitude e fase da corrente de uma carga não linear com base na magnitude da tensão. Parâmetros do modelo são estimados usando-se dados experimentais. O modelo é aplicado para previsão da distorção harmônica total da corrente em função da tensão. Em seguida, a comparação entre dois modelos harmônicos no domínio da frequência é clarificada utilizando-se deduções analíticas. Partindo dessas análises, desenvolve-se um procedimento para estimação dos parâmetros de um modelo harmônico analítico no domínio da frequência. O procedimento proposto é numericamente robusto e o modelo estimado é capaz de descrever a relação entre os espectros das magnitudes e fases da corrente e da tensão em uma carga não linear operando em condições não senoidais. Por fim, avaliam-se os ajustes matemáticos. Os resultados sugerem uma notável aplicabilidade do modelo para previsão do comportamento harmônico de uma carga não linear.

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GRAZIELLE JACINTA SANTOS

Título: “Análise da Segmentação da Rede Elétrica Através de Elos HVDC Para Redução de Desligamentos Em Cascata e Apagões” .

BANCA EXAMINADORA:

Profª. Dra. Patricia Romeiro da Silva Jota – CEFET-MG (Orientadora)
Prof. Dr. Eduardo Gonzaga da Silveira – CEFET-MG
Prof. Dr. Ivan José da Silva Lopes – UFMG

Local: Auditório do Prédio 19 do CEFET/MG – Campus II

Data:  31 de Março de 2017 – Sexta-feira -14:00 horas

Resumo:

As modernas redes de transmissão de energia são extensos e complexos sistemas que têm experimentado grandes apagões nas últimas duas décadas. Esses raros mas significantes eventos aumentam as preocupações sobre a estabilidade e segurança da operação do sistema elétrico. A segmentação de grandes redes CA através de elos CC introduz um novo conceito que utiliza as vantagens da transmissão em corrente contínua para melhorar a confiabilidade da rede e aumentar a capacidade de transferência de energia. A literatura técnica defende que a segmentação da rede CA e a introdução de elos CC nesses pontos de conexão da rede seccionada traz benefícios à operação do sistema, uma vez que contingências geradas em um lado do ponto de conexão CC não seriam refletidos no outro lado do ponto, diminuindo assim a probabilidade de desligamentos em cascata e apagões devido à restrição de carga em linhas de transmissão e transformadores. Apesar da literatura técnica defender as vantagens da inserção dos elos CC para segmentação da rede, este tema ainda está em constante debate pela comunidade técnica e cientifica, uma vez que a quantidade de elos CC existentes em funcionamento é significativamente pequena gerando dúvidas a respeito da sua real eficácia para controle de fluxo de potência em casos de contingência. Em meio a este cenário, esta dissertação apresentará um estudo sobre os principais tópicos referentes à utilização dessa nova filosofia de segmentação da rede, trazendo um ponto de vista prático para a utilização desse conceito no planejamento do sistema elétrico de potência. O efeito da segmentação CC perante uma contingência que iniciaria grandes interrupções em um modelo de sistema elétrico adaptado do modelo internacional IEEE-14 barras é estudado e simulações foram realizadas com os sistemas teste HVAC e HVAC segmentado por elo HVDC. Os resultados foram comparados, principalmente em relação à tensão das barras, geração de potência reativa, perdas do sistema e fluxo de potência nas linhas, e demonstraram que esse novo conceito aumenta a confiabilidade da rede.

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GUILHERME LOPES DE FIGUEIREDO BRANDÃO

Título: “Sistema para Reaproveitamento de Energia Eletromagnética Utilizando Rectennas”.

BANCA EXAMINADORA:

Profª. Dra. Ursula do Carmo Resende – CEFET-MG (Orientadora)
Prof. Dr. Sandro Trindade Mordente Gonçalvez – CEFET-MG (Orientador)
Prof. Dr. Glaucio Lopes Ramos – UFSJ
Prof. Dr. Elson Jose da Silva – UFMG
Prof. Dr. Ricardo Luiz da Silva Adriano – UFMG

Local: Auditório do Prédio 19 do CEFET/MG – Campus II

Data:  06 de Junho de 2017 – terça-feira -14:00 horas

Resumo:

A utilização de *rectennas* para reaproveitamento de energia eletromagnética sem fio é uma aplicação recente desses sistemas, que deve levar em consideração as características do sinal recebido, tais como alta frequência e baixos níveis de potência. Além disso, as características não-lineares do circuito retificador dificultam o casamento de impedância entre antena e circuito retificador, sendo necessário um estudo específico para cada aplicação. Assim sendo, este trabalho, de cunho investigativo, apresenta uma revisão bibliográfica acerca dos tipos de *rectennas* utilizados atualmente, de modo a identificar as geometrias de antenas e topologias de circuitos retificadores que apresentem bom desempenho e facilidade de construção. A partir da revisão bibliográfica, diferentes geometrias de antenas são projetadas e otimizadas, utilizando o software CST® (*Computer Simulation Technology*), visando alcançar impedância de entrada igual a 50 Ω na frequência de 2,45 GHz. Tais antenas são construídas e comparadas em testes de transmissão-recepção. Utilizando o software ADS® (*Advanced Design System*), diferentes configurações de circuitos retificadores dobradores de tensão são projetados e otimizados. Os protótipos construídos são testados, a fim de verificar o comportamento do circuito com a variação da potência de entrada, da frequência do sinal e da carga. Por fim, as configurações que apresentaram melhor desempenho individualmente são testadas em um sistema *rectenna* completo, individual e associado em série/paralelo, de forma a demonstrar a funcionalidade e eficiência da tecnologia.

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WAGNER CARDOSO SOARES

Título: “Estudo de Diferentes Tipos de Excitação de Antenas de Microfita Utilizando o Método das Diferenças Finitas no Domínio do Tempo” .

BANCA EXAMINADORA:

Prof. Dr. Sandro Trindade Mordente Gonçalves – CEFET-MG (Orientador) Prof. Dr. Márcio Matias Afonso – CEFET-MG
Prof. Dr. Dalmy Freitas de Carvalho Júnior – UIT

Local: Auditório do Prédio 19 do CEFET/MG – Campus II

Data:  14 de Junho de 2017 – terça-feira -10:00 horas

Resumo:

Antenas de microfita, no geral, são usadas em aplicações automotivas, aeronáuticas, aeroespaciais, em que se é exigido tamanho, peso e custo reduzidos, alto desempenho, facilidade de instalação e perfil aerodinâmico. Para o projeto destas antenas, programas computacionais são necessários para se verificar o funcionamento das mesmas em determinadas bandas de frequências. Estes programas permitem a simulação de diferentes geometrias da antena, com variações de material sem a necessidade de construção de protótipos, o que possibilita redução de tempo e custo de projeto. Há diversos métodos numéricos para simulação de antenas de microfita, destacando-se MoM, FEM e FDTD. Neste trabalho foi escolhido o FDTD dentre estes, uma vez que a antena projetada possui geometria complexa e substrato de fibra de vidro FR-4 com , o qual é um material com perdas e este método obtém bom desempenho para a simulação de antenas com esta configuração. Para validar o código FDTD, primeiramente foi simulada uma antena de geometria mais simples. Uma vez que o código foi validado, o mesmo foi submetido a testes para verificação das influências de configurações gerais do programa no resultado da antena, como passo de tempo, geometria da antena, definição de pontos de excitação e medição e passo de tempo para liberação do pulso de excitação. Como a antena escolhida no projeto possui geometria complexa e material dielétrico com perdas foi necessária a investigação dafonte de excitaçãomais apropriada para o problema, dentre estas:fonte resistiva de tensão, parede magnética e subtração da onda incidente da onda total. Para comparação dos resultados simulados, foi feita a simulação da mesma geometria de antena em software comercial. Os resultados das simulações de cada uma das fontes de excitação investigadas demonstram que todas geraram boa correspondência quando comparadas com a curva gerada pelo software comercial, sendo destacado o resultado da parede magnética. A antena desenvolvida foi construída após a validação da simulação. Foi usada uma placa de fibra de vidro de dupla face com substrato em FR-4para construção da antena com as dimensões conforme feitas na simulação. Para evitar ruídos na medição da perda de retorno, a antena foi inserida em uma câmara anecoica. Houve uma boa correspondência entre as simulações feitas no software FDTD desenvolvido no trabalho, a simulação no software comercial e a medição da antena construída.

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SARA JORGE E SILVA

Título: “Síntese de Controladores PI com Desacoplador para Controle de Sistemas Multivariáveis não Quadrados”.

BANCA EXAMINADORA:

Prof. Dr. Eduardo Nunes Gonçalves – CEFET-MG (Orientador)
Prof. Dr. Erivelton Geraldo Nepomuceno – UFSJ
Prof. Dr. Victor Costa da Silva Campos – UFOP

Local: Auditório do Prédio 19 do CEFET/MG – Campus II

Data:  03 de Julho de 2017 – segunda-feira – 09:00 horas

Resumo:

É comum que processos industriais sejam multivariáveis e, por isso, é justificada a necessidade de se projetar e implementar sistemas de controle para esses processos. É bem conhecido que nem todos os processos multivariáveis apresentam o mesmo número de entradas e saídas. Sistemas em que o número de variáveis de entrada é diferente do número de variáveis de saída são conhecidos como sistemas não quadrados. Para os processos multivariáveis com interações elevadas entre a malhas de controle ou que exigem um controle mais rigoroso, sistemas de controle com desacopladores são muitas vezes empregados. Inicialmente, busca-se eliminar os efeitos indesejáveis das interações entre malhas através dos desacopladores, para depois se projetar os controladores individuais. Neste trabalho, será investigado o uso de um algoritmo de otimização não linear para a síntese de sistemas de controle PI com desacoplador, considerando múltiplos objetivos de controle, para ser aplicado à sistemas multivariáveis não quadrados com múltiplos atrasos de tempo. A principal estratégia da metodologia de projeto considerada é considerar como uma das funções objetivo do problema de otimização a aproximação de um modelo de referência em malha fechada que garante as especificações das respostas transitórias das múltiplas malhas de controle como também o desacoplamento entre as mesmas. Adicionalmente podem ser incluídas, de acordo com o problema sendo tratado, outras funções objetivo relativas ao esforço de controle, rejeição de perturbações e/ou atenuação de ruídos de medição. É adotado neste trabalho o algoritmo Evolução Diferencial para a solução do problema de otimização não linearmulti-objetivo. Será demonstrado, através de exemplos, que a metodologia proposta de síntese de controladores PI com desacoplador para sistemas multivariáveis não quadrados pode apresentar melhores resultados que outros métodos já publicados para lidar com mesmo tipo de problema.

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PEDRO HENRIQUE DA CRUZ SANTOS

Título: “Recapacitação Não Convencional de Linhas Aéreas de Transmissão”

BANCA EXAMINADORA:

Prof. Dr. Márcio Matias Afonso – CEFET-MG (Orientador)
Prof. Dr. João Antônio de Vasconcelos – UFMG
Prof. Dr. Leônidas Chaves de Resende – UFSJ

Local: Auditório do Prédio 19 do CEFET/MG – Campus II

Data:  06 de Julho de 2017 – quinta-feira – 10:00 horas

Resumo:

O aumento da demanda de energia elétrica, realidade experimentada por muitos países, e os diversos desafios relacionados ao aspectos econômicos, ambientais e sociais requisitam a inovação tecnológica aplicada aos sistemas de transmissão de energia elétrica. O desenvolvimento de novas tecnologias visa explorar características menos conservadoras na concepção de novas linhas e na adequação de linhas existentes. Dentro deste contexto, muitos estudos foram realizados a fim de desenvolver técnicas de recapacitação de linhas de transmissão. Estas técnicas, além de melhorar o desempenho operacional da linha e aumentar a sua capacidade de transmissão, buscam atender os diversos aspectos sociais, econômicos e ambientais. O presente trabalho apresenta um estudo mais específico direcionado às técnicas de recapacitação não convencionais conhecidas como Feixe Expandido e Compactação de Linhas, cujo principal objetivo é maximizar a potência característica das linhas por meio da adequação dos seus parâmetros elétricos. Essa adequação é alcançada pela otimização da configuração geométrica dos condutores da linha. Dessa forma, esse trabalho propõe uma metodologia e desenvolve uma ferramenta computacional para a otimização de linhas de transmissão aéreas, considerando novas concepções construtivas para os feixes de condutores. Diversos aspectos podem ser incorporados nos processos de otimização, desde que sejam quantificados sob a forma de custos ou sejam traduzidos por restrições. Assim, a ferramenta aqui desenvolvida busca maximizar a potência característica e minimizar os campos elétrico e magnético ao nível do solo, sem violar as restrições geométricas e as restrições impostas pelo Efeito Corona. Além disso, utiliza-se como estratégia de otimização o conceito de otimilidade de Pareto e os métodos populacionais. Finalmente, o programa aqui desenvolvido, além de calcular e otimizar a potência característica e os campos ao nível do solo, permite computar o campo elétrico na superfície dos condutores, o campo elétrico máximo admissível e a perda de potência por Efeito Corona.

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TARCÍSIO CARLOS FONSECA

Título: “Aperfeiçoamento do Modelo de Fios Finos Curvos na Malha FDTD Através da Correção das Cargas nas Bordas da Geometria em Escada”.

BANCA EXAMINADORA:

Prof. Dr. Sandro Trindade Mordente Gonçalves – CEFET-MG (Orientador) Prof.ª. Drª. Úrsula do Carmo Resende – CEFET-MG
Prof. Dr. Fernando José da Silva Moreira – UFMG

Local: Auditório do Prédio Principal do CEFET/MG – Campus II

Data:  07 de Julho de 2017 – sexta-feira – 10:00 horas

Resumo:

Com a evolução tecnol ́ogica, dispositivos eletromagn ́eticos ou algumas de suaspartes tais comogapde antenas, cabo coaxial, sondas para alimentar antenas im-pressas, antenas com ressonadores diel ́etricos, dentre outros, est ̃ao cada vez menores. Modelar computacionalmente estruturas muito pequenas ́e um desafio devido aos recursos computacionais limitados. Um método numérico que possibilita a modelagem de estruturas com grande complexidade do ponto de vista eletromagnético ou geométrico ́e o FDTD (Finite Difference in Time Domain). Este possui caracter ́interestratificantes tais como a facilidade de obter respostas impulsivas permitindo a análise em uma grande faixa de frequências em apenas uma simula ̧c ̃ao em que o espaço ̧computacional ́e descrito por meio de uma malha formada por c ́elulas que discretizam a geometria em estudo. Entretanto, em regi ̃ões com dimensão ̃ões reduzidas, amalha requerida pode impossibilitar a modelagem devido `a quantidade excessiva de mem ́oriá e tempo de simula ̧c ̃ao. Os modelos subcelulares podem ser utilizados para tratar estruturas pequenas no FDTD. Por ́em, estes n ̃ao apresentam uma resposta satisfatória quando se modela fios curvos, visto que s ̃ao descritos na malha retangular por meio de uma escada que se alinha a esta malha. Portanto, modelos piritas-celulares ̃ao preveem cargas que se acumulam nas quinas geradas pela transforma ̧c ̃ao do fio curvo em escada equivalente, causando erros na determina ̧c ̃ao dos parâmetros e figuras de méritos dos fenômenos eletromagnéticos associados `as estruturas. Este trabalho apresenta um modelo que adiciona o acumulo de carga nas bordas dos fios inclinados na malha do FDTD. Este modelo apresenta outras contribui ̧c ̃ões como as proje ̧c ̃ões dos campos eletromagn ́eticos na c ́elula do referido m ́etodo. O campo mag-n ́etico que envolve o fio filamentar varia com o inverso do raio efetivo especificado eessa varia ̧c ̃ao faz com que o campo se localize na posi ̧c ̃ao incorreta na c ́elula. Assim,esses s ̃ao projetados nas bordas da c ́elula para uma melhor representa ̧c ̃ao do modelodo fio fino. Outra contribui ̧c ̃ao adicional ́e a modelagem da carga que acumula no fimdo fio na qual n ̃ao ́e prevista nos modelos sub-celulares. Para excita ̧c ̃ao das antenasde fio, realizada nogapda mesma, foi utilizada uma fonte RVS(Resistive Volta-gem Source) que tem por caracter ́ıstica absorver os campos eletromagn ́eticos queretornam para ogap. Essa particularidade n ̃ao ́e encontrada em outras fontes quev tem como caracteristica uma distor ̧c ̃ao no c ́alculo da impedˆancia. A ́ultima etapado trabalho foi a an ́alise de algumas antenas de fios curvos na malha do FDTD como modelo proposto e com o modelo sub-celular convencional em compara ̧c ̃ao com oMoM. Assim, foi poss ́ıvel validar do modelo proposto.

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MICHELLE BARBOSA GUIMARÃES

Título: “Análises de Precisão, Estabilidade e Dispersão Numérica nos Métodos Implícitos de Diferenças Finitas no Domínio do Tempo”.

BANCA EXAMINADORA:

Prof. Dr. Sandro Trindade Mordente Gonçalves – CEFET-MG (Orientador) Prof. Dr. Gláucio Lopes Ramos – UFSJ
Prof. Dr. Cássio Gonçalves do Rego – UFMG

Local: Auditório do Prédio 19 do CEFET/MG – Campus II

Data:  07 de Julho de 2017 – Sexta-feira – 14:00 horas

Resumo:

O método de diferenças finitas no domínio do tempo (FDTD) tem sido amplamente utilizado para análises de propagação de ondas e de dispositivos eletromagnéticos como antenas, guias de ondas e cavidades por ter como característica a simplicidade de implementação, robustez e eficiência em sistemas de banda larga. Contudo, o método FDTD apresenta como desvantagem a limitação da condição de estabilidade de Courant-Friedrich-Levy (CFL) que relaciona um valor máximo a ser utilizando no passo de tempo. Diante dessa limitação, esse trabalho apresenta um estudo dos métodos de diferenças finitas no domínio do tempo implícitos que são incondicionalmente estáveis. É realizado um estudo em relação à precisão, estabilidade e custo computacional dos métodos implícitos FDTD-ADI (Alternating Direction Implicit) e FDTD-LOD (Locally One Dimension). A análise dos métodos incondicionalmente estáveis envolve a solução de um sistema matricial e essa solução pode interferir na estabilidade e precisão dos valores dos campos elétricos. Nesse trabalho é realizado um comparativo de diversos métodos numéricos utilizados para solucionar o sistema matricial dos métodos incondicionalmente estáveis. Esse comparativo é realizado em aplicações envolvendo cavidades eletromagnéticas com condição de contorno PEC (Perfect Electric Conductor). A aplicação da condição de contorno PEC eficiente é estudada e abordada de forma a manter a solução estável e com maior precisão. O trabalho também apresenta o desenvolvimento do método FDTD-ADI na análise dos campos elétricos em uma esfera dielétrica e metálica em que a condição absorvente Mur é utilizada na fronteira do domínio computacional.

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FELLIPE MARCELL DA SILVA BORGES

Título: “Metodologia para a Determinação da Impedância Impulsiva de Arranjos Típicos de Aterramentos Elétricos”.

BANCA EXAMINADORA:

Prof. Dr. Rafael Silva Alípio – CEFET-MG (Orientador)
Prof ª. Dr ª. Úrsula do Carmo Resende – CEFET-MG
Prof. Dr. Silvério Visacro Filho – UFMG
Prof. Dr. Fernando Henrique Silveira – UFMG

Local: Auditório do Prédio 19 do CEFET/MG – Campus II

Data:  04/08/2017 – Sexta-feira – 14:00 horas

Resumo:

Esta dissertação é dedicada à avaliação do comportamento impulsivo de aterramentos elétricos, em particular a determinação da impedância impulsiva de aterramento. Propõem-se uma metodologia inovadora para estimativa da impedância impulsiva de arranjos típicos de aterramento. Os parâmetros de entrada da metodologia são determinados utilizando-se basicamente fórmulas práticas, o que permite a sua ampla aplicação não somente na área acadêmica, mas também industrial. A metodologia é aplicada a arranjos típicos de aterramento, tais como eletrodos horizontais, cabos contrapeso e malhas de aterramento, considerando diferentes dimensões e solos de baixa, moderada e elevada resistividade. Em todos os casos, considera-se a aplicação de ondas representativas de primeiras descargas e descargas subsequentes. Tendo como referência os resultados obtidos utilizando um modelo eletromagnético rigoroso, mostra-se que a metodologia proposta fornece excelentes estimativas da impedância impulsiva de aterramento de arranjos diversos.  

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CARLA DE SOUZA

Título: “Robustez na Estabilidade Entrada – Estado de Sistemas Discretos no Tempo com Atraso nos Estados e Saturação de Atuadores”.

BANCA EXAMINADORA:

Prof. Dr. Valter Júnior de Souza Leite – CEFET-MG (Orientador)
Prof. Dr. Márcio Júnior Lacerda – UFSJ
Prof. Dr. Eugênio de Bona Castelan Neto – UFSC
Prof. Dr. Luís Filipe Pereira Silva – CEFET-MG

Local: Auditório sala 625 do CEFET/MG – Campus Divinópolis

Data:  08 de agosto de 2017 – Terça-feira – 14:00 horas

Resumo:

Neste trabalho, aborda-se o problema de estabilização robusta entrada-estado de sistemas discretos no tempo com atraso nos estados saturação de atuadores e sujeitos a pertubações limitadas em energia (l2). São tratados, neste caso, os sistemas com incertezas e atraso variantes no tempo e, além disso, assume-se que variação máxima do atraso possua taxas limitadas. Em particular, propõe-se condições para a síntese de controladores do tipo realimentação de estados, bem como para a síntese de compensadores de anti-windup estáticos. Para isso, o sistema com atraso e incertezas politópicas é reescrito como um sistema incerto aumentado livre de atraso e chaveado pelo valor do atraso. Além disso, a saturação é dada em termos de uma não-linearidade do tipo zona-morta, com a consequente aplicação da condição generalizada de setor. As condições propostas são do tipo dependente do atraso, porém a lei de controle calculada, que não depende do valor do atraso, assegura a estabilidade local do sistema para condições iniciais e sinais de pertubação inseridos em suas respectivas regiões de validade. A partir das condições determinadas, são formulados diferentes problemas de otimização convexa, que se diferem quanto ao objetivo de controle, sendo possível maximizar o conjunto de condições iniciais admissíveis ou maximizar o limite superior da norma l2 das pertubações admissíveis. Por fim, são apresentados exemplos numéricos para demonstrar a eficiência dos métodos propostos e comparar com outros existentes na literatura.

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ADEMIR PAULINO DOS SANTOS

Título: “Energia Fotovoltaica: Aspectos Técnicos e Econômicos”.

BANCA EXAMINADORA:

Prof. Dr. Eduardo Gonzaga da Silveira – CEFET-MG (Orientador)
Prof.ª. Drª. Rafael Alípio – CEFET-MG
Prof. Dr. Clever Sebastião Pereira Filho – UFMG

Local: Auditório do Prédio 19 do CEFET/MG – Campus II

Data:  17 de Agosto de 2017 – Quinta-feira – 8:30 horas

Resumo:

As fontes  renováveis de energia têm aumentado sua participação na matriz energética global. Nesse contexto, a energia solar fotovoltaica tem se mostrado promissora em função da queda nos preços do sistema como um todo e também em função da abundância do recurso solar. O Brasil, apesar do alto nível de irradiação solar, ainda é pouco desenvolvido nesse tipo de fonte de geração de energia elétrica se comparado com outros países com nível de radiação inferior como a Alemanha, Itália e Espanha. É  verdade que os países que atualmente apresentam grande participação desse tipo de fonte possuem uma matriz elétrica com grande participação de fontes com combustíveis de origem fóssil, o que explica o alto nível de incentivos praticados com vistas a viabilização de fontes renováveis. O Brasil, por sua vez, tem implementado medidas de ordem regulatória e tributária de forma a promover a geração distribuída e com isso, aumentar a participação de fontes de origem eólica e fotovoltaica em sua matriz que já é predominantemente renovável. Este trabalho tem o objetivo de estudar e analisar a viabilidade econômica da implementação de sistemas fotovoltaicos para consumidores da classe residencial conectados às 63 distribuidoras de energia elétrica que compõem o sistema elétrico de distribuição brasileiro. O procedimento metodológico que conduziu esta pesquisa foram os estudos baseados em indicadores de análise de investimento e no cálculo do custo nivelado de energia – LCoE. Como conclusão, esta pesquisa demonstra que a paridade tarifária já é uma realidade para a energia fotovoltaica quando comparada com as tarifas de energia para fornecimento aos consumidores da classe residencial.

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FERNANDO SEBASTIÃO DA SILVA

Título: “Métodos Para Avaliar a Confiabilidade Estrutural de Sistemas de Subtransmissão de Energia Integrado à Distribuição”.

BANCA EXAMINADORA:

Prof. Dr. Eduardo Gonzaga da Silveira – CEFET-MG (Orientador)
Prof. Dr. Luiz Carlos do Nascimento – UFSJ (Coorientador)
Prof. Dr. Luiz Antônio da Fonseca Manso – UFSJ
Engenheiro Dr. Cleber Esteves Sacramento – CEMIG

Local: Auditório do Prédio Principal do CEFET/MG – Campus II

Data:  17 de Agosto de 2017 – Quinta-feira – 13:30 horas

Resumo:

Esta dissertação discorre sobre a aplicação de um método para estimar a confiabilidade estrutural dos sistemas de subtransmissão de energia elétrica. Este método avalia a confiabilidade não somente pelos registros históricos de desempenho do sistema, que são influenciados por variáveis como o clima e quantidade de intervenções programadas, mas principalmente pelas características estruturais típicas do sistema avaliado. Os caminhos mínimos e os conjuntos de corte mínimo do sistema elétrico de potência (SEP) são determinados. Os dados são tratados, sendo avaliadas as durações totais de interrupções, para cortes de 1a a 2a ordem, no período de um ano. São consideradas as taxas de falhas das linhas e transformadores, estratificadas de acordo com o material construtivo das torres e nível de tensão destes equipamentos. Também são usados os tempos médios de manobra e reparo, e a capacidade de carga dos elementos não afetados por um evento de falha. Um sistema de teste IEEE – RBTS Barra 4 e um sistema característico da subtransmissão são avaliados em duas etapas. Inicialmente, a metodologia proposta é validada através da comparação dos resultados dos índices de confiabilidade sistêmicos obtidos da aplicação do método sobre o sistema de teste. Em seguida a confiabilidade do sistema de subtransmissão é estimada levando em consideração as suas características estruturais e os recursos disponíveis para transferências de cargas entre as subestações. Após as simulações, um ranking de confiabilidade das estruturas que compõem a subtransmissão é estabelecido, tendo como principal índice o DEC Estrutural. Para as que estão abaixo da meta estabelecida, são propostas obras de melhoria e mais uma vez o sistema é avaliado, sendo incluídas no portifólio de obras somente as alternativas que conciliarem um aumento da confiabilidade sistêmica com um menor custo global. Nesta questão a metodología proposta supera os métodos convencionais de planejamento, pois permite avaliar estruturas que ainda não existem, ou seja, planejadas. Neste contexto não é possível utilizar somente dados históricos de desempenho, pois é necessário estimar a disponibilidade futura.

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LEANDRO CRISTIANO GOMES

Título: “Previsão de Consumo Energético e da Curva de Demanda de um Edifício Público Utilizando Ferramentas de Inteligência Computacional”

BANCA EXAMINADORA:

Prof.ª. Drª. Patricia Romeiro da Silva Jota – CEFET-MG (Orientadora)
Prof. Dr. Eduardo Gonzaga da Silveira – CEFET-MG
Prof. Dr. Maury Meirelles Gouvêa Júnior – PUC-MG

Local: Auditório do Prédio 19 do CEFET/MG – Campus II

Data:  01 de Setembro de 2017 – Sexta – Feira – 14:00 horas

Resumo:

Recentemente, no setor elétrico tem ocorrido desenvolvimentos tecnológicos que contribuem para a sua modernização, segurança e qualidade. Toda a automação, coleta de dados e seu processamento em todo o sistema, desde a geração, transmissão e distribuição de energia, vem sendo trabalhada dentro do conceito de Smart Grid, onde há o surgimento de novos equipamentos, para a proteção, controle e medição de energia. Medidores inteligentes estão sendo desenvolvidos para atender esse novo conceito de distribuição de energia, não medindo apenas a energia fornecida pelas concessionárias para o consumidor, mas também aquela gerada pelo consumidor e fornecida ao sistema admitindo a existência de um fluxo bidirecional de energia. A quantidade de dados gerados por estes medidores e armazenados em banco de dados aumentará consideravelmente após a instalação em escala. Estes dados contêm informações relevantes que, mesmo já sendo armazenados, ainda não são processados, por falta de estudos e pesquisas nessa área. Este trabalho propõe uma metodologia para processamento desses dados, utilizando ferramentas de inteligência computacional, com o objetivo se extrair informações relevantes para o desenvolvimento de novos serviços para consumidores e geradores de energia. Apresenta-se uma metodologia para a estimação do consumo energético e da curva de demanda de um edifício público, visando auxiliar o consumidor, a concessionária e o setor energético no nível de planejamento e tomadas de decisões futuras. Para exemplificar e validar a metodologia proposta foram utilizadas as ferramentas de inteligência computacionais. Sendo demonstradas suas características, configurações e comparações entre desempenhos dos diferentes algoritmos utilizados, destacando-se o uso da Lógica Fuzzy e das Redes Neurais Artificiais, também são descritos neste trabalho. Resultados promissores foram conseguidos com a metodologia descrita, demonstrando a eficiência dos métodos e dos algoritmos apresentados neste trabalho e também servindo como base para futuros estudos nessa área de estimação de energia utilizada pelos diferentes tipos de consumidores.

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NELSON DE FIGUEIREDO BARROSO

Título: “Estratégia de Monitoramento de Sistemas Distribuídos Baseada em Observadores do tipo Kalman”.

BANCA EXAMINADORA:

Prof. Dr. Valter Júnior de Souza Leite – CEFET-MG (Orientador)
Prof. Dr. Marcelo Martins Stopa – CEFET-MG
Prof. Dr. Erivelton Geraldo Nepomuceno – CEFET-MG
Prof. Dr. Eduardo Mazoni Andrade Marçal Mendes – UFMG

Local: Auditório sala 625 do CEFET/MG – Campus Divinópolis

Data:  20 de Novembro de 2017 – Segunda – Feira – 10:00 horas

Resumo:

Neste trabalho é proposta uma estratégia para monitoramento de sistemas a parâmetros distribuídos (SPDs) baseada em observadores do tipo Kalman. São considerados SPDs com atuação na borda de entrada, tal que, em condições normais de operação, a medição da variável a ser monitorada esteja disponível apenas na borda final do processo. O objetivo principal é recuperar a informação do comportamento dinâmico da variável de interesse em qualquer ponto intermediário do SPD. Em particular, assume-se que o modelo fenomenológico do processo seja desconhecido ou que seus parâmetros físicos sejam difíceis de serem estimados. Nesses casos, propõe-se também uma metodologia alternativa baseada em técnicas de identificação de sistemas a parâmetros concentrados, para obtenção de modelos adequados ao projeto de observadores. Para tanto, o SPD é aproximado por dois modelos lineares a parâmetros variantes (LPV) interconectados cuja configuração resultante permite que a variável a ser monitorada seja conhecida ao longo do sistema, por meio da dependência espacial dos seus parâmetros e do efeito desses na dinâmica dos dois subsistemas interconectados. Sob essa perspectiva, as variáveis de saída de cada subsistema são assumidas como variáveis de estado e um modelo geral LPV no espaço de estados é obtido. Uma vez que um modelo adequado é construído, observadores do tipo Kalman podem ser implementados. O uso dos observadores é fundamental devido à sua propriedade de correção das estimativas e possibilidade de acrescentar informações extras à dinâmica do modelo, tais como, a estimação em tempo real de parâmetros e de distúrbios. Uma das principais vantagens da estratégia de monitoramento proposta é que, embora o modelo final obtido mantenha a característica espaço-dependente de um SPD, ele é, localmente, um modelo a parâmetros concentrados. Dessa forma, as técnicas de observação de estados aplicáveis a sistemas pertencentes à classe dos sistemas a parâmetros concentrados podem ser prontamente utilizadas. Outro ponto positivo, é que as informações das incertezas obtidas no processo de identificação podem ser utilizadas para o cálculo dos ganhos ótimos no projeto dos observadores. A estratégia de monitoramento proposta é aplicada a um sistema térmico e os resultados obtidos ilustram a simplicidade e bom desempenho da técnica proposta. Palavras-chave: Sistemas a parâmetros distribuídos. Modelos LPV. Subsistemas interconectados. Observadores de estado.

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MATEUS CLEMENTE DE SOUSA

Título: “Análise de Estabilidade e Desempenho Robusto e Síntese de Controladores Robustos Através do Método Evolução para Sistemas Discretos”

BANCA EXAMINADORA:

Prof. Dr. Eduardo Nunes Gonçalves – CEFET-MG (Orientador)
Prof. Dr. Erivelton Geraldo Nepomuceno – UFSJ
Prof. Dr. Fernando de Oliveira Souza – UFMG

Local: Auditório do Prédio Principal do CEFET/MG – Campus II

Data: 12 de Dezembro de 2017 – Terça – Feira – 13:00 horas

Resumo:

A presente disserta ̧c ̃ao exp ̃oe metodologias de an ́alise e s ́ıntese para siste-mas de controle robusto, sendo estes sistemas, discretos, incertos, lineares einvariantes no tempo. S ̃ao considerados modelos polit ́opicos para representaros sistema incertos. Formula ̧c ̃oes baseadas em desigualdades matriciais linea-res com prop ́osito de an ́alise e s ́ıntese de sistemas controle robusto s ̃ao popu-lares, por ́em, podem gerar resultados conservadores ou fracassar na obten ̧c ̃aodos resultados, principalmente para sistemas de ordem mais elevada e/ou commaior n ́umero de v ́ertices do politopo. Em trabalho passado foi demonstradoque a combina ̧c ̃ao de uma formula ̧c ̃ao de an ́alise baseada em desigualdades ma-triciais lineares com uma t ́ecnica de divis ̃ao de politopos, consegue-se definirse um sistema polit ́opico ́e robustamente est ́avel ou n ̃ao. Tamb ́em, ́e poss ́ı-vel calcular os custos garantidosH∞eH2com precis ̃ao desejada na an ́alisede desempenho robusto. No entanto, esta metodologia apresenta a desvanta-gem de um crescimento elevado do custo computacional com a complexidadedo sistema. Trabalhos recentes apresentaram metodologias de an ́alise e s ́ın-tese de sistemas de controle robusto baseado no m ́etodo evolu ̧c ̃ao diferencialpara sistemas em tempo cont ́ınuo. Nesta disserta ̧c ̃ao foi utilizado tal procedi-mento para sistemas discretos. Um importante aprimoramento proposto est ́arelacionado com a forma de cria ̧c ̃ao da popula ̧c ̃ao inicial na metodologia dean ́alise que aumenta a confiabilidade da mesma. S ̃ao apresentados os resul-tados de teste exaustivos para averiguar a confiabilidade das metodologias dean ́alise robusta. Os principais objetivos dessa disserta ̧c ̃ao s ̃ao adaptar, apri-morar e avaliar o procedimento iterativo de s ́ıntese robusta baseado no m ́etodoevolu ̧c ̃ao diferencial para sistemas discretos. S ̃ao apresentados trˆes exemplosilustrativos para comprova ̧c ̃ao da eficiˆencia de procedimento de s ́ıntese.

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RONALDO QUINTÃO MARINHO

Título:“Detecção de Falhas de Dirigibilidade Veicular Através da Análise de Tempo-Frequência de Oscilações do Sinal de Giro de um Motor a Combustão Interna”.

BANCA EXAMINADORA:

Prof. Dr. Heverton Augusto Pereira – CEFET-MG (Orientador)
Prof. Dr. Giovani Guimarães Rodrigues – CEFET-MG (Coorientador)
Prof. Dr. Leonardo Bonato Felix – UFV
Prof. Dr. Wallace do Couto Boaventura – UFMG

Local: Auditório do Prédio 19 do CEFET/MG – Campus II

Data:  12 de Dezembro de 2017 – Terça – Feira -14:00 horas

Resumo:

Um importante quesito no desenvolvimento de um veículo automotor é a dirigibilidade veicular. Esta exigência é de suma importância para os fabricantes e a iteraçãoo do condutor com o veículo deve ser dada de forma confortável. Para avaliar este quesito, a resposta do motorista é atendida em seus vários modos de operação. Esta resposta pode ser influenciada direta ou indiretamente por fenômenos associados ao processo de combustão num motor de combustão interna. As principais causas são anormalidades no sistema de admissão de ar, injeção de combustível ou de ignição, ou pelos efeitos causados pelas manobras do usuário do veículo. Para os engenheiros que trabalham com o sistema de controle do motor, o conhecimento do comportamento das variáveis do sistema é muito importante. Por conseguinte, observa-se que o sinal do sensor da rotação do motor apresenta uma reflexão direta para manobras ou falhas de condução. Neste trabalho, são analisadas as oscilações dos sinais do sensor da rotação do motor para uma associação as falhas de dirigibilidade. Além disso, uma metodologia baseada na transformada wavelet e cálculo de entropia é proposta para detectar a falha de dirigibilidade. Com a informação obtida, o sistema de controle pode ser adequadamente ajustado”

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RAPHAELLA LUÍSA RESENDE DA SILVA

Título: “Otimização, Análise e Construção de um Retificador de Baixíssima Potência para Aplicações em Transmissão de Energia sem Fio e Colheita de Energia”

BANCA EXAMINADORA:

Prof. Dr. Sandro Trindade Mordente Gonçalves – CEFET-MG (Orientador) Prof ª. Dr ª. Úrsula do Carmo Resende – CEFET-MG ( Coorientadora)
Prof. Dr. Gláucio Lopes Ramos – UFSJ
Prof ª. Dr ª. Rose Mary de Souza Batalha – PUC-MG

Local: Auditório do Prédio 19 do CEFET/MG – Campus II

Data:  15 de Dezembro de 2017 – Sexta – Feira -14:00 horas

Resumo:

Com o avanço da tecnologia e surgimento de diversos dispositivos portáteis utilizados no dia a dia, a necessidade de um sistema que colete e transfira energia sem a utilização de meios físicos torna-se ainda mais evidente. O sistema capaz de coletar a energia do ar através de uma antena e converter essa energia de radiofrequência em energia de corrente contínua para entregá-lo a uma carga é conhecido como rectena. O circuito retificador é uma importante parte da rectena. No entanto, devido ao fato da energia estar disponível no ar em níveis baixíssimos de potência e a algumas perdas no sistema, encontrar um circuito retificador com alta eficiência é um grande desafio. Neste trabalho, diferentes topologias de circuito retificador são otimizadas, utilizando o Algoritmo Genético, com diferentes diodos, cargas, impedâncias e dimensões de microfitas, a fim de se obter a maior eficiência e tensão de saída possível. Além disso, uma análise é realizada para a compreensão da influência de alguns parâmetros na resposta do circuito retificador, tais como, a frequência de operação, potência de entrada, valor da carga, diodo e dimensões das microfitas. É realizada também a abordagem de um método para caracterização do material dielétrico utilizado na simulação e construção dos circuitos. O trabalho apresenta ainda a modelagem e construção do circuito retificador, resultante do processo de otimização, que melhor atende aos requisitos necessários para a aplicação de coleta e transferência de energia sem fio.

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TALLES BARBOSA PORTILHO

Título:“Estudo e Projeto de um Retificador Controlado de Três Níveis com Limitação da Corrente de Partida a Tiristor”.

BANCA EXAMINADORA:

Prof. Dr. Marcelo Martins Stopa – CEFET-MG (Orientador)
Prof. Dr. Alex-Sander Amável Luiz – CEFET-MG (Coorientador)
Prof. Dr. Heverton Augusto Pereira – UFV
Prof. Dr. Marcos Antônio Severo Mendes – UFMG

Local: Auditório do Prédio Principal do CEFET/MG – Campus II

Data:  20 de Dezembro de 2017 – Quarta-feira – 09:00 horas

Resumo:

Este trabalho compreende o estudo e desenvolvimento de um retificador trif ́asico con-trolado de trˆes n ́ıveis. Com base em trabalhos existentes na literatura, realiza-se umestudo e sele ̧c ̃ao da topologia a ser utilizada por meio da compara ̧c ̃ao do n ́ıvel de comple-xidade do controle e da estrutura topol ́ogica. Na sequˆencia, como objetivo de se obteruma combina ̧c ̃ao ́otima entre controle e topologia para aplica ̧c ̃ao na ind ́ustria, realizou-sea escolha da t ́ecnica de controle e modula ̧c ̃ao mais adequada.Uma vez definidas a t ́ecnica de controle, a t ́ecnica de modula ̧c ̃aoe a topologia, o sistemafoi simulado utilizando os softwares Matlab Simulinkre PLECS Standaloner. De posseda plataforma de simula ̧c ̃ao, com os parˆametros selecionados, foi poss ́ıvel determinar osganhos dos controladores PI, verificar funcionamento do retificador, realizar um estudo deperdas por comuta ̧c ̃ao e por condu ̧c ̃ao a fim de definir o sistemade dissipa ̧c ̃ao de calor.Al ́em desses aspectos tradicionais, as simula ̧c ̃oes permitiram o estudo de aspectos espe-c ́ıficos da topologia. A primeira caracter ́ıstica observada foi o controle de balanceamentodas tens ̃oes nos capacitores do barramento c.c., cuja implementa ̧c ̃ao pode ser determi-nante para o bom funcionamento do retificador. O segundo aspecto observado foi comoos diferentes padr ̃oes de comando das chaves interferiam nas formas de ondas e nas perdast ́ermicas do retificador. Em terceiro lugar, foi avaliada a possibilidade do retificador atuarcomo um compensador complementar de potˆencia reativa. Por fim,os diodos de entradada topologia foram substituidos por tiristores, com o intuito de possibilitar o controle dacorrente de partida e a prote ̧c ̃ao dos dispositivos do circuito de potˆencia, assunto at ́e ent ̃aon ̃ao abordado em outros trabalhos na literatura.Valendo-se dos dados encontrados em simula ̧c ̃ao, do projeto daestrutura mecˆanicadesenvolvido pelo autor e dos manuais dos equipamentos utilizados, foi realizada a mon-tagem el ́etrica e mecˆanica de um prot ́otipo.

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PEDRO RODRIGUES SILVA

Título: “Estudo do Efeito da Composição Solar no Desempenho de Módulos FV Caracterizados em Condições Reais de Operação”.

BANCA EXAMINADORA:

Profª. Drª. Patrícia Romeiro da Silva Jota – CEFET-MG (Orientadora)
Profª. Drª. Ana Paula Batista – CEFET (Coorientadora)
Prof. Dr. Heverton Augusto Pereira – UFV
Prof. Dr. Maury Meirelles Gouvêa Júnior – PUC-Minas

Local: Auditório do Prédio Principal do CEFET/MG – Campus II

Data:  20 de Dezembro de 2017 – Quarta – Feira -14:00 horas

Resumo:

A caracterização de sistemas fotovoltaicos é um tema emergente que tem atraído a atenção demuitos pesquisadores, uma vez que a geração fotovoltaica está em expansão em todo mundo. Acaracterização dos sistemas fotovoltaicos em condições reais de operação nas usinas de geraçãofotovoltaica ainda é um desafio. Os altos custos dos sistemas de caracterização e a dificuldadede medição do grande número de variáveis envolvidas no processo são fatores que dificultam acaracterizaçãoin loco. Em geral, os painéis fotovoltaicos são caracterizados pelos fabricantes apartir de ensaios realizados em laboratório nas condições padrões de testes (STC – Standard TestConditions). Essas condições padrões são definidas para uma temperatura de25◦C, radiação de1000W/m2e massa de ar (AM)1,5Gestabelecidas pela norma IEC-60904-3:2016. Contudo,essas condições dificilmente são encontradas em condições reais de funcionamento dos painéisfotovoltaicos, pois os mesmos estão sujeitos a diversos tipos de interferências, por exemplo:sombreamentos, reflexão e variações de temperatura. Nesse sentido, o desenvolvimento demetodologias e sistemas de baixo custo que possibilitem a caracterização e análise dos painéisfotovoltaicos em ambientes externos se torna de grande relevância. Neste trabalho desenvolveu-seum sistema de medição e caracterização de painéis fotovoltaicos com o uso de sensores de baixocusto. Diversos experimentos foram realizados utilizando um painel fotovoltaico de80W, emdiferentes dias e horários do ano para prover uma base de dados para análise. A partir dos dadoscoletados de variáveis elétricas e ambientais relevantes, foi possível obter as curvas característicasexperimentais do painel em diferentes condições operacionais. Além dos dados experimentais,foram utilizadas simulações computacionais para obtenção das curvas características baseadasno modelo de dois diodos. As curvas características reais e simuladas foram comparadas nasanálises. Pôde-se constatar que para algumas faixas de radiação incidente e temperatura o modeloprevê uma geração de energia menor que a medida em campo. Essa previsão menor de energiapelo modelo utilizado pode afetar o projeto dos sistemas fotovoltaicos, uma vez que, essessistemas utilizam uma quantidade elevada de módulos fotovoltaicos. Apresenta-se análisesrelacionadas ao impacto da massa de ar na distribuição da radiação para as faixas do espectrosolar avaliadas (UV, visível e global) além da influência da temperatura. Os resultados obtidospodem ser utilizados para a obtenção de modelos mais precisos e demonstram a importância dese realizar a caracterização dos módulos em condições reais de operação.

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GUSTAVO CIRO RIBEIRO

Título: “Uso de Métodos sem Malha para Avaliação de Campos Eletromagnéticos Gerados por Linhas de Transmissão Trifásicas Aéreas”.

BANCA EXAMINADORA:

Prof. Dr. Eduardo Henrique da Rocha Coppoli – CEFET-MG (Orientador) Prof. Dr. Rafael Silva Alípio – CEFET-MG
Prof. Dr. Leônidas Chaves de Resende – UFSJ
Prof. Dr. Alfred Gimpel Moreira Pinto – Faculdade Pitágoras

Local: Auditório do Prédio 19 do CEFET/MG – Campus II

Data:  18 de Dezembro de 2017 – Segunda–Feira – 14:00 horas

Resumo:

Os métodos sem malha são ferramentas numéricas promissoras para aplicações em engenharia. A principal característica destes métodos é que os mesmos não necessitam deuma malha como a existente em métodos comoo de Elementos Finitos. Existe apenas um conjunto de nós distribuídos em uma região conhecida como o domínio do problema. O presente trabalho visa desenvolver modelos computacionais para problemas de contorno quase-estáticos e resolvê-los através de métodos sem malha. Neste contexto busca-se uma nova abordagem através da aplicação do método sem malha denominado Element-Free Galerkin Method(EFGM) visando o cômputo de campos magnético e elétrico nas proximidades de Linhas de Transmissão (LTs) de alta tensão. Sãorealizadas, análises comparativas entre as soluções com o método proposto, modelos analíticos e soluções geradas com o Método dosElementos Finitos.

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ALAN BARBOSA 

Título:“Inteligência Computacional Aplicada na Previsão de Máxima Potência em Concentradores Fotovoltaicos (CPV)” .

BANCA EXAMINADORA:

Prof.ª. Drª. Patrícia Romeiro da Silva Jota – CEFET-MG (Orientadora)
Prof. Dr. Eduardo Gonzaga da Silveira – CEFET-MG
Prof. Dr. Agnaldo José Rocha Reis – UFOP

Local: Auditório do Prédio Principal do CEFET/MG – Campus II

Data:  29 de Dezembro de 2017 – Sexta-feira-14:00 horas

Resumo:

As peculiaridades dos módulos deConcentração Fotovoltaica CPV) tornam muito difícil estimar a potência de saída.Existem alguns métodos para estimar a potência máxima para uma dada condição de irradiação de um modulo CPV que fornece bons resultados, mas não são fáceis de aplicar. Este artigo propõem um modelo baseado em Redes Neurais Artificiais (RNAs) para prever a potência máximageradade um módulo CPV usando parâmetros atmosféricos facilmente mensuráveis. Para este fim, um grupo de parâmetros atmosféricos juntamente com a potência máxima de um módulo CPV foram medidos ao longo do ano de 2015 em Belo Horizonte. Os resultados mostraram que com o uso dos parâmetros atmosféricos utilizados juntamente com a irradiação solar, a RNA proposta é capaz de estimar a potência máxima de um módulo CPV com um erro médio quadrático de 5,27%.

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RAFAEL BARROSO DE MACEDO

Título: ” MESHLESS IEFGM APLICADO A PROBLEMAS DE ATERRAMENTO ELÉTRICO EM BAIXA FREQUÊNCIA EXCITADO POR CORRENTE”.

BANCA EXAMINADORA:

Prof ª. Dr ª. Úrsula do Carmo Resende – CEFET-MG (Orientadora)

Prof. Dr. Rafael Alípio – CEFET-MG ( Coorientador)

Prof. Dr. Gláucio Lopes Ramos – UFSJ

Prof. Dr. Williams Lara de Nicomedes – UFMG

Local: Auditório do Prédio 19 do CEFET/MG – Campus II

Data: 04/04/2018 – Quarta-feira – 09:00 horas

Resumo:

Esta dissertação apresenta um estudo do método sem malhas Element-Free Galerkin aplicado na solução problemas de aterramento elétrico em baixa frequência. O modelo eletromagnético do sistema de aterramento é desenvolvido a partir da aplicação da técnica de injeção de corrente diretamente no ponto de defeito, como forma de excitação da haste de aterramento. Inicialmente, apresentam-se as principais características do método sem malhas e seus conceitos gerais. Então, é desenvolvida a formulação do problema para cálculo da resistência de aterramento e determinação da distribuição de potencial para uma haste inserida em solo homogêneo, bem como, em solo heterogêneo estratificado em duas e três camadas. Para implementação do modelo eletromagnético foi desenvolvida uma ferramenta computacional utilizando-se o ambiente MATLAB. Os resultados obtidos por meio da aplicação do método sem malha
são comparados com valores gerados pelo Método dos Momentos, demonstrando a validade e a precisão da técnica desenvolvida. 

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SUZANNE EMANUELLE TAVARES

Título: ” ESTUDO E IMPLEMENTAÇÃO DE UMA SISTEMA DE CONTROLE DE TENSÃO EM UMA MICRORREDE CC”.

BANCA EXAMINADORA:

Prof. Dr. Marcelo Martins Stopa – CEFET-MG (Orientador)

Prof. Dr. Alex-Sander Amável Luiz – CEFET-MG (Coorientador)

Prof. Dr. Heverton Augusto Pereira – UFV

Prof ª. Dr ª. Sílvia Costa Ferreira – UFLA

Local: Auditório 201 do Prédio 20 do CEFET/MG – Campus II

Data: 20/12/2018 – Quinta-feira – 14:00 horas

Resumo:

Recentemente, muito se tem falado sobre as vantagens da inserção da Geração Distribuída (GD) no sistema de distribuição. Entretanto, em grande escala, sua aplicação apresenta alguns desafios tornando o sistema complicado de se controlar. Uma alternativa que tem sido apontada como solução para este problema é o conceito de Microrrede. Micorrede é definida como agregação de cargas e fontes de baixa potência no fornecimento de energia, podendo operar de modo ilhado ou conectado à rede principal. Podem operar em corrente alternada (CA) ou em corrente contínua (CC). A utilização de CC em microrredes é crescente e apresenta vantagens na integração de cargas CC, armazenadores de energia e fontes para cogeração que necessitem de conversão eletrônica, podendo estas ser fontes de energia renováveis, além de não se fazer necessário o controle de frequência ou fase e potência reativa. Porém, esta simplificação não isenta a microrrede de problemas de estabilidade, que estão relacionados com a necessidade de conversão de energia, a fim de alcançar níveis de tensão diferentes para os vários dispositivos da rede. Estes conversores introduzem efeitos desestabilizadores no sistema, levando a microrrede a exibir oscilações significativas na tensão do barramento CC. O controle do conversor é, portanto, a principal preocupação na operação de uma microrrede. Este trabalho apresenta uma microrrede CC operando em modo ilhado. Controladores são projetados com o objetivo de  minimizar o transitório e estabilizar a tensão da rede diante a variação de cargas e entrada/saída de unidades geradoras. A análise é verificada através de simulações em Matlab/Simulink e uma bancada experimental foi montada a fim de comprovar os resultados obtidos.

 

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LEONARDO BRUNO LOPES

Título:  ” ANÁLISE DO ESPALHAMENTO ELETROMAGNÉTICO BIDIMENSIONAL UTILIZANDO O MÉTODO IEFG E PML UNIAXIAL”

BANCA EXAMINADORA:

Prof ª. Dr ª. Úrsula do Carmo Resende – CEFET-MG (Orientadora)

Prof. Dr. Sandro Trindade Mordente Gonçalves– CEFET-MG (Coorientador)

Prof. Dr. Marco Aurélio de Oliveira Schroeder – UFSJ

Prof. Dr. Alfred Gimpel Moreira Pinto – Faculdade Pitágoras

Local: Auditório 117 do Prédio 20 do CEFET/MG – Campus II

Data: 17/12/2018 – Segunda-feira – 09:00 horas

Resumo:

A modelagem matemática de problemas de engenharia envolve o emprego de uma ou mais equações algébricas, diferenciais ou integrais. Determinar uma solução analítica é possível apenas para uma pequena parte desses problemas; na maior parte dos casos, é um processo extremamente complexo ou até impossível. Nestes casos é necessário utilizar técnicas numéricas computacionais que calculem soluções aproximadas. Uma importante classe dessas técnicas é a classe dos métodos sem malha ou meshless, cujo funcionamento, diferentemente de métodos como o de elementos finitos ou de diferenças finitas, não dependem da criação de malhas. Para a representação discreta do problema utilizam um conjunto de nós distribuídos ao longo domínio e das suas fronteiras sem requerer, no entanto, que qualquer relação entre estes nós seja estabelecida. Métodos sem malha já foram aplicados com sucesso na solução de problemas de eletromagnetismo, tanto em baixas quanto em altas frequências, incluindo aí problemas de propagação de ondas. Os problemas de propagação como o do espalhamento eletromagnético são, em geral, problemas abertos ou ilimitados e a sua solução numérica exige a aplicação de alguma técnica de limitação do domínio computacional. As condições de contorno absorventes (ABCs), tradicionalmente utilizadas para esta finalidade, tem sido mais recentemente substituídas por técnicas baseada no conceito de camadas perfeitamente casadas, ou PML. Dentre as diversas variações de PML existentes, destaca-se a PML uniaxial, desenvolvida a partir da interpretação física do conceito originalmente proposto. Nessa abordagem, o domínio é envolvido em camadas de um material anisotrópico fictício cujas características são projetadas para que as camadas se comportem como um absorvedor eficiente perfeitamente casado com o material do domínio. A UPML limita o domínio simulando, contudo, o comportamento de uma onda que se propaga num meio ilimitado. Este trabalho analisa o problema do espalhamento eletromagnético em duas dimensões, suas definições e seu equacionamento matemático. Analisa também o método sem malha IEFG (ou método de Galerkin interpolante livre de elemento), suas características, fundamentação matemática e formulação. O problema do espalhamento de um onda plana por um cilindro infinito na direção z é então solucionado pela técnica numérica combinada IEFG-UPML. A análise da técnica proposta é realizada, primeiramente, na forma de análises paramétricas do método IEFG e da UPML. Em seguida, avalia-se o desempenho do método e a precisão das soluções geradas aplicando-se os parâmetros determinados na solução do espalhamento por cilindros de diferentes dimensões. Utilizam-se nessas análises comparativas a solução analítica e um solução numérica obtida pelo método IEFG-ABC, em que o domínio é limitado pela condição absorvente de Bayliss-Turkel de primeira ordem.

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RENAN CAMPOS SEGANTINI

Título: ” Comportamento de Malhas de Aterramento de Subestação de Energia Frente a Descarga Atmosférica: Ênfase na Avaliação de Técnicas de Melhoria do Desempenho Impulsivo por Meio de Múltiplos Pontos de Injeção de Corrente”

 

BANCA EXAMINADORA:

Prof . Dr. Rafael Silva Alípio – CEFET-MG (Orientador)

Prof. Dr. Miguel de Brito Guimarães Neto – CEFET-MG

Prof. Dr. Marco Aurélio de Oliveira Schroeder – UFSJ

Profª. Drª. Cláudia Rejane de Mesquita – IFMG

Local: Auditório do Prédio 19 – CEFET/MG – Campus II

Data: 11/12/2018 – Terça-feira – 14:00 horas

Resumo:

As malhas de aterramento, arranjo de eletrodos comumente utilizado em subestações de energia elétrica, que em geral assumem grandes dimensões, são projetadas segundo normas vigentes que levam em consideração apenas solicitações de baixa frequência. No entanto, essas malhas podem ser submetidas a correntes impulsivas advindas de descargas atmosféricas que incidem em cabos de blindagem de linhas próximas à subestação ou mesmo diretamente na subestação. Nesse caso, é importante a adoção de técnicas complementares ao projeto da malha para solicitações lentas, com o intuito de adequar o seu desempenho também a fenômenos impulsivos. Este trabalho se dedica ao estudo do comportamento impulsivo de malhas de aterramento de subestação e à proposição de técnicas de melhoria do desempenho de tais malhas frente a correntes de descargas atmosféricas. Desenvolve-se uma modelagem computacional para malhas de aterramento que inclui a dependência da frequência dos parâmetros elétricos do solo, os fenômenos de propagação, os acoplamentos eletromagnéticos e, adicionalmente, que permite a injeção simultânea de corrente em distintos nós da malha. A partir da aplicação desse modelo, gera-se ume extenso conjunto de resultados do comportamento impulsivo de uma malha típica de aterramento de subestação. De acordo com os resultados, o desempenho impulsivo da malha é sensivelmente influenciado pelo ponto de injeção de corrente: quanto maior a área efetiva no entorno do ponto de injeção, melhor é o desempenho impulsivo. Mostra-se que a distribuição da corrente de descarga por meio de múltiplas terminações de terra melhora de forma significativa o desempenho impulsivo da malha de aterramento.

 

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MATEUS ANDRADE FERREIRA

Título: “AVALIAÇÃO DO DESEMPENHO DO RELÉ DE DISTÂNCIA EM LINHAS DE TRANSMISSÃO COM COMPENSAÇÃO SÉRIE FIXA E UTILIZANDO TCSC“.

 

BANCA EXAMINADORA:

Prof. Dr. Rafael Silva Alípio – CEFET-MG (Orientador)

Prof. Dr. Eduardo Gonzaga da Silveira – CEFET-MG (Coorientador)

Prof. Dr. Alex-Sander Amável Luiz – CEFET-MG ( Coorientador)

Prof. Dr. Márcio Matias Afonso – CEFET-MG

Prof. Dr. Clever Sebastião Pereira Filho – UFMG

Local: Auditório 117 do Prédio 20 – CEFET/MG – Campus II

Data: 08/11/2018 – Quinta-feira – 14 horas

Resumo:

Este trabalho tem como propósito apresentar a avaliação do desempenho da função de distância do relé de proteção quando aplicado em linhas de transmissão com compensação série fixa e controlada por TCSC (Thyristor-Controlled Series Capacitor). Este tipo de proteção tem seu funcionamento baseado na impedância da linha, portanto é afetada por problemas relacionados a compensação série. São apresentadas as principais características de funcionamento deste tipo de compensação com maior ênfase no sistema controlado. Também são apontados os efeitos mais comuns da compensação série no funcionamento da proteção de distância. Estes efeitos estão relacionados em sua maior parte com a mudança na impedância da linha protegida, mas também com outros fenômenos, como transitórios e pela atuação de sistemas de proteção dos capacitores. Para a avaliação proposta foi desenvolvida uma montagem prática de linha de transmissão com tensão reduzida, assim como um módulo de TCSC trifásico que permite compensar a linha em até 40%. Estão descritos ensaios em que foram simulados diferentes tipos de faltas com diversas características de compensação em um ponto específico do sistema proposto. Durante os testes as tensões e correntes do sistema são amostrados por meio de uma placa de aquisição de dados e posteriormente processados em um algoritmo, desenvolvido no software Matlab, que simula a função de proteção de distância de característica MHO de um relé. Uma simulação computacional com características semelhantes à da abordagem prática foi desenvolvida no software Simulink para validação dos resultados. Por fim, são apresentadas as conclusões da análise.

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LOURDES APARECIDA MENDES

Título: “COMPARAÇÃO DE DESEMPENHO DOS CONVERSORES BUCK ENTRELAÇADO DE TRÊS FASES E BUCK BASEADO NA CÉLULA DE COMUTAÇÃO DE QUATRO ESTADOS”.

 

BANCA EXAMINADORA:

Prof. Dr. Fernando Lessa Tofoli – UFSJ (Orientador)

Prof. Dr. Samir Ângelo Milani Martins – UFSJ

Prof. Dr. Aniel Silva de Morais – UFU

Local: Sala 3.06, Prédio Central, Campus Santo Antônio – UFSJ

Data: 15/10/2018 – segunda-feira – 14:00 horas.

 

Resumo:

O presente trabalho aborda o estudo comparativo de dois conversores CC-CC não isolados, para aplicações em altas potências e altas correntes, isto é, os conversores buck entrelaçado de três fases e buck baseado na célula de comutação de quatro estados. Analisa-se a operação em modo de condução contínua para um ponto de operação no qual a razão cíclica encontra-se entre 2/3 e 1. São realizadas as análises qualitativa e quantitativa adequadamente, permitindo o dimensionamento dos componentes do estágio de potência, como indutor(es) de filtro, capacitor de filtro de saída, interruptores e diodos. Os projetos são validados por simulação, obtendo-se formas de onda para circuitos ideais e com perdas, considerando assim os componentes reais devidamente dimensionados. Os resultados são analisados em detalhes, visando identificar as principais vantagens e limitações das topologias. Como características gerais dos conversores estudados, pode-se destacar que a frequência nos elementos dos filtros é três vezes maior que a frequência de comutação e que a corrente nos semicondutores é um terço do valor existente nos semicondutores ds conversores clássicos. Desse modo, é possível obter uma redução significativa do tamanho, peso e volume, bem como uma resposta dinâmica melhor.

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Mariella Maia Quadros

Título: “CONTROLADORES PI HÍBRIDOS ADAPTATIVOS ROBUSTOS PARA REGULAÇÃO.”

Banca Examinadora: 

Prof. Dr. Valter Júnior de Souza Leite – CEFET-MG (Orientador)

Prof. Dr. Márcio Júnior Lacerda – UFSJ

Prof. Dr. Sophie Tarbouriech – LAAS / Toulouse – France

Prof. Dr. Jeferson Vieira Flores – UFRGS

Data: 24/10/2018 – 09:00 horas

Local: Auditório do CEFET/MG – Campus Divinópolis

 

Resumo:

Neste trabalho são propostos controladores PI híbridos com adaptação no valor de reiniciação, visando o controle de sistemas lineares incertos, com seguimento de referência e rejeição de perturbações do tipo constante por partes. Geralmente, as características desejadas para a resposta de um sistema controlado são pequenos tempos de subida e acomodação e baixo valor de sobressinal. Porém, ao utilizar controladores lineares, torna-se uma tarefa difícil obter um controlador que atenda a todas essas especificações simultaneamente. Por outro lado, essa limitação pode ser contornada pelos controladores híbridos, em que um melhor desempenho pode ser alcançado. Entretanto, a maioria dos controladores híbridos encontrados na literatura não são robustos a erros de modelagem e não são capazes de rejeitar perturbações. De modo a contornar esses problemas, primeiramente é elaborado um controlador PI adaptativo robusto (PIHA), que tem o valor de reiniciação do integrador adaptado ao longo do tempo. Em seguida, é proposto um controlador PI híbrido adaptativo com procedimento de plug-in (PIHP), que por meio de um estado adicional, não altera a estrutura original do PI linear e que apresenta comportamento semelhante ao PIHA. Para todos esses casos, são propostas condições para assegurar a estabilidade robusta da malha fechada híbrida. Além disso, são desenvolvidas estratégias para implementação dos controladores com reiniciação de forma discreta e estudada a utilização do preditor de Smith no caso de sistemas com atraso na entrada. A utilização de controladores PI híbridos requer que a sintonia dos controladores sigam diretivas diferentes das utilizadas no caso linear. Para tratar essa característica, são propostas diretrizes para sintonia de controladores PI híbridos para diversos modelos de processos industriais. Por último, os controladores e estratégias abordados são implementados em um sistema de tanques e em um sistema térmico, para análise e comparação quantitativa dos resultados. Assim, por meio de simulações e implementações práticas, pode-se dizer que no geral, os controladores híbridos podem apresentar desempenho bastante superior aos seus respectivos controladores lineares clássicos do tipo PI, tanto para seguimento de referência quanto para rejeição de pertubação.

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Victor Clévio de Barros

Título:  ” COMPARAÇÃO DE CONTROLADORES RESSONANTE E REPETITIVO PARA COMPENSAÇÃO DE CORRENTES HARMÔNICAS EM INVERSORES FOTOVOLTAICOS.”

Banca Examinadora:

Prof. Dr. Heverton Augusto Pereira –  UFV (Orientador)

Prof. Dr. Marcelo Martins Stopa –  CEFET-MG

Prof. Dr. Giovani Guimarães Rodrigues –  CEFET-MG

Prof. Dr. Victor Flores Mendes –  UFMG

Data: 21/09/2018 – 14:00 horas

Local: Auditório do Prédio 19 do CEFET/MG – Campus II

 

Resumo:

Este trabalho apresenta um estudo sobre controladores empregados em sistemas fotovoltaicos monofásicos conectados à rede elétrica na compensação de correntes harmônicas. As simulações propostas, utiliza uma estrutura adaptativa de detecção de correntes harmônicas presente na rede elétrica. Para a detecção, são utilizadas algumas estruturas SOGI (Second Order Generalized Integrator) e SRF-PLL (Synchronous Reference Frame- Phase Locked Loop) em cascata. O sistema utilizado foi idealizado para um inversor de 4 kW, e para a compensação de correntes harmônicas de 3ª e 5ª ordem. O estudo possui três objetivos principais: avaliar o desempenho do Controlador Proporcional Multi-Ressonante na compensação de harmônicos de corrente; avaliar o desempenho do Controlador Repetitivo na compensação de harmônicos de corrente; e, por fim, comparar a capacidade de compensar correntes harmônicas de cada um desses controladores. Os resultados mostram que o Controlador Proporcional Multi-Ressonante para o caso estudado, tem uma melhora de 0,8% na compensação do terceiro harmônico de corrente, e uma redução de 30% a mais no quinto harmônico de correntes quando comparado ao Controlador Repetitivo.

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Marcos Alberto Saldanha

Título: ” CONTRIBUIÇÃO À MODELAGEM E À ESTABILIDADE DE PEQUENOS SINAIS DO PARALELISMO SEM COMUNICAÇÃO DE INVERSORES”

Banca Examinadora:

Prof. Dr. Marcelo Martins Stopa –  CEFET-MG (Orientador)

Prof. Dr. Rubens Marcos dos Santos Filho –  CEFET-MG (Coorientador)

Prof. Dr. Fernando Lessa Tofoli – UFSJ

Prof. Dr. Porfírio Cabaleiro Cortizo – UFMG

Prof. Dr. Marcos Pêgo de Oliveira – ENGETRON

Data: 10/08/2018 – 14:00 horas

Local: Auditório 101 do Prédio 17 do CEFET/MG – Campus II

 

Resumo:

As Fontes de Energia Ininterrupta ou Uninterruptible Power Supplies (UPS) são equipamentos utilizados para fornecer energia de forma contínua e de alta qualidade a sistemas críticos como os de suporte à vida e de transportes. As UPSs elevam a confiabilidade do fornecimento de energia a níveis superiores aos obtidos nas redes das concessionárias. Porém, assim como qualquer equipamento eletrônico, as UPSs estão sujeitas a falhas. Uma das soluções utilizadas para diminuir a incidência de falhas é introduzir redundância no sistema. No caso das UPSs, isso é realizado através da associação de diversas unidades em paralelo. Esse é o assunto abordado neste trabalho. Mais especificamente, ele se concentra no estudo da melhoria da estabilidade e da simplificação do modelo de pequenos sinais do paralelismo de UPSs sem comunicação, ou seja, que utiliza apenas variáveis locais para o controle das potências. Cada um dos subsistemas presentes na implementação do paralelismo sem comunicação utilizando método droop é analisado em detalhes. O impacto nos autovalores e nos amortecimentos foi investigado utilizando frequências de corte diferentes nos filtros de medição das potências ativa e reativa na presença e ausência de função Power System Stabilizer (PSS). As técnicas propostas são validadas através de simulações e resultados experimentais.

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Diego Carlo Corrêa

Título: “TRANSMISSÃO DE ENERGIA SEM FIO UTILIZANDO ACOPLAMENTO MAGNÉTICO RESSONANTE FORTE E METAMATERIAIS”

Banca Examinadora:

Prof ª. Dr ª. Úrsula do Carmo Resende –  CEFET-MG (Orientadora)

Prof. Dr. Gláucio Lopes Ramos – UFSJ

Prof ª. Dr ª. Rose Mary de Souza Batalha – PUC-MG

Data: 09/07/2018 – 09:00  horas

Local: Auditório do Prédio 19 do CEFET/MG – Campus II

 

Resumo:

Neste trabalho é realizado um estudo teórico, numérico e experimental de um sistema compacto para transmissão de energia elétrica sem a utilização de fios. O sistema investigado empregada bobinas com forte acoplamento magnético ressonante. As bobinas que compõe o sistema são impressas em substrato de FR4 com dimensões de 10 cm x 10 cm. Seus parâmetros geométricos são otimizados de forma a maximizar o fator de qualidade e consequentemente a eficiência do sistema de transmissão. Este trabalho propõe ainda o projeto de um oscilador ressonante que pode ser conectado à rede de distribuição de energia de forma a viabilizar o funcionamento do sistema em aplicações práticas fora do ambiente de laboratório. A literatura especializada, entretanto, adverte quanto a redução exponencial da eficiência e da potência com o aumento da distância de transmissão, neste sentido, este trabalho investiga técnicas para superação desta desvantagem como a inclusão de bobinas retransmissoras e o emprego de materiais especiais conhecidos como Metamateriais.

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Shirleny Pedrosa Feitas

Título: “COMPARAÇÃO ENTRE TOPOLOGIAS DE EMULADOR FOTOVOLTAICO PARA TESTES DE INVERSORES.”

Banca Examinadora:

Prof. Dr. Heverton Augusto Pereira – UFV (Orientador)

Prof. Dr. Victor Flores Mendes – UFMG (Coorientador)

Prof. Dr. Leonardo Bonato Félix – UFV

Prof. Dr. Hélio Marcos André Antunes – UFES

Data: 06/07/2018 – 14:00 horas

Local:  Sala de Vídeo Conferência do Prédio do CEAD – Campus UFV – Viçosa/MG

 

Resumo:

A  energia  fotovoltaica  tem  ganhado  destaque  no  contexto  atual  de  geração  de  energia.  O elemento  fundamental  de  um  sistema  fotovoltaico  conectado  à  rede  elétrica  é  o  conversor eletrônico.  Para  que  possam  ser  comercializados,  os  conversores  eletrônicos  devem  ser testados, certificados de acordo com as normas vigentes e receber o selo de conformidade do INMETRO. No processo de certificação, é utilizado um equipamento conhecido como emulador de  módulos  fotovoltaicos.  Este  trabalho  tem  como  objetivo  apresentar  as  modelagens  e estruturas  de  controle  de  três  topologias  de  emuladores  de  gerador  fotovoltaico,  são  elas, emulador baseado em circuito de Thévenin, convesor buck com barramento cc constante e em retificador  PWM  e  conversor  buck.  Além  disso,  realizar  uma  análise  de  desempenho  das topologias conectadas a um inversor fotovoltaico, a diferentes condições ambientais e resposta transitória; análise da eficiência dinâmica e instantânea do MPPT e uma análise de perdas e eficiência de cada topologia. Os emuladores de gerador  fotovoltaico estudados neste trabalho possuem capacidade para testar inversores monofásicos e trifásicos com potência de 10 kW. Esse valor foi definido baseado na Portaria n°004, de 4 de janeiro de 2011, essa faixa de potência abrange a maioria dos inversores comercializados para aplicações residenciais. Os resultados apresentados mostram que as topologias de gerador fotovoltaico apresentadas são capazes de emular  o  comportamento  de  um  arranjo  fotovoltaico  durante  variações  de  radiação  solar  e temperatura.  A  topologia  baseada  em  conversor  buck  é  a  que  apresentar  maior  eficiência. Contudo, a  utilização  de  cada  topologia  dependerá do  objetivo  do  operador, pois  cada  uma apresenta pontos positivos e negativos para diferentes aplicações.

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Raphael Frediani Soares

Título: “SÍNTESE DE CONTROLADORES PI MULTIVARIÁVEIS CENTRALIZADOS E ESPARSOS.”

Banca Examinadora:

Prof. Dr. Eduardo Nunes Gonçalves (Orientador)

Prof. Dr. Márcio Júnior Lacerda – UFSJ

Prof. Dr. Márcio Fantini Miranda – UFMG

Data: 21/06/2018 – 13:30 horas

Local:  Sala 234 no Prédio da Principal do CEFET/MG – Campus II

 

Resumo:

Neste trabalho é investigada e avaliada a síntese de controle PI centralizado e esparso para sistemas com múltiplas entradas e múltiplas saídas, principalmente sistemas não quadrados, e com múltiplos atrasos de tempo, visando o desempenho da resposta de rastreamento e o desacoplamento entre as malhas de controle. A formulação do problema de controle se dá como um problema de otimização não linear no espaço dos parâmetros dos controladores PI, com múltiplos objetivos de controle, considerando a aproximação de modelo de referência  ℋ_∞  . Os objetivos de controle adicionais que podem ser tratados são a rejeição a perturbações, minimização do esforço de controle e/ou atenuação de ruídos de medição. É proposta uma abordagem para a obtenção dos parâmetros do modelo de referência também baseada em otimização não linear. A metodologia de síntese considera o algoritmo evolução diferencial para resolver o problema de otimização proposto. A efi ciência dos controladores projetados é posta à prova em exemplos ilustrativos contendo processos não quadrados cujos controladores foram projetados utilizando outra metodologia. Demonstra-se que resultados melhores podem ser obtidos utilizando a abordagem proposta neste trabalho quando comparados aos outros métodos baseados em procedimentos analíticos.

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Fabiano Silveira Bicalho

Título: “SISTEMA RECTENNA PARA CARREGAMENTO DE UMA BATERIA LI-ION.”

Banca Examinadora:

Prof ª. Dr ª. Úrsula do Carmo Resende –  CEFET-MG (Orientadora)

Prof. Dr. Sandro Trindade Mordente Gonçalves – CEFET-MG (Coorientador)

Prof. Dr. Gláucio Lopes Ramos – UFSJ

Prof. Dr. Fernando José da Silva Moreira – UFMG

Prof. Dr. Gláucio Lima Siqueira – PUC-RJ

Data:  07/05/2018 – 13:00 horas

Local: Auditório do Prédio 19 do CEFET/MG – Campus II

 

Resumo: 

Nos últimos anos, a tecnologia de* rectennas *vem recebendo uma atenção crescente de pesquisadores devido a ampliação das possibilidades de sua aplicação no suprimento de energia para as atuais cargas com baixíssimo nível de consumo energético. Dentro desse contexto, este trabalho apresenta uma investigação teórica e experimental acerca da utilização da tecnologia de *rectenna *com o objetivo de carregar eletricamente um modelo de bateria amplamente utilizado em aparelhos eletrônicos, a bateria de Íons de Lítio (Li-Ion). Inicialmente é realizada uma ampla revisão bibliográfica sobre o tema para subsidiar as investigações conduzidas ao longo deste trabalho. O processo de modelagem da *rectenna* foi iniciado pela otimização do conjunto retificador mais carga utilizando o *software* ADS® (Advanced Design Software). Foram manufaturados diferentes protótipos de circuito retificador operando nas frequências de 2,45 e 1,80 GHz e um circuito capaz de operar em ambas as frequências simultaneamente. Um circuito conversor CC-CC *booster *também foi investigado de forma a possibilitar a operação da *rectenna* a partir de níveis baixos de potência de entrada. Neste trabalho, foram empregadas antenas tipo retangulares impressas, simuladas no *software* CST® (*Computer Simulation Technology*) e conectadas ao retificador. As dimensões das antenas foram otimizadas de forma a se obter valores do parâmetro S11 abaixo de -10 dB e a maior diretividade possível de forma a possibilitar uma maior coleta da energia eletromagnética. Foram também projetadas e manufaturadas duas lentes eletromagnéticas para compor a *rectenna,* baseadas na tecnologia de metamaterial, de forma a promover uma coleta superior de energia. Por fim, as *rectennas *foram submetidas a testes operacionais de carregamento da bateria de Íons de Lítio. As *rectennas* foram conectadas em paralelo no bloco de corrente contínua dos
circuitos com objetivo de se obter o máximo fornecimento de corrente para a bateria.

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 Ludmila Rodrigues Milagre

Titulo: “PROJETO DE ANTENAS IMPRESSAS COM TÉCNICAS DE OTIMIZAÇÃO E MÉTODO FDTD PARA RECEPÇÃO DE ENERGIA SEM FIO.”

Banca Examinadora:

Prof. Dr. Sandro Trindade Mordente Gonçalves – CEFET-MG (Orientador)

Prof. Dr. Eduardo Nunes Gonçalves – CEFET-MG ( Coorientador)

Prof. Dr. Gláucio Lopes Ramos – UFSJ

Prof. Dr. Cássio Gonçalves do Rego – UFMG

Data: 23/02/2018 – 14:00 horas

Local: Auditório do Prédio 19 do CEFET/MG – Campus II

 

Resumo:

Com o desenvolvimento tecnológico, o uso de sistemas sem fio tornou-se comum e uma grande quantidade de ondas eletromagnéticas são espalhadas no ambiente. Grande parte dessas ondas não alcançam o receptor e tornam-se inutilizáveis, gerando desperdício de energia. Dessa forma, a rectenna surge como um sistema promissor para coleta de energia de radiofrequência e conversão em energia elétrica de corrente contínua. Sendo a rectenna composta por uma antena associada a um retificador, o projeto da antena é de extrema importância para obter um sistema com alta eficiência na conversão de sinais harmônicos em corrente contínua. Neste contexto, este trabalho tem como objetivo projetar uma antena impressa com plaqueta retangular, alimentada via microfita para integrar um sistema rectenna. Para isso, realizou-se uma otimização empregando o algoritmo de Evolução Diferencial, que tem sido aplicado na resolução de problemas que envolvem antenas, apresentando melhor desempenho que outros algoritmos evolucionários clássicos. Tal algoritmo teve a etapa de seleção modificada baseada no algoritmo NSGA-II para o tratamento dos multiobjetivos. Para o cálculo da função objetivo é necessário a utilização de métodos computacionais que analisem os campos no entorno da antena continuamente, sempre que a geometria da antena for modificada. Dessa forma, verifica-se que o método das Diferenças Finitas no Domínio do Tempo é adequado para a simulação da antena proposta, além de realizar a análise no tempo e para diversas frequências em um única simulação. A associação deste método com uma condição de fronteira absorvente, simula um espaço ilimitado absorvendo os campos que alcançam a fronteira do domínio computacional, assegurando assim a precisão dos resultados. No projeto as dimensões da antena – largura e comprimento da plaqueta e comprimento da reentrância – são utilizadas como variáveis de otimização para alcançar os alvos definidos para o projeto da antena – frequência de ressonância de 2,45.

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Daiane Conceição Rafael

Titulo: “ANÁLISE DO DESEMPENHO DE ATERRAMENTOS DE TURBINAS EÓLICAS FRENTE A DESCARGAS ATMOSFÉRICAS.”

Banca Examinadora:

Prof. Dr. Rafael Silva Alípio – CEFET-MG (Orientador)

Prof ª. Drª. Rosilene Nietzsch Dias – CEFET-MG (Coorientadora)

Prof. Dr. Marco Aurélio de Oliveira Schroeder – UFSJ

Prof ª. Drª. Cláudia Rejane de Mesquita – IFMG

Data: 25/04/2018 – 13:00 horas

Local: Auditório do Prédio 19 do CEFET/MG – Campus II

 

Resumo:

Esta dissertação é dedicada ao estudo da resposta transitória de aterramentos elétricos de turbinas eólicas frente a descargas atmosféricas e do impacto do fenômeno de dependência da frequência dos parâmetros elétricos do solo nessa resposta. Essa resposta é avaliada por meio de simulações computacionais empregando-se um rigoroso modelo eletromagnético, validado com resultados experimentais, e considerando condições típicas do Brasil em termos de valores de resistividade elétrica e ondas de corrente de descargas atmosféricas. De acordo com os resultados, dada a natureza concentrada de arranjos de aterramento típicos de aerogeradores, eles apresentam comportamento predominantemente capacitivo, considerando-se resistividades igual ou superior a 300 m. Mostra-se que as elevações de potencial nas terminações de terra podem ser bastante severas, particularmente no caso de solos de resistividade elevada e incidência de primeiras descargas de retorno; nesses casos, medidas complementares podem ser necessárias no sistema de aterramento. Ainda de acordo com os resultados, o fenômeno da dependência da frequência dos parâmetros do solo é responsável pela redução dos níveis de elevação de potencial no aterramento, da impedância impulsiva e do coeficiente de impulso, sendo que tais reduções são mais significativas para solos de maior resistividade e para correntes de descargas subsequentes. Finalmente, mostra-se que, para dimensões típicas de sistemas de aterramentos de turbinas eólicas, considerando resistividades igual ou superior a 300 m e parâmetros do solo dependentes da frequência, o desempenho impulsivo do aterramento de um aerogerador individual é melhor do que o seu desempenho em baixa frequência (impedância impulsiva menor do que a resistência de aterramento).

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Matheus Henrique Rosa Duarte

Titulo: “ IMPACTO DA REPRESENTAÇÃO DE SISTEMAS DE ATERRAMENTO NO DESEMPENHO DE PARA-RAIOS DE LINHAS DE TRANSMISSÃO”

Banca Examinadora:

Prof. Dr. Rafael Silva Alípio – CEFET-MG (Orientador)

Prof. Dr. Alberto Resende de Conti – UFMG (Coorientador)

Prof. Dr. Marco Aurélio de Oliveira Schroeder – UFSJ

Prof. Dr. Ivan José da Silva Lopes – UFMG

Prof. Dr. Antônio Carlos Siqueira de Lima – UFRJ

Data: 16/03/2018 – 14:00 horas

Local: Auditório do Prédio 19 do CEFET/MG – Campus II

 

Resumo:

Descargas atmosféricas consistem na principal ameaça à continuidade de operação de linhas de transmissão. Para minimização dos riscos associados a esse fenômeno, busca-se o estabelecimento de bons sistemas de aterramento de pé de torre, e eventualmente, instalação de para-raios em paralelo com isoladores de linha. Nesse contexto, o presente trabalho avalia qualitativa e quantitativamente o comportamento de para-raios instalados em linhas de transmissão quando da incidência de descargas atmosféricas diretamente no topo de suas torres. Essas avaliações são conduzidas a partir de simulações no domínio do tempo. Em adição, avalia-se o impacto da representação do aterramento de pé de torre nos resultados levantados. São comparados os resultados associados à consideração de representações simplificadas do aterramento – a resistência de aterramento em baixas frequências e a impedância impulsiva –, com os resultados decorrentes da representação do rigoroso comportamento dependente da frequência do aterramento. A interação entre linhas de transmissão, para-raios e descargas atmosféricas é avaliada a partir de dois pontos de vista. Primeiramente, levanta-se o potencial de ruptura da rigidez dielétrica de isoladores. Em um segundo momento, avalia-se a energia acumulada no dispositivo para-raios da linha em virtude dessa descarga. Nas análises realizadas, são variados sistemas de aterramento de pé de torre, descargas atmosféricas de diferentes formas de onda e amplitude, entre outros. Essas variações correspondem a condições de incidência passíveis de ocorrência, considerando a realidade do sistema de transmissão brasileiro. Observou-se que a impedância impulsiva pode ser uma boa representação para o sistema de aterramento submetido a correntes impulsivas em simulações cuja cauda da descarga não apresenta um papel relevante no comportamento estudado. Em simulações nas quais a influência da cauda da descarga é considerável, a representação a partir da impedância impulsiva pode incorrer em erros consideráveis,  subestimando o potencial danoso de descargas atmosféricas em linhas de transmissão.

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Waldri dos Santos Oliveira

Titulo: “ IMPLEMENTAÇÃO DE CONTROLE NÃO LINEAR PARA DRONE QUADRIRROTOR COM FUSÃO DE SENSORES POR FILTRO DE KALMAN”

Banca Examinadora:

Prof. Dr. Eduardo Nunes Gonçalves (Orientador)

Prof. Dr. Giovani Guimarães Rodrigues – CEFET-MG

Prof.ª Dr.ª Ana Sophia Cavalcanti Alves Vilas Boas – UFJF

Data: 19/02/2018 – 14:00 horas

Local: Auditório do Prédio 19 do CEFET/MG – Campus II

 Resumo:

Objetivo desta dissertação de mestrado é a construção de um protótipo de quadrirrotor, um veículo aéreo não tripulado, que permita a implementação e avaliação de estratégias de controle para a estabilização e controle de seus ângulos de atitude. São descritos todos os componentes que compõem o protótipo, entre eles, motores CC brushless para acionamentos das hélices, sistema de controle de velocidade eletrônico dos motores, sensores e microcontrolador. Para implementação das lógicas de medição e controle, é utilizada uma plataforma aberta de hardware, a Arduino^®. No controle de quadrirrotores é fundamental a precisão na medição dos ângulos de atitude, o que afeta a sua estabilidade e segurança. Para a medição dos ângulos de atitude é utilizada uma unidade de medição inercial, composta por um acelerômetro e um giroscópio, construída na forma de um circuito integrado utilizando a tecnologia de sistemas microeletromecânicos. É adotada uma metodologia de fusões de sinais, que utiliza o filtro de Kalman, para determinação do ângulo de atitude a partir dos sinais do giroscópio e do acelerômetro. A metodologia de medição é implementada e avaliada na plataforma Simulink^® para MATLAB^® para posterior implementação na plataforma Arduino^®. É apresentada a modelagem matemática de quadrirrotores que é utilizada para a representação do comportamento do protótipo. Os parâmetros do modelo do protótipo de quadrirrotor são determinados a partir de cálculos baseados nos dados construtivos e por intermédio de testes experimentais. O modelo obtido é utilizado para simulação na plataforma Simulink^® para MATLAB^®, permitindo o projeto e a avaliação da estratégia de controle. É adotada uma técnica de controle não linear, backstepping, que é avaliada tanto por meio de simulação computacional como por testes experimentais no protótipo de quadrirrotor. A metodologia de controle, juntamente com a fusão de sensores pelo filtro de Kalman, são implementadas na plataforma Arduino^® para o controle em tempo real do protótipo de quadrirrotor. Os parâmetros do controlador são obtidos por uma técnica de otimização disponível na plataforma Simulink^®. A técnica de projeto empregada é baseada na obtenção do controlador que garante limites especificados para a resposta transitória da saída controlada. Os resultados experimentais são compatíveis com os resultados de simulação. É verificada a adequação da técnica de controle backstepping para o controle de atitude. Também é comprovada a eficiência do procedimento adotado para o projeto dos parâmetros do controlador não linear.

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AUDINE SENA DE MIRANDA

Título: “Avaliação da Influência dos Modelos de Aterramentos e Linhas de Transmissão na Análise de Sobretensões em Linhas Aéreas Submetidas a Descargas Atmosféricas Diretas Utilizando Plataformas do Tipo ATP/EMTP” .

BANCA EXAMINADORA:

Prof. Dr. Rafael Silva Alípio – CEFET-MG (Orientador)
Prof. Dr. Marco Aurélio de Oliveira Schroeder – UFSJ
Prof. Dr. Alberto Resende Conti – UFMG
Prof. Dr. Rodolfo Antônio Ribeiro de Moura – UFSJ

Local: Auditório do Prédio 19 do CEFET/MG – Campus II

Data:  15 de Fevereiro de 2019 – Sexta-feira -10:00 horas

Resumo:

As descargas atmosféricas são a principal causa de desligamentos não programados em linhas de transmissão. Com o intuito de definir práticas para reduzir o impacto da incidência de descargas em linhas, as simulações computacionais desempenham papel importante, com destaque para as plataformas de cálculo no domínio do tempo, tais como ATP, EMTP-RV e PSCAD. Nesse caso, é de fundamental importância a rigorosa modelagem dos elementos do sistema elétrico, tendo-se em conta o fenômeno em questão que corresponde a uma solicitação impulsiva, com amplo espectro de frequências associado. Este trabalho tem o objetivo de avaliar a influência dos modelos de aterramento e de linhas de transmissão nas sobretensões atmosféricas resultantes da incidência direta de descargas em linhas aéreas, utilizando a plataforma ATP. Com relação ao aterramento elétrico, são consideradas três representações: resistência de aterramento, impedância impulsiva de aterramento e impedância harmônica de aterramento. Com relação à linha de transmissão, são consideradas duas representações: o consagrado modelo JMarti e o modelo chamado neste trabalho de “JMarti modificado” que, diferentemente do modelo JMarti original, contempla a variação dos parâmetros elétricos do solo com a frequência. De acordo com os resultados, a representação do aterramento impacta sensivelmente as sobretensões resultantes e a definição do valor crítico de corrente de descarga que provoca flashover. Considerando a representação via impedância harmônica como referência, a representação via resistência de aterramento leva a valores de corrente crítica inferiores, sendo que as diferenças se tornam mais significativas com o aumento da resistividade do solo. A representação via impedância impulsiva leva a valores de corrente crítica muito próximos àqueles previstos quando se considera a impedância harmônica de aterramento, e pode ser vista como uma boa opção para modelagem do aterramento de linhas de transmissão para estudos de desempenho frente a descargas atmosféricas em programas do tipo ATP/EMTP. Ainda de acordo com os resultados, o modelo de linha apresenta menor influência nas sobretensões resultantes nas cadeias de isoladores. Apenas nos casos de solo de resistividade mais elevada o efeito da inclusão da dependência da frequência dos parâmetros elétricos do solo no modelo de linha (“JMarti modificado”) leva a diferenças perceptíveis nas sobretensões desenvolvidas, especialmente quando se considera a incidência a meio de vão.

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GABRIEL ALVES FERREIRA DIAS

Título: “Cálculo de Transitórios Eletromagnéticos em Linhas de Transmissão Aéreas Trifásicas: Uma Modelagem no Domínio das Fases Considerando a Dependência da Frequência dos Parâmetros Elétricos do Solo” .

BANCA EXAMINADORA:

Prof. Dr. Rafael Silva Alípio – CEFET-MG (Orientador)
Prof. Dr. Marco Aurélio de Oliveira Schroeder – UFSJ
Prof. Dr. Alberto Resende Conti – UFMG
Prof. Dr. Rodolfo Antônio Ribeiro de Moura – UFSJ

Local: Auditório do Prédio 19 do CEFET/MG – Campus II

Data:  15 de Fevereiro de 2019 – Sexta-feira -14:00 horas

Resumo:

A modelagem matemática de problemas de engenharia envolve o emprego de uma ou mais equações algébricas, diferenciais ou integrais. Determinar uma solução analítica é possível apenas para uma pequena parte desses problemas; na maior parte dos casos, é um processo extremamente complexo ou até impossível. Nestes casos é necessário utilizar técnicas numéricas computacionais que calculem soluções aproximadas. Uma importante classe dessas técnicas é a classe dos métodos sem malha ou meshless, cujo funcionamento, diferentemente de métodos como o de elementos finitos ou de diferenças finitas, não dependem da criação de malhas. Para a representação discreta do problema utilizam um conjunto de nós distribuídos ao longo domínio e das suas fronteiras sem requerer, no entanto, que qualquer relação entre estes nós seja estabelecida. Métodos sem malha já foram aplicados com sucesso na solução de problemas de eletromagnetismo, tanto em baixas quanto em altas frequências, incluindo aí problemas de propagação de ondas. Os problemas de propagação como o do espalhamento eletromagnético são, em geral, problemas abertos ou ilimitados e a sua solução numérica exige a aplicação de alguma técnica de limitação do domínio computacional. As condições de contorno absorventes (ABCs), tradicionalmente utilizadas para esta finalidade, tem sido mais recentemente substituídas por técnicas baseada no conceito de camadas perfeitamente casadas, ou PML. Dentre as diversas variações de PML existentes, destaca-se a PML uniaxial, desenvolvida a partir da interpretação física do conceito originalmente proposto. Nessa abordagem, o domínio é envolvido em camadas de um material anisotrópico fictício cujas características são projetadas para que as camadas se comportem como um absorvedor eficiente perfeitamente casado com o material do domínio. A UPML limita o domínio simulando, contudo, o comportamento de uma onda que se propaga num meio ilimitado. Este trabalho analisa o problema do espalhamento eletromagnético em duas dimensões, suas definições e seu equacionamento matemático. Analisa também o método sem malha IEFG (ou método de Galerkin interpolante livre de elemento), suas características, fundamentação matemática e formulação. O problema do espalhamento de um onda plana por um cilindro infinito na direção z é então solucionado pela técnica numérica combinada IEFG-UPML. A análise da técnica proposta é realizada, primeiramente, na forma de análises paramétricas do método IEFG e da UPML. Em seguida, avalia-se o desempenho do método e a precisão das soluções geradas aplicando-se os parâmetros determinados na solução do espalhamento por cilindros de diferentes dimensões. Utilizam-se nessas análises comparativas a solução analítica e um solução numérica obtida pelo método IEFG-ABC, em que o domínio é limitado pela condição absorvente de Bayliss-Turkel de primeira ordem.

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NOVACK HENRIQUE GARCIA SILVA

Título: “Avaliação da Proteção Diferencial de Transformadores de Potência a Partir da Transformada Wavelet”

BANCA EXAMINADORA:

Prof. Dr. Rafael Silva Alípio – CEFET-MG (Orientador)
Profª. Drª. Úrsula Do Carmo Resende – CEFET-MG
Prof. Dr. Eduardo Gonzaga da Silveira – CEFET-MG
Prof. Dr. Luís Henrique Lopes Lima – UFJF

Local: Sala 101 do Departamento de Computação do CEFET/MG – Campus II

Data:  28 de Fevereiro de 2019 – Quinta-feira -14:00 horas

Resumo:

Os transformadores de potência são equipamentos imprescindíveis ao suprimento de energia elétrica, cujo reparo ou substituição implica em maior tempo de interrupção, custos diretos e indiretos. O alto custo deste equipamento, aliado à sua importância para o sistema elétrico, requer uma atenção especial quanto a sua operação, proteção e manutenção. É essencial que as concessionárias de energia elétrica invistam em sistemas de proteção que garantam ao sistema elétrico segurança, confiabilidade e maior qualidade de serviço. A principal metodologia adotada para proteção dos transformadores de potência corresponde à proteção diferencial, utilizando tradicionalmente a estimação de fasores de frequência fundamental, através dos quais se calculam as correntes de operação e restrição. A partir de um plano operacional, com regiões de atuação e bloqueio, tem-se a atuação ou não do relé. Para discriminar faltas e condições de energização, normalmente utiliza-se a análise harmônica pela transformada de Fourier. Apesar da grande aplicabilidade da proteção diferencial utilizando a ferramenta proposta por Fourier, o relé diferencial pode ser sensibilizado por eventos transitórios em que não se deseja que a proteção isole o sistema. A principal limitação do método de Fourier consiste no fato de não apresentar a capacidade de analisar as correntes diferenciais de operação e restrição em tempo-frequência. O presente trabalho, portanto, propõe a utilização da transformada wavelet cuja característica principal consiste em analisar sinais tanto no domínio do tempo como no domínio da frequência. A metodologia para aprimorar o desempenho da proteção diferencial em transformadores de potência corresponde em decompor o sinal de análise em coeficientes de aproximação e de detalhe a partir da técnica de análise de multi-resolução (AMR) da transformada wavelet e, por meio da variação de energia espectral dos coeficientes, propor uma lógica operacional para discriminar faltas internas de outros eventos. A eficácia do algoritmo é atestada a partir da submissão do algoritmo a um conjunto de simulações obtidas de sistema elétrico modelado no software ATPDraw com elementos suficientes para reproduzir os efeitos dos transitórios eletromagnéticos no transformador de potência.

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PAULA CARVALHO RESENDE

Título: “Abordagem Multicritérios na Otimização de Linhas Aéreas de Transmissão.”

BANCA EXAMINADORA:

Prof. Dr. Márcio Matias Afonso – CEFET-MG (Orientador)
Prof. Dr. Marco Aurélio de Oliveira Schroeder – UFSJ
Prof. Dr. Rafael Silva Alípio – CEFET-MG
Dr. Adriano Chaves Lisboa – ENACOM

Local: Auditório do Prédio 19 do CEFET/MG – Campus II

Data:  26 de Abril de 2019 – Sexta-feira -14:00 horas

Resumo:

A otimização de problemas reais envolve cada vez mais variáveis, objetivos conflitantes a serem alcançados e restrições. Com o aumento desses parâmetros há um aumento nos conjuntos de soluções eficientes para a solução do problema. Nos problemas de linhas de transmissão não seria diferente. Com o aumento da demanda de energia elétrica, os estudos das técnicas que melhorem o desempenho da linha e a capacidade de transmissão estão em evidência. Dentro desse contexto, as técnicas de recapacitação não convencionais tem como objetivo maximizar a potência natural das linhas por meio da adequação dos seus parâmetros elétricos. Essa adequação é obtida pela otimização da configuração geométrica dos condutores da linha de transmissão. Contudo, devido ao número de variáveis e objetivos a serem alcançados, o resultado final dessa otimização se dá por um conjunto de soluções não-dominadas. Assim, introduz-se o problema da decisão, ou seja, escolher entre várias soluções ótimas aquela que for mais satisfatória considerando as preferências do decisor. Dessa forma, esse trabalho propõe uma metodologia e ferramenta computacional que busca maximizar a potência natural e minimizar os campos elétrico e magnético ao nível do solo, sem violar as restrições geométricas e elétricas impostas pelo problema. Para isso, utiliza-se a estratégia populacional do algoritmo de Evolução Diferencial para obter o conjunto de soluções ótimas pertencentes à fronteira Pareto-ótima. Para auxiliar o decisor na escolha de uma única solução final, que satisfaça suas preferências, aplica-se os métodos de tomada de decisão, um pertencente à Escola Americana, SMARTS; e outro da Escola Francesa, PROMETHEE II. Todos os resultados obtidos por ambos métodos de decisão na escolha da solução final da otimização multiobjetivo de LTs foram eficientes, contudo, o PROMETHEE II representa melhor as preferências do decisor, mas necessita de um custo computacional maior.

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DANIELLE SILVA GONTIJO

Título: “Síntese de Controle Robusto H-infinto de Sistemas em Tempo Discreto Lineares Invariantes no Tempo com Dependência Polinomial de Parâmetros Baseada no Algoritmo Evolução Diferencial .”

BANCA EXAMINADORA:

Prof. Dr. Eduardo Nunes Gonçalves – CEFET-MG (Orientador)
Prof. Dr. Valter Júnior de Souza Leite– CEFET-MG
Prof. Dr. Fernando de Oliveira Souza – UFMG

Local: Auditório do Prédio 19 do CEFET/MG – Campus II

Data:  02 de Maio de 2019 – Quinta-feira -13:40 horas

Resumo:

Esta dissertação trata da síntese de controle robusto H ∞ por realimentação de saída estática ou dinâmica para sistemas lineares invariantes no tempo em tempo discreto, dependentes de parâmetros. A síntese de controle robusto é um problema de difícil solução, pois requer resolver um problema de otimização semi-infinita, ou seja, encontrar um controlador ótimo que minimiza o pior caso do desempenho e garante a estabilidade do sistema para o domínio infinito de incertezas. A combinação de modelos politópicos e formulações baseadas em desigualdades matriciais lineares para análise e síntese de sistemas de controle robusto é muito popular, uma vez que é possível transformar o problema de difícil solução em um problema mais simples, verificando apenas os vértices do politopo. Entretanto, existem restrições sobre os problemas que podem solucionar, o custo computacional pode aumentar rapidamente com o número de vértices do politopo, tornando o procedimento computacionalmente inviável, e em alguns casos não é possível encontrar a melhor solução ou até mesmo um controlador robustamente estável. Nesta dissertação é aplicada uma estratégia diferente da usual para resolver o problema de otimização semi-infinita considerando um procedimento iterativo de duas etapas, síntese e análise, em que cada etapa possui problemas de otimização mais fáceis de serem resolvidos. Em ambas as etapas, síntese e análise, é utilizado o método evolução diferencial, um algoritmo de otimização evolutivo de simples implementação, com poucos parâmetros de ajuste, possibilitando encontrar soluções eficientes para vários problemas de otimização, abrangendo problemas multimodais. O procedimento apresentado pode ser aplicado a qualquer tipo de problema de controle considerando controladores com qualquer estrutura e ordem. São apresentados exemplos ilustrativos aplicando o procedimento proposto e outros utilizados na literatura a fim de comparação, em que o método apresentado resulta em melhores soluções em alguns dos exemplos, sendo o único método que pode fornecer um controlador robustamente estável para o último exemplo, considerando os métodos disponíveis na literatura até o presente momento, comprovando a eficiência do procedimento de síntese de controle robusto.

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RODRIGO CÁSSIO DE BARROS

Título: “Lifetime Evaluation of Multifunctional Single-Phase PV Inverter During Harmonic Current Compensation”

BANCA EXAMINADORA:

Prof. Dr. Heverton Augusto Pereira – UFV (Orientador)
Prof. Dr. Marcelo Martins Stopa – CEFET-MG
Prof. Dr. Wallace do Couto Boaventura – UFMG

Local: Auditório do Prédio 19 do CEFET/MG – Campus II

Data:  03 de Maio de 2019 – Sexta-feira -13:00 horas

Resumo:

A qualidade da energia da rede elétrica do ponto de vista de poluição harmônica a está sendo comprometida nas últimas décadas devido ao aumento das unidades de microgeração distribuída e das cargas não lineares conectadas à rede. Neste contexto, inversores fotovoltaicos (FV) multifuncionais têm sido descritos como uma plausível solução para a melhoria na qualidade de energia. A ideia principal é usar o inversor FV para serviços auxiliares, como compensação de corrente harmônica. Portanto, é necessário verificar o quanto esta extra funcionalidade pode afetar a vida útil do inversor fotovoltaico. No entanto, essa tarefa não é simples, uma vez que a corrente do inversor apresenta diferentes comportamentos dependendo da componente harmônica que está sendo compensada. Além disso, com a metodologia atualmente disponível na literatura, a estimativa do consumo de vida útil do inversor FV seria complexa, uma vez que se considera apenas a injeção da componente fundamental da corrente na rede elétrica. Assim, este trabalho propõe uma metodologia de estimativa de vida útil, que considera o efeito de qualquer componente harmônica durante o processo de compensação. Além disso, as perdas de condução e chaveamento de um IGBT durante o processo de compensação de corrente harmônica é modelado neste trabalho. A estimativa de vida útil é realizada considerando-se um inversor FV de 5kW, no qual observou-se a dependência da mesma em relação à componente harmônica, à corrente fundamental, à ordem harmônica e ao ângulo de fase.

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SILAS MARTINS SOUSA

Título: “Controle de Conversor c.c/c.c SEPIC em Modo Corrente Aplicado ao Inversor Fotovoltaico Trifásico Conectado à Rede Elétrica.”

BANCA EXAMINADORA:

Prof. Dr. Heverton Augusto Pereira – UFV (Orientador)
Prof. Dr. Giovani Guimarães Rodrigues– CEFET-MG (Coorientador)
Prof. Dr. Marcelo Martins Stopa– CEFET-MG
Prof. Dr. Seleme Isaac Seleme Júnior – UFMG

Local: Auditório do Prédio 19 do CEFET/MG – Campus II

Data:  24 de Maio de 2019 – Sexta-feira -13:00 horas

Resumo:

Os conversores c.c./c.c. são utilizados em várias aplicações industriais e residenciais. Uma dessas aplicações é em inversores de sistemas fotovoltaicos. O conversor c.c./c.c. converte a tensão do string fotovoltaico ao nível de tensão desejado no estágio c.c./c.a. do inversor. Para isso são utilizados, usualmente, conversores elevadores de tensão. A proposta deste trabalho é analisar a utilização do conversor c.c./c.c. elevador-abaixador da topologia SEPIC, bem como desenvolver sua modelagem e o projeto do controlador em modo corrente. O objetivo de se utilizar o controle em modo corrente é eliminar o capacitor de interface com o string fotovoltaico. Como o conversor SEPIC é de quarta ordem (quatro elementos armazenadores de energia) seu projeto de controle pode significar um problema devido à sua complexidade. A metodologia do projeto de controle proposta neste trabalho utiliza a condição de módulo do método do lugar das raízes. Os algoritmos Seguidor de Máxima Potência (SMP) são utilizados para extrair a máxima potência em sistemas fotovoltaicos. Os algoritmos SMP tradicionais são eficientes para controle em modo tensão porém, devido ao problema de saturação de corrente frente à queda de irradiância solar, perdem a eficiência. O SMP proposto neste trabalho controla a corrente do painel fotovoltaico e atua no problema de saturação de corrente para elevar a eficiência do sistema. Os resultados simulados para um conversor trifásico de 1,6 kVA mostraram a eficiência dinâmica do SMP proposto.

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JEAN CÉSAR FAGUNDES CASTRO

Título: “Implementação do Método FDTD paralelizado em Geometrias Cilíndricas com o uso da Excitação Radial.”

BANCA EXAMINADORA:

Prof. Dr. Sandro Trindade Mordente Gonçalves – CEFET-MG (Orientador) Prof. Dr. Gustavo Campos Menezes – CEFET-MG (Coorientador)
Prof. Dr. Gláucio Lopes Ramos – UFSJ
Prof. Dr. Cássio Gonçalves do Rego – UFMG

Local: Auditório do Prédio 19 do CEFET/MG – Campus II

Data:  27 de Junho de 2019 – Quinta-feira -13:00 horas

Resumo:

Visando a implementação da paralelização, elaborou-se um código de FDTD em linguagem C++utilizando a API OpenMP. Ocódigoelaborado,além deimplementar aparalelização, possui uma estrutura que permite a fácil inserção de geometrias complexas, diferentes tipos de excitação, cálculo durante e após as iterações temporaise mudança do tipo de fronteira absorvente sem alterar as que já estão implementadas. Isso se deve à utilização dosconceitosde herança, polimorfismo e encapsulamento da orientação à objeto.Com o programa desenvolvido, consegue-se realizar diversas análises sem a necessidade de recompilar o código, alterando-se apenas os dados de entrada. Com essa ferramenta,foifeitaa análise de geometrias complexas eavaliação e implementação de uma excitação proposta: a excitação radial.A excitação radial possui a característica de inserir, já no plano de excitação, uma onda TEM. Utilizando essa excitação,extingue-seosmodos espúrios na simulação, há a rápida conformação da onda na simulação e reduçãodo espaço de simulação.Para comprovação da excitação e a versatilidade do código, implementou-se diferentes formas de cálculo de potencial e corrente elétricos. A partir dessas formas de cálculo foram realizadas comparações entre diferentes caminhos para cálculo do potencial e corrente elétricos, apresentando-se diversos resultados e a devida comparação entres as formas de cálculos.

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RENATA OLIVEIRA DE SOUSA

Título: “Modulation Strategy Impact on Energy Storage Requirements and Lifetime Evaluation of Modular Multilevel Converter Based STATCOM.”.

BANCA EXAMINADORA:

Prof. Dr. Heverton Augusto Pereira – UFV (Orientador)
Prof. Dr. Marcelo Martins Stopa– CEFET-MG
Prof. Dr. Seleme Isaac Seleme Júnior – UFMG

Local: Auditório do Prédio 19 do CEFET/MG – Campus II

Data:  28 de Junho de 2019 – Sexta-feira -13:00 horas

Resumo:

Os sistemas de distribui ̧c ̃ao e transmiss ̃ao possuem uma enorme variedade de cargas. Noentanto, a maioria dessas cargas ́e n ̃ao-resistiva ou flutuante. Essas cargas podem gerarvaria ̧c ̃oes de tens ̃ao que afetam a opera ̧c ̃ao e a eficiˆencia dos sistemas. Para minimizar essesproblemas, a compensa ̧c ̃ao de potˆencia reativa ́e indicada. Neste contexto,o CompensadorS ́ıncrono Est ́atico (STATCOM, do inglˆesStatic Synchronous Compensator) tem sidoamplamente utilizado. O principal desafio no projeto de STATCOMs de m ́edia e altatens ̃ao ́e definir uma topologia de conversor que deve atingir n ́ıveis altos de potˆencia e tens ̃aocom chaves semicondutoras padr ̃ao. Neste contexto, a topologiaDouble-Star Chopper Cell(DSCC), da fam ́ılia de Conversores Modulares Multin ́ıveis em Cascata, provou ser umaop ̧c ̃ao atraente para aplica ̧c ̃oes STATCOM de m ́edia e alta tens ̃ao. No entanto, a topologiaDSCC apresenta alguns desafios relacionados a estrat ́egias de modula ̧c ̃ao, requisitos dearmazenamento de energia e confiabilidade. Em rela ̧c ̃ao ao requisito de armazenamentode energia, a literatura considera no projeto as tens ̃oes dos capacitores balanceadas. Noentanto, dependendo da estrat ́egia de modula ̧c ̃ao, as tens ̃oes do capacitor oscilam dentro deum intervalo e com um espalhamento. Em termos de confiabilidade, a literatura apresentatrabalhos nos quais ́e avaliado o tempo de vida ́util do DSCC. Entretanto, nenhum dessestrabalhos leva em conta o efeito n ̃ao desprez ́ıvel doripplede tens ̃ao nos capacitores dac ́elula e tamb ́em como a estrat ́egia de modula ̧c ̃ao pode afetar esseripplede tens ̃ao e,consequentemente, a vida ́util do capacitor. Portanto, este trabalho considera o efeitode todos os componentes da c ́elula (ou seja, dispositivos semicondutores e capacitores) eanalisa o impacto das estrat ́egias de modula ̧c ̃ao na vida ́util de um DSCC-STATCOM.Para este prop ́osito, duas estrat ́egias de modula ̧c ̃ao s ̃ao selecionadas:PS-PWM (do inglˆesPhase-Shifted Pulse-Width Modulation) e NLC-CTB (do inglˆesNearest-Level Control withCell Tolerance Band algorithm). Al ́em disso, este trabalho apresenta o ́ındice de fator deespalhamento para comparar diferentes estrat ́egias de modula ̧c ̃ao em termosde capacidadede balanceamento de tens ̃ao do capacitor. Al ́em disso, os requisitos de armazenamentode energia para cada estrat ́egia de modula ̧c ̃ao s ̃ao discutidos. Para analisar o efeito dorippleda tens ̃ao do capacitor da c ́elula na vida ́util, a metodologia que melhor representaseu efeito no modelo de vida ́util do capacitor, bem como sua frequˆencia de amostragem,s ̃ao investigadas. Os resultados indicaram que diferentes estrat ́egias de modula ̧c ̃ao podemexigir armazenamento de energia distintos. De fato, o NLC-CTB requer armazenamentode energia 44 % maior que o PS-PWM. Como consequˆencia, o n ́umero de capacitores afetao tempo de vida ́util do banco de capacitores. Por outro lado, as estrat ́egias de modula ̧c ̃aopodem produzir diferentes perdas de energia que tamb ́em afetam o tempo de vida ́util daschaves e geram custos adicionais.

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MARCUS PAULO SILVA DE ABREU

Título: “Síntese de Controladores Multivariáveis Baseados em Controle.”

BANCA EXAMINADORA:

Prof. Dr. Eduardo Nunes Gonçalves – CEFET-MG (Orientador)
Prof. Dr. Márcio Júnior Lacerda – UFSJ
Prof. Dr. Márcio Fantini Miranda – UFMG

Local: Auditório 117 do Prédio 20 do CEFET/MG – Campus II

Data:  28 de Junho de 2019 – Sexta-feira -14:00 horas

Resumo:

Os processos industriais, frequentemente, possuem plantas com m ́ultiplas en-tradas e m ́ultiplas sa ́ıdas com atrasos no tempo em suas malhas, o que dificultaa realiza ̧c ̃ao do controle. Os controladores PID, que a despeito dos avan ̧cos nossistemas de controle digital, s ̃ao majorit ́arios no ambiente industrial, necessi-tam do ajuste de trˆes parˆametros: o ganho proporcional, o tempo derivativoe o tempo integral. Com a estrutura de controle por modelo interno, por ́em, ́e poss ́ıvel obter controladores PID ou PI sintonizando apenas um parˆametropor malha de controle. Nesse contexto, essa disserta ̧c ̃ao apresenta uma formade projeto simples e eficiente de controladores PI, com desacoplador, baseadono controle por modelo interno e em otimiza ̧c ̃ao multiobjetivo. Inicialmente, ́eprojetado um desacoplador, utilizando o m ́etodo Evolu ̧c ̃ao Diferencial para mi-nimizar a diferen ̧ca entre as respostas transit ́orias da matriz de transferˆenciadiagonal especificada e o sistema desacoplado. A partir do sistema desaco-plado, s ̃ao utilizadas as regras de sintonia IMC para gerar os controladores PI(IMC-PI). ́E proposto nesse trabalho a aplica ̧c ̃ao do algoritmo Evolu ̧c ̃ao Dife-rencial para Otimiza ̧c ̃ao Multiobjetivo para determina ̧c ̃ao dos parˆametros doscontroladores IMC-PI, o que torna poss ́ıvel a obten ̧c ̃ao de um grupo de solu- ̧c ̃oes eficientes com diferentes compromissos entre o rastreamento da referˆenciae o esfor ̧co de controle. Para mostrar a efic ́acia da metodologia abordada, oscontroladores IMC-PI propostos s ̃ao aplicados em trˆes exemplos ilustrativosde sistemas com forte acoplamento, sendo dois deles com elementos de atrasoem suas malhas.

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AYRES HENRIQUE VILARINO DE BARROS

Título: “SÍNTESE DE CONTROLADOR PID ROBUSTO MULTIVARIÁVEL COM PREDITOR DE SMITH FILTRADO ATRAVÉS DE MÉTODO DE OTIMIZAÇÃO EVOLUTIVO.”

BANCA EXAMINADORA:

Prof. Dr. Eduardo Nunes Gonçalves – CEFET-MG (Orientador)
Prof. Dr. Valter Júnior de Souza Leite – CEFET-MG
Prof. Dr. Victor Costa da Silva Campos – UFMG

Local: Auditório do Prédio 19 do CEFET/MG – Campus II

Data:  11 de Julho de 2019 – Quinta-feira -09:30 horas

Resumo:

Dentre os processos industriais existentes, um caso particular são aqueles que apresentam em suas dinâmicas elevado atraso, ou tempo morto. Para esse caso, estudos prévios na literatura indicam que técnicas clássicas empregando apenas controladores PID têm dificuldades para atender os critérios de estabilidade e desempenho. Uma solução para esse problema é conhecida como preditor de Smith, que permite projetar o controlador para o modelo da planta livre dos atrasos. Porém, trata-se de um esquema sensível às incertezas dos parâmetros da planta. Nesta dissertação é utilizado um procedimento iterativo de sintonia de controlador robusto PID com preditor de Smith filtrado para sistemas multivariáveis, com número de entradas igual ao número de saídas ou não, contínuos no tempo, com atrasos incertos variando em faixas. A contribuição mais importante deste trabalho é apresentar uma metodologia alternativa para tratar o problema de sintonia de controlador multivariável em sistemas incertos com atrasos dominantes. A proposta é sintonizar o controle PID com preditor de Smith e filtro de robustez de forma que as saídas de malha fechada da planta controlada se aproximem das saídas de um modelo de referência, ambos sujeitos às mesmas entradas exógenas. Tal objetivo de controle pode ser formulado como um problema de otimização em que se deseja minimizar a integral do erro ao quadrado, ou outro critério. Um modelo de referência diagonal é adotado para impor o desacoplamento entre as malhas de controle. Cada elemento da diagonal do modelo de referência determina as características desejadas para as respostas de rastreamento de referência. Ao se considerar que parte dos parâmetros do sistema não são precisamente conhecidos, mas que os mesmos podem estar dentro de um intervalo fechado, o problema de otimização multiobjetivo se torna um problema de otimização semi-infinita multiobjetivo, de difícil solução, em que é necessário minimizar o pior caso do domínio de incerteza com infinitos pontos, tanto para o sinal de referência, quanto para as perturbações. Para solucionar tal problema, é possível aplicar um procedimento iterativo de dois passos. No primeiro passo a otimização é transformada em mono-objetivo e realizada para um conjunto finito de pontos e, no segundo passo, o controlador obtido é verificado para os pontos do domínio infinito de incerteza. Havendo necessidade, novos pontos podem ser acrescentados no conjunto até que o resultado da otimização do primeiro passo seja similar ao resultado da análise no segundo passo. Neste trabalho é aplicado o algoritmo Evolução Diferencial tanto para o passo de sintonia quanto para o passo de análise. Alguns exemplos ilustrativos são considerados para demonstrar a eficácia desta técnica e os resultados obtidos pelo procedimento proposto são comparados com outros da literatura.

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RAMON HENRIQUES DE SOUZA

Título: “Estudo e Implementação de Técnicas de Modulação para um Inversor Trifásico de Cinco Níveis.”

BANCA EXAMINADORA:

Prof. Dr. Marcelo Martins Stopa – CEFET-MG (Orientador)
Prof. Dr. Alex Sander Amável Luiz– CEFET-MG (Coorientador)
Prof. Dr. Heverton Augusto Pereira – CEFET-MG
Prof. Dr. Marcos Antônio Severo Mendes – UFMG

Local: Auditório do Prédio 19 do CEFET/MG – Campus II

Data:  08 de Agosto de 2019 – Quinta-feira – 15:10 horas

Resumo:

Os conversores multiníveis são utilizados nas áreas de siderurgia e mineração, onde se demanda potências elevadas, em média e alta tensão. Para se obter melhor desempenho nessa condição, são realizados estudos nas topologias e nas técnicas de modulação empregadas. Este trabalho apresenta um estudo de uma topologia alternativa de conversor NPC (Neutral Point Clamped – Ponto de neutro grampeado) de cinco níveis, denominado conversor Tipo G, para comando de máquinas em média tensão. Esta topologia é baseada em braços de conversores NPC de três níveis. Para comando das chaves deste conversor são estudadas e analisadas seis técnicas de PWM (Pulse Width Modulation – modulação por largura de pulso), operando em baixas frequências. Resultados de simulação, obtidos através do software PLECS Standalone®, são utilizados para avaliação comparativa dessas técnicas. As técnicas são comparadas quanto à THD (Total Harmonic Distortion – Taxa de distorção harmônica), número de comutações, posição dos espectros harmônicos e simetria da forma de onda da tensão sintetizada, conseguindo assim avaliar a operação no comando e acionamento de máquinas. Os moduladores foram implementados em um DSP TMS320F28335 da Texas Instruments™ e, por meio de protótipo do conversor desenvolvido em laboratório, resultados experimentais foram obtidos, comparando-os com aqueles obtidos por meio de simulação e confrontados com a teoria. Os resultados mostram que, de acordo com os critérios estabelecidos, a técnica PWM do tipo PD-Unipolar apresenta o melhor desempenho global.

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MICHELLE FERREIRA DE FARIA CASTRO

Título: “Estabilização de Sistemas Incertos Discretos e Variantes no Tempo Sujeitos a Atrasos nos Estados e Entradas Saturantes.”

BANCA EXAMINADORA:

Prof. Dr. Valter Júnior Souza Leite – CEFET-MG (Orientador)
Prof. Dr. Márcio Júnior Lacerda – UFSJ
Prof. Dr. Eugênio de Bona Castelan Neto – UFSC
Dr. Alexandre Seuret – LAAS

Local: Auditório de Divinópolis do CEFET/MG – Campus Divinópolis

Data:  27 de Agosto de 2019 – Terça-feira -09:30 horas

Resumo:

Neste trabalho s ̃ao propostas condi ̧c ̃oes de s ́ıntese de controladores por rea-limenta ̧c ̃ao de estados para sistemas incertos discretos no tempo com atrasonos estados e entradas saturantes. A satura ̧c ̃ao do atuador ́e representadaem termos de uma n ̃ao-linearidade do tipo zona-morta, com a consequenteaplica ̧c ̃ao da condi ̧c ̃ao generalizada de setor. Devido a satura ̧c ̃ao ́e necess ́arioestimar uma regi ̃ao de atra ̧c ̃ao dentro da qual todas as trajet ́orias iniciadasem seu interior permane ̧cam nessa regi ̃ao e convirjam para a origem. Assim,o objetivo ́e determinar condi ̧c ̃oes para s ́ıntese de controladores do tipo rea-limenta ̧c ̃ao de estados, que garantam para um conjunto de condi ̧c ̃oes iniciaisadmiss ́ıveis a estabilidade assint ́otica de sistemas incertos discretos no tempocom atraso nos estados e satura ̧c ̃ao de atuadores. Para isso,s ̃ao propostasduas abordagens: a primeira utilizando uma fun ̧c ̃ao de Lyapunov-Krasovskiiadequada que trata os estados atrasados e a segunda reescrevendo o sistemacom atraso como um sistema incerto aumentado livre de atraso e chaveadopelo valor do atraso. Dessa forma, as principais contribui ̧c ̃oes desse trabalhos ̃ao trˆes. A primeira ́e propor uma desigualdade de somat ́orios respons ́avel poratrasos vari ́aveis no tempo em que ́e fornecido um m ́etodo para deduzir umacondi ̧c ̃ao de estabiliza ̧c ̃ao menos conservadora. A segunda ́epropor uma novacaracteriza ̧c ̃ao do conjunto admiss ́ıvel de sequˆencias iniciais que consiste nadefini ̧c ̃ao de trˆes conjuntos, produzindo sequˆencias iniciais com maior normado que abordagens semelhantes na literatura. E por ́ultimo foi verificado quea inclus ̃ao na composi ̧c ̃ao do sinal extra da condi ̧c ̃ao generalizada de setor,pode aumentar o tamanho da estimativa da regi ̃ao de atra ̧c ̃ao. Por fim, s ̃aoapresentados exemplos num ́ericos para demonstrar a eficiˆencia dos m ́etodospropostos e comparar com outros existentes na literatura.

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WILLIAM CAIRES SILVA AMORIM

Título: “High Performance Simulation Models for ES-STATCOM based on Modular Mutilevel Converters.”

BANCA EXAMINADORA:

Prof. Dr. Heverton Augusto Pereira – CEFET-MG (Orientador)
Prof. Dr. Allan Fagner Cupertino – CEFET-MG
Prof. Dr. Fernando Lessa Tofoli – UFSJ
Prof. Dr. Tomás Perpetuo Corrêa – UFMG

Local: UFV – campus Universitário – Auditório do Departamento de Engenharia Elétrica

Data:  16 de Dezembro de 2019 – Segunda-Feira – 09:00 horas

Resumo:

Devido à crescente integração de energias renováveis, os sistemas elétricos de potência podem tornar-se mais suscetíveis a desequilíbrios de tensão da rede, distúrbios de frequência, ressonâncias harmônicas, entre outros. Desta forma, diversos trabalhos apontam que os serviços auxiliares fornecidos pelos sistemas de armazenamento de energia podem minimizar esses problemas. A combinação do armazenamento de energia por baterias eletroquímicas e de compensadores síncronos estáticos (STATCOMs, do inglês Static Synchronous Compensator) figura como uma das propostas para reduzir o custo destes sistemas. Os conversores modulares multiníveis são apresentados como uma boa solução para a realização de sistemas de armazenamento de energia e de STATCOM, devido à sua alta eficiência, modularidade, qualidade da tensão de saída, entre outros. No entanto, existe uma elevada complexidade no estudo da integração de sistemas de armazenamento de energia e de STATCOM baseado em conversores modulares multiníveis, aplicados a um sistema elétrico de potência. Esta complexidade é devido à presença de conversores eletrônicos de potência, sistema de transmissão, fontes renováveis, transformadores, entre outros, que acarretam em um alto esforço computacional para simulação. Neste sentido, este trabalho apresenta o projeto detalhado de um conversor modular multinível e a implementação de três modelos computacionais de simulação de ordem reduzida. Os modelos computacionais representam conversores modulares multiníveis aplicados em sistemas de armazenamento de energia agregado a um STATCOM, denominado ES-STATCOM (do inglês Energy Storage System – Static Synchronous Compensator). O desempenho destes modelos é comparado em três estudos de casos: análise do processo de carga e descarga do sistema de armazenamento, estudo de suporte de frequência e, finalmente, de suporte de tensão, considerando um conversor modular multinível de 100 MVA conectado a uma rede elétrica de 33 kV. Os resultados revelaram uma alta similaridade do comportamento dinâmico de variáveis como potência ativa, potência reativa, corrente circulante e corrente da rede, entre os modelos de simulação de ordem reduzida. Além disso, os modelos foram comparados em termos da figura de mérito de erro absoluto integral normalizado e do tempo total de processamento, revelando um baixo erro entre os modelos de ordem reduzida, além de uma redução entre 50% a 70% do tempo de processamento total.

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JOÃO VICTOR MATOS FARIAS

Título: “Redundancy Desing for Modular Multilevel Converter based STATCOMs.”

BANCA EXAMINADORA:

Prof. Dr. Heverton Augusto Pereira – CEFET-MG (Orientador)
Prof. Dr. Allan Fagner Cupertino – CEFET-MG (Coorientador)
Prof. Dr. Fernando Lessa Tofoli – UFSJ
Prof. Dr. Tomás Perpetuo Corrêa – UFMG

Local:UFV – campus Universitário – Auditório do Departamento de Engenharia Elétrica

Data:  16 de Dezembro de 2019 – Segunda-Feira -14:00 horas

Resumo:

Os sistemas de distribuição e transmissão de média/alta tensão possuem uma enorme variedade de cargas não lineares. Além disso, a grande penetração de fontes de energia renováveis no sistema elétrico tem motivado estudos relacionados ao compensador síncrono estático (STATCOM, do inglês static synchronous compensator). Nesse contexto, o conversor multinível é uma tecnologia interessante para esta aplicação. Uma atenção especial é dada aos conversores modulares multiníveis em cascata (MMCCs, do inglês modular multilevel cascaded converters) devido à alta escalabilidade, modularidade, redundância e eficiência, que são características inerentes à topologia. Para ser capaz de atuar em altos níveis de tensão, é necessário associar um grande número de células/dispositivos semicondutores, que pode afetar a confiabilidade do conversor. Células redundantes podem ser empregadas para atender aos requisitos de confiabilidade do conversor. No entanto, o projeto do fator de redundância ainda é um campo a ser explorado. Este trabalho propõe um modelo de confiabilidade para a seleção correta do número de células redundantes, visando atingir uma meta de vida útil determinada. Este modelo combina as análises de falhas aleatórias e falhas por desgaste. O fator de redundância é calculado para determinados requisitos de confiabilidade, ou seja, este trabalho propõe um projeto de redundância orientada a confiabilidade. O estudo de caso é baseado em um MMCC STATCOM de 13,8 kV/17 MVA. A implementação do conversor é baseada em quatro tensões de bloqueio comerciais de dispositivos semicondutores (1,7, 3,3, 4,5 e 6,5 kV). Os custos de capital (CAPEX, do inglês capital expenditure) e os custos operacionais (OPEX, do inglês operational expenditure) são estimados considerando o fator de redundância necessário. Considerando como objetivo 20 anos de operação para o conversor e níveis de confiabilidade maiores que 90%, o projeto baseado em dispositivos de 1,7 kV apresenta o menor custo para a realização do MMCC STATCOM.

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FERNANDO ALMEIDA DINIZ

Título: “Impacto da Representação do Efeito do Solo no Estudo Transitórios em Linhas de Transmissão Aéreas.”

BANCA EXAMINADORA:

Prof. Dr. Rafael Silva Alípio – CEFET-MG (Orientador)
Prof. Dr. Rodolfo Antônio Ribeiro de Moura – UFSJ (Coorientador)
Prof. Dr. Marco Aurélio de Oliveira Schroeder – UFSJ
Prof. Dr. Antônio Carlos Siqueira de Lima – UFRJ

Local: Auditório do Prédio 19 do CEFET/MG – Campus II

Data:  17 de Dezembro de 2019 – Terça-Feira -10:00 horas

Resumo:

SEM RESUMO.

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VITOR VIDAL DE NEGREIRO

Título: “Redução do Custo Computacional na Síntese de Controladores PI Multivariáveis Utilizando Algoritmo Evolutivo Combinado com Redes Neurais.”

BANCA EXAMINADORA:

Prof. Dr. Eduardo Nunes Gonçalves – CEFET-MG (Orientador)
Prof. Dr. Erivelton Geraldo Nepomuceno – UFSJ
Prof. Dr. Lucas de Souza Batista – UFMG

Local: Auditório do Prédio 19 do CEFET/MG – Campus II

Data:  18 de Dezembro de 2019 – Quarta-Feira – 09:00 horas

Resumo:

A síntese de controladores PI multivariáveis por meio de otimização é uma estratégia efetiva e que tem sido amplamente testada graças à grande variedade de algoritmos disponíveis. Esse processo tem como etapas fundamentais a modelagem do problema a ser otimizado e a escolha do método de otimização aplicado. A escolha da função objetivo tem reflexos no custo computacional e nas características do sistema em malha fechada obtido. O método de otimização, por sua vez, impacta na capacidade de se encontrar ou não uma solução satisfatória em tempo computacional aceitável. Este trabalho apresenta uma variante do método Evolução Diferencial que lança mão de redes neurais artificiais para reduzir o custo computacional do processo de síntese de controladores PI multivariáveis. O algoritmo é testado com funções de \textit{benchmark} clássicas da área de otimização para sua validação e estudo. Dois sistemas típicos da área de controle, ambos com múltiplas entradas e saídas e atrasos de transporte são usados como exemplos para sintonia de controladores pelo método Evolução Diferencial clássico e pela nova versão. Os resultados mostram os benefícios e pontos de atenção em relação ao método proposto, além de comparar, como objetivo secundário, o impacto da utilização de funções objetivo baseadas em normas de sistemas e de sinais no procedimento de síntese. O método proposto diminui o número total de cálculos da função objetivo, reduzindo o custo computacional do processo de otimização. Em contrapartida, observou-se uma maior variância e menor taxa de convergência do algoritmo modificado. As funções objetivo baseadas em normas de sinais apresentam o melhor desempenho de controle, enquanto funções objetivo baseadas em normas de sistemas apresentam menor custo computacional.

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LARISSA SOARES FIGUEIREDO

Título: “Controle de Sistemas LPV Discretos no Tempo Sujeitos a Atuadores Saturantes.”

BANCA EXAMINADORA:

Prof. Dr. Valter Júnior Souza Leite – CEFET-MG (Orientador)
Prof. Dr. Márcio Júnior Lacerda – UFSJ (Coorientador)
Prof. Dr. Eduardo Nunes Gonçalves – CEFET-MG
Prof. Dr. Cristiano Marcos Agulhari – UTFPR

Local: Auditório do Campus Divinópolis

Data:  06 de Março de 2020 – Sexta-feira – 14:00 horas

Resumo:

Este trabalho investiga o problema da estabiliza ̧c ̃ao local para sistemas discretos no tempo com parˆametros variantes no tempo, LPV (do inglˆes, Linear Parameter Varying), e sujeitos a atuadores saturantes. A função saturacao ́e representada como uma nao-linearidade do tipo zona-morta, possibilitando a aplicacao da condic ̃ao generalizada de setor. Devido `a limitaçao no sinal de controle ́e necessario caracterizar uma regiao, na qual qualquer trajetoria dos estados iniciadas dentro desta regiao convirjam para a origem. Dessa forma, sao propostas condicoes convexas para projetar controladores por rea-limentacao de estados que estabilizam localmente o sistema em malha fechada para um conjunto de condicoes iniciais admissıveis. As primeiras condicoes apresentadas baseiam-se em funções de Lyapunov dependentes de parâmetros polinomiais homogênias, HPPD (do ingles, Homogeneous Polynomially Parameter-Dependent). Gracas a um conjunto de nıveis definido a partir de uma função Lyapunov, obtem-se estimativas menos conservadoras da regiao de atração. Os ganhos do controlador podem assumir estruturas racionais nos parametros variantes no tempo, produzindo melhores estimativas da re-gi ̃ao de atra ̧c ̃ao, bem como um amplo conjunto de sistemas estabiliz ́aveis. Asdemais condi ̧c ̃oes apresentadas neste trabalho s ̃ao baseadas em fun ̧c ̃oes poli-quadr ́aticas, que ́e um caso particular das fun ̧c ̃oes polinomiais homogˆeneas.S ̃ao apresentados exemplos num ́ericos para demonstrar a efic ́acia dos m ́etodospropostos. A primeira condi ̧c ̃ao baseada em fun ̧c ̃oes poliquadr ́aticas permiteconsiderar a dependˆencia param ́etrica na matriz de entrada do modelo do sis-tema. A segunda condi ̧c ̃ao garante uma taxa m ́ınima de contratividade dafun ̧c ̃ao de Lyapunov por meio do ́ındice de desempenho adotado que ́e oλ-contratividade. Uma estrutura integral proporcional ́e empregada para garan-tir erro de rastreamento nulo para sinais de referˆencia constantes por partes.Portanto, esta proposta se encaixa nos requisitos de projeto dos sistemas reaisLPV equasi-LPV. Ensaios experimentais conduzidos em um controle de n ́ı-vel n ̃ao-linear de segunda ordem ilustram o potencial da abordagem proposta.Al ́em disso, os testes indicam como a taxa de contratividade afeta o tamanhoda estimativa regi ̃ao de atra ̧c ̃ao.

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RAKELANE APARECIDA MENDES

Título: “Transmissão de Energia sem Fio e Colheita de Energia Eletromagnética: Modelagem e Construção de Rectennas e Conversores DC-DC Autoalimentados.”

BANCA EXAMINADORA:

Prof. Dr. Sandro Trindade Mordente Gonçalves – CEFET-MG (Orientador)
Prof. Dr. Gláucio Lopes Ramos – UFSJ
Prof. Dr. Cássio Gonçalves do Rego – UFMG

Local: Auditório do Prédio 19 do CEFET/MG – Campus II

Data:  18 de Dezembro de 2019 – Quarta-Feira – 09:00 horas

Resumo:

Este trabalho apresenta um sistema de reaproveitamento de energia sem fio, chamado Rectennaque é a junção de um circuito retificador e uma antena. Também é apresentado a caracterização do conector SMA 3011,o qualé utilizado nos protótipos desenvolvidos. Os protótipos foram confeccionados no substrato FR4,tambémé apresentado um método para determinar a tangente de perdas eapermissividade elétricadeste substrato.Escolheu-se um circuito retificador de topologia de série, pois este apresentamelhor desempenho quando a potência de entrada é ultrabaixa. A antena escolhida éressonante nas bandas de frequência Instrumentation, Scientific and Medical(ISM), Global System for Mobile Communication(GSM), Long Term Evolution(LTE).São apresentadas três diferentes configurações de rectennas: a primeira rectennaé ressonante nas frequências de 2,45 GHz e 1,8 GHz e a tensão fornecida a carga éigual a240 mV, quando a potência de entrada éigual a-15 dBm; a segunda rectennaé ressonante na frequência de 2,45 GHz,esta não utiliza conectores SMA e a tensão fornecida a carga é igual a 340 mV, quando a potência de entrada é igual a -15 dBm; a terceira rectennaé idêntica a segunda rectenna,porém,utiliza conectores SMA. Levando em consideração que muitos dispositivos necessitam de uma tensão de alimentação maior que a tensão fornecida pela rectenna, esta foi acopladaaum conversor DC-DC comercial. Para automatizar o sistema de reaproveitamento de energia, foi projetado um circuito chamado Under Voltage Lock-out(UVLO).

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VINÍCIUS MARINHO SILVA

Título: “Estudo, Modelagem e Controle de Um Conversor Modular Multinível em Dupla Estrela com Células Meia Ponte Sob a Ação de Faltas.”

BANCA EXAMINADORA:

Prof. Dr. Marcelo Martins Stopa – CEFET-MG (Orientador)
Prof. Dr, Alex Sander Amável Luiz – CEFET-MG (Coorientador)
Prof. Dr. Allan Fagner Cupertino – CEFET-MG
Prof. Dr. Heverton Augusto Pereira – CEFET-MG
Prof. Dr. Marcos Antônio Severo Mendes – UFMG

Local: Defesa de dissertação realizada por : Vídeoconferência

Data:  27 de Março de 2020 – Sexta-Feira-13:30 horas

Resumo:

Os conversores modulares multiníveis se popularizaram naindústria em diversas aplicações como sistemas de transmissão CA flexíveis,compensadores síncronos estáticos,controle de motores,dentre outros. Apesar de possuíremas vantagens de uma constituição modular e escalável, esta classe de conversores são vulneráveis à faltas em seus submódulos, o que pode acarretar prejuízos de maquinário e desempenho.Por conta disso, opresente trabalho tem como propósito abordara modelagem e controlede um conversor modular multinívelemdupla estrelautilizando células meia ponte em condições plenase sob faltas em 25%, 50% e 75% dos submódulosde cada fase.Visa-se, mediante estas condições,obter a máxima transferência de energia nos terminais de saída com o mínimo conteúdo harmônico nas formas de onda da corrente e tensão de linha ao se utilizar uma técnica de controle interno PI(Proporcional Integral)e o método de modulação SPWM(do inglês, SinusoidalPulse WidthModulation)com múltiplas portadoras,projetando-seassimum sistema standalonepara médiatensão.Também é elaborado nesta dissertação o dimensionamento deste conversor modular multinível baseando-se na capacidade de armazenamento de energia dos capacitores dos submódulos. São abordados dois métodos para a compensação de faltas nos submódulos do conversor modular multinível proposto. Um dos métodos de compensação se baseia na redistribuição de energia dos submódulos resilientes e o outro numa adaptação da técnica de deslocamento de neutro. O método para compensação de faltas baseado na redistribuição deenergia dos submódulos resilientes restitui em 100% os efeitos das faltas no conversor em todas as condições propostas, tanto para as correntes quanto tensões de saída. O método para a compensação de faltas mediante deslocamento de neutro não surte efeitona compensação das faltas nas correntes e tensões de fase da carga, mas compensa em 100% os efeitos das faltas sob atensão de linha quando estas ocorrem em até 50% do total de submódulos e restitui em 90% os efeitos da falta na tensão de linha quando estas ocorrem em 75% do total de submódulos. Simulações computacionais com especificações obtidas matematicamente foram realizadas na plataforma Matlab/Simulink para validação dos resultados.

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FLÁVIA CORDEIRO MARTINS

Título: “Formulação multiobjetivo para síntese de observador proporcional integral.”

BANCA EXAMINADORA:

Prof. Dr. Eduardo Nunes Gonçalves – CEFET-MG (Orientador)
Prof. Dr. Márcio Júnior Lacerda – UFSJ
Prof. Dr. Cristiano Marcos Agulhari – UTFPR

Local: Defesa de dissertação realizada por : Vídeoconferência

Data:  07 de Julho de 2020 – Terça-Feira – 08:30 horas

Resumo:

Este trabalho apresenta uma formulação de síntese de projeto de observadores de estados Proporcional-Integral (PI) para sistemas multivariáveis lineares invariantes no tempo (LIT). Em uma formulação bi-objetivo, as finalidades do projeto são minimizar o erro de estimação dos estados observados, quando o sistema está submetido a distúrbios não mensuráveis e à atenuação do efeito de ruídos de medição. As especificações de desempenho de projeto são quantificadas em termos das normasH2eH∞das matrizes do sistema em malha fechada. A principal contribuição deste trabalho é caracterizada pela formulação do problema de síntese de observadores PI como um problema de otimização multiobjetivo que possibilite, por meio de algoritmos apropriados, a geração de um conjunto de soluções eficientes com diferentes compromissos entre a minimização do erro de estimação na presença de distúrbios e a minimização do efeito de ruídos de medição. Esta técnica visa garantir o erro de estimação nulo em regime permanente para sistemas LIT em tempo contínuo. Uma segunda contribuição desse trabalho é comparar o observador PI com o observador clássico de Luenberger para verificar se apesar da complexidade de projeto e implementação do observador PI, os benefícios justificam o seu uso. Na resolução do problema, foi utilizado um algoritmo Evolução Diferencial Multiobjetivo. O conjunto de soluções encontradas no problema de otimiza-ção multiobjetivo formam a fronteira aproximada Pareto, sendo as variáveis otimizadas os elementos que integram a matriz de ganhos do observador. Um método de tomada de decisões multicritério baseado em uma abordagem fuzzy foi aplicado, fornecendo três soluções eficientes ao tomador de decisões. A eficiência da formulação de projeto proposta é verificada em exemplos ilustrativos de sistemas de ordens diferentes. Os resultados obtidos indicam a eficiência da formulação desenvolvida, tendo em vista que através do observador PI é possível obter menores erros de estimação com menores ganhos que o observador clássico, e ainda minimizar o efeito da perturbação e dos ruídos de medição.

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VINÍCIUS LOPES DA SILVA

Título: “Projeto e Construção de um Conversor CC-CC Autônomo e Microcontrolado, que Utiliza uma Técnica MPPT em Tempo Real para Colheita de Energia Ambiente Luminosa Indoor de Baixa Potência.”

BANCA EXAMINADORA:

Prof. Dr. Sandro Trindade Mordente Gonçalves – CEFET-MG (Orientador) Prof. Dr, Túlio Charles de Oliveira Carvalho – CEFET-MG (Coorientador)
Prof. Dr. Glaucio Lopes Ramos – UFSJ
Prof. Dr. Cassio Gonçalves do Rego – UFMG

Local: 

Defesa de dissertação realizada por: Vídeoconferência

Data: 

10 de Julho de 2020 – Sexta-Feira – 13:00 horas

Resumo:

A presente Dissertação tem por objetivo demonstrar o desenvolvimento e construção de um conversor CC-CC para colheita de energia ambiente luminosa indoor. O circuito desenvolvido possui a característica inovadora que permite aproveitar a energia luminosa artificial indoor de baixa potência. O conversor foi criado para trabalhar com tensão de entrada menor que 1 ????e sem o uso de bateria auxiliar, ou seja, apenas a fonte de energia ambiente deve ser capaz de fornecer energia para ele e para a carga ligada em sua saída. Para alcançar esse objetivo diversos circuitos foram selecionados, sendo eles o starter, flyback, circuito bloqueio de tensão, UVLO e um oscilador astável. Ao longo do presente trabalho há um detalhamento de cada circuito escolhido bem como das razões que nortearam sua escolha. O conversor possui como diferencial um microcontrolador de ultra baixa potência, que possibilita a busca do ponto de máxima transferência de potência da fonte, em tempo real, utilizando uma técnica MPPT. Dessa maneira, é possível,em tempo real, ajustar o conversor CC-CC à pequenas variações da fonte luminosa para que sempre extraia a máxima potência. Tudo isso com baixo consumo de energia, permitindo a construção de um conversor CC-CC microcontrolado e autônomo.

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DANIEL GUEDES PECHIR

Título: “Cálculo de Sobretensões Causadas por Descargas Atmosféricas Diretas em Linhas de Transmissão de Sil Elevado.”

BANCA EXAMINADORA:

Prof. Dr. Rafael Silva Alípio – CEFET-MG (Orientador)
Prof. Dr, Miguel de Brito Guimarães Neto – CEFET-MG (Coorientador)
Prof. Dr. Marco Aurélio de Oliveira Schroeder – UFSJ
Prof. Dr. Ivan José da Silva Lopes – UFMG
Dr. Sandro de Castro Assis – CEMIG

Local: Defesa de dissertação realizada por: Vídeoconferência

Data:  24 de Julho de 2020 – Sexta-Feira – 09:00 horas

Resumo:

O projeto de torres de Linhas de Transmissão (LTs) de Potência Natural Elevada (LPNE ou HSIL, do inglês High Surge Impedance Loading) possui relevância no contexto atual dos Sistemas Elétricos de Potência, tendo em vista a capacidade desse tipo de linha de transportar grandes blocos de potência. O cálculo do desempenho esperado de tais LTs frente à incidência de descargas atmosféricas compreende um importante estágio da fase de projeto. Os softwares utilizados para a realização desse cálculo fazem uso de abordagens muito simplificadas, que podem resultar em estimativas de desligamentos por 100 km por ano não realísticas. Nesse contexto, esta dissertação de mestrado apresenta uma metodologia presumidamente mais apurada para a realização do cálculo de desempenho de uma LPNE de 500 kV que vem sendo bastante utilizada nas linhas de transmissão brasileiras, cujas torres são do tipo estaiada Cross-Rope. A metodologia proposta, até então inédita na literatura, compreende a modelagem da estrutura da torre estaiada, considerando adequadamente as impedâncias de surto associadas aos mastros, estais e cabos de sustentação. Ademais, o aterramento também é modelado de maneira rigorosa, a partir da aplicação do já consolidado modelo multiportas de banda larga. As simulações dos transitórios eletromagnéticos envolvidos na incidência de descargas na linha foram realizadas diretamente em plataformas do tipo ATP/EMTP, considerando, inclusive, a tensão de operação em 60 Hz. Os resultados encontrados demonstraram que a LT considerada apresenta desempenho frente a descargas atmosféricas satisfatório, dentro das restrições impostas pelo ONS ? Operador Nacional do Sistema, desde que o sistema de aterramento seja adequadamente modelado. A perspectiva de aplicação prática mais imediata dos resultados encontrados está na definição mais adequada, do ponto de vista de engenharia, da fase do aterramento a ser utilizada, sem envolver super dimensionamento dos cabos contrapesos a serem utilizados.

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ÍCARO SOARES VELOSO

Título: “Analysis of Resonant Wireless Power Transfer Systems with Metamaterial Lenses through the Method of Moments.”

BANCA EXAMINADORA:

Profª. Drª. Úrsula do Carmo Resende – CEFET-MG (Orientadora)
Prof. Dr. Sandro Trindade Mordente Gonçalves – CEFET-MG
Prof. Dr. Elson José da Silva – UFMG

Local: Defesa de dissertação realizada por: Vídeoconferência

Data:  10 de Agosto de 2020 – Segunda-Feira – 14:00 horas

Resumo:

Das várias técnicas existentes para transferência de energia sem fio, uma das mais eficientes em termos de faixa de potência e distância é por ressonância magnética. Nesta técnica, as bobinas transmissora e receptora são acopladas indutivamente, e esse acoplamento é intensificado quando ambas estão sintonizadas na mesma frequência de ressonância. Uma maneira de aumentar a eficiência da transferência de energia e também de controlar a direção do campo magnético é utilizando lentes metamateriais ca- pazes de superar o limite de difração. Nestes materiais engenheirados, as propriedades eletromagnéticas efetivas são funções da composição química e do arranjo geométrico das células unitárias que os compõem. A análise da transferência de energia sem fio ressonante com lentes metamateriais é um problema complexo e computacionalmente dispendioso. Portanto, neste trabalho, uma abordagem alternativa para a análise qualitativa dessas estruturas é proposta aplicando a aproximação de fio fino e sua solução numérica através do Método dos Momentos. Além disso, a técnica de Óptica Transformacional é aplicada para determinar o perfil do índice de refração de uma lente metamaterial que conduz à desejada colimação de campo magnético. Dessa forma, diferentes lentes metassuperficiais magnéticas são projetadas e seu com- portamento é verificado computacional e experimentalmente. Finalmente, sistemas de transferência de energia sem fio ressonante de duas e quatro bobinas são projetados, construídos e testados com e sem a inclusão de lentes metamateriais.

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LUCAS SOARES GUSMAN

Título: “Design for Reliability of Multifunctional PVInverters used in Industrial PowerFactor Regulation” .

BANCA EXAMINADORA:

Prof. Dr. Heverton Augusto Pereira – UFV (Orientador)
Prof. Dr. Allan Fagner Cupertino – CEFET-MG (Coorientador)
Prof. Dr. Wesley Peres – UFSJ
Prof. Dr. Hélio Marcos André Antunes – UFES

Local: Defesa de dissertação realizada por: Vídeoconferência

Data:  05 de Novembro de 2020 – Quinta-Feira – 13:00 horas

Resumo:

Consumidores industriais são conhecidos por sua alta demanda de potência ativa e reativa. Assim, tais consumidores possuem grande interesse na geração local por meio de usinas fotovoltaicas (FV) para redução das contas de energia. No entanto, os sistemas FV tradicionais reduzem a potência ativa absorvida da rede e, consequentemente, o fator de potência da instalação. Sob tais condições, multas são cobradas por baixo fator de potência na instalação. Este trabalho realiza um estudo dos efeitos da instalação de uma planta FV no fator de potência industrial. Além disso, soluções baseadas na correção usando bancos de capacitores tradicionais e em inversores FV multifuncionais são implementadas. O estudo de caso de uma planta industrial localizada no Brasil é discutido. Os resultados indicam que o banco de capacitores tradicional é incapaz de corrigir o fator de potência precisamente pelo seu número limitado de taps. De fato, os inversores FV multifuncionais podem prover compensação de potência reativa precisa, o que melhora o fator de potência e elimina multas adicionais. No entanto, uma redução de 24,1 % na vida útil do inversor fotovoltaico é observada em comparação à operação tradicional. Desta forma, uma proposta de dimensionamento do inversor é apresentada com a finalidade de preservar a confiabilidade do sistema considerando a funcionalidade extra do inversor FV (correção de fator de potência).

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GLEYDE SIMONE DE CAIRES MONTEIRO

Título: “Acoplamento Circuito-campo em Sistemas Elétricos Utilizando o Método de Galerkin sem Elementos EFGM.”

BANCA EXAMINADORA:

Prof. Dr. Eduardo Henrique da Rocha Coppoli – CEFET-MG (Orientador) Profª. Drª. Úrsula do Carmo Resende – CEFET-MG
Prof. Dr. Raphael Paulo Braga Poubel – CEFET-MG
Prof. Dr. Alfred Gimpel Moreira Pinto – PITÁGORAS

Local: Defesa de dissertação realizada por: Vídeoconferência

Data:  30 de Novembro de 2020 – Segunda-Feira – 14:00 horas

Resumo:

A utilização de métodos numéricos para estudo e análise de sistemas de transmissão de energia mais complexos, torna-se cada vez mais efetivo, obtendo-se resultados mais próximo às condições físicas reais, devido ao desenvolvimento tecnológico. Neste contexto, este trabalho visa apresentar uma modelagem numérica e computacional baseada no Método de Galerkin Sem Elementos (EFGM) aplicada ao cômputo de campos magnéticos, bem como das tensões e correntes induzidas nas proximidades de circuitos elétricos e de Linhas de Transmissão de alta tensão (LTs). A principal característica deste método, como bem diz seu nome, é a não necessidade de uma malha de elementos, como acontece no Método de Elementos Finitos, o que o permite trabalhar com geometrias variadas com certa facilidade, uma vez que o deslocamento dos nós do método para regiões de interesse é realizado com grande facilidade. No EFGM há apenas uma distribuição de nós dentro da região do domínio do problema. Este método é normalmente utilizado para solução de equações diferenciais parciais, sendo que seu uso está crescendo acentuadamente para cálculos de campos eletromagnéticos e para o desenvolvimento de equipamentos elétricos. No trabalho atual foi utilizado o domínio do tempo (TD) que permite alguns benefícios para problemas eletromagnéticos,como por exemplo analisar o efeito sobre o campo devido a uma excitação arbitrária. O método (EFGM) tem apresentado boa convergência, e em alguns casos melhor que métodos consolidados como o Método de Elementos Finitos (FEM).

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ÁLAN CRÍSTOFFER E SOUSA

Título: “Command Governor Supervisor Scheme Based On Region Of Attraction.”

BANCA EXAMINADORA:

Prof. Dr. Valter Júnior de Souza Leite – CEFET-MG (Orientador)
Prof. Dr. Walter Lucia – University Concordia (Coorientador)
Prof. Dr. Erivelton Geraldo Nepomuceno – UFSJ
Prof. Dr. Márcio Fantini Miranda – UFMG

Local: Defesa de dissertação realizada por: Vídeoconferência

Data:  07 de Dezembro de 2020 – Segunda-Feira – 10:00 horas

Resumo:

Esquema de supervisor de Command Governor com base em região de atração. Os sistemas físicos estão sujeitos a restrições, como saturação de entrada ou limites físicos para os estados, que também aparecem em cada modo de sistema comutado. Uma maneira de lidar com eles é aplicar o esquema do Command Governor, que muda a referência do controlador para impor restrições. Quando o sistema é chaveado, surge o problema de estabilidade. Os sistemas chaveados são um tipo comum de sistema usado para descrever sistemas não lineares, dividindo-os em seções lineares ou diferentes modos de operação do mesmo sistema, como as diferentes fases pelas quais um avião passa durante a decolagem ou pouso. No entanto, alternar arbitrariamente os modos de um sistema chaveado pode causar instabilidade, exigindo um projeto de regra de comutação. A regra mais comumente usada é a alternância de tempo de permanência, na qual o sistema espera que um tempo de permanência decorra após as referências mudarem para os modos de alternância. Vendo a possibilidade de acelerar a convergência de tais sistemas, propomos uma nova regra baseada na Região de Atração do controlador, que exige que o estado do sistema esteja dentro da Região de Atração do controlador de modo para alternar, garantindo estabilidade após uma alternância de modo. Com esta técnica, também propomos uma técnica de troca híbrida, que pode acelerar ainda mais a convergência e gerar menor esforço do atuador em alguns casos. Apresentamos algumas simulações para ilustrar o potencial da proposta e compará-la com um esquema que explora uma abordagem de tempo de permanência. Os resultados sugerem que nossa abordagem adiciona novas possibilidades de projeto de CG e supervisor, reduzindo o tempo de transição entre os modos do sistema e melhorando os índices de desempenho de malha fechada. Command Governor, sistemas de tempo discreto, sistemas chaveados, estabilidade de Lyapunov, região de atração

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ALINE FRAGA SILVA

Título: “Proteção Diferencial de Transformadores de Potência a Partir de Redes Neurais Artificiais.”

BANCA EXAMINADORA:

Prof. Dr. Rafael Silva Alípio – CEFET-MG (Orientador)
Prof. Dr. Eduardo Gonzaga da Silveira – CEFET-MG (Coorientador)
Profª. Drª. Úrsula do Carmo Resende – CEFET-MG
Prof. Dr. Luís Henrique Lopes Lima – UFJF

Local: Defesa de dissertação realizada por: Vídeoconferência

Data:  18 de Dezembro de 2020 – Sexta-feira -14:00 horas

Resumo:

A proteção diferencial é a filosofia de proteção mais utilizada em transformadores de potência. No entanto, os algoritmos convencionais apresentam ineficiências operacionais, podendo provocara atuação indevida dos relés em situações não faltosas. Nesse contexto, com o objetivo de aprimorar a técnica tradicional, este trabalho apresenta um algoritmo de proteção diferencial para transformadores de potência baseado em Rede Neural Artificial. O sistema elétrico estudado é modelado e simulado no software Alternative Transients Program. O esquema de proteção proposto é para um transformador de 100 MVA. Os fenômenos eletromagnéticos simulados são: energização, energização solidária, sobre-excitação, saturação de transformadores de corrente e faltas externas e internas à zona de proteção. O banco de dados gerado contém 1210 arquivos, sendo 80% para treinamento e 20% para testes da rede neural. O algoritmo desenvolvido possui um módulo específico para identificação e detecção de cada evento simulado. Esta ferramenta de inteligência computacional é implementada no software MATLAB®.O algoritmo proposto também é testado com um sistema elétrico com transformador de18 MVA. Os resultados obtidos mostram que a metodologia desenvolvida apresenta desempenho superior quando comparada à proteção convencional com restrição harmônica, mostrando-se como uma solução promissora neste tipo de aplicação.

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LUCAS SILVA PASSOS

Título: “Análise de Elevação de Potencial Resultante em Parques Eólicos Devido à Incidência Direta de Descargas Atmosféricas.”

BANCA EXAMINADORA:

Prof. Dr. Rafael Silva Alípio – CEFET-MG (Orientador)
Prof. Dr. Marco Aurélio de Oliveira Schroeder – UFSJ
Prof. Dr. Antonio Carlos Siqueira de Lima – UFRJ

Local: Defesa de dissertação realizada por: Vídeoconferência

Data:  22 de Dezembro de 2020 – Terça-feira -14:00 horas

Resumo:

Esta dissertação é dedicada ao estudo da elevação de potencial resultante em parques eólicos decorrente da incidência direta de descargas atmosféricas. O estudo é realizado por meio de simulações computacionais empregando-se uma abordagem híbrida com a representação dos elementos aéreosutilizando a teoria de linhas de transmissão a parâmetros distribuídos e do sistema de aterramento do parque empregando um método baseado diretamente na teoria de campo. Consideram-se condições típicas do Brasil em termos de valores de resistividade elétrica e ondas de corrente de descargas atmosféricas. De acordo com os resultados, para correntes representativas de descargas subsequentes descendentes negativas e de descargas ascendentes negativas, os sistemas de aterramento das turbinas adjacentes à atingida pela descarga atmosféricas não contribuem para redução do valor do pico do GPR desenvolvido, considerando distâncias práticas entre turbinas em um parque eólico. Nesse caso, apenas os eletrodos de interligação, além do aterramento da própria turbina atingida, contribuem para redução do GPR, sendo que a parcela desse eletrodo que efetivamente contribui para redução aumenta com o crescimento da resistividade. No caso de primeiras descargas de retorno descendentes negativas, que são ondas mais lentas, os aterramentos das turbinas adjacentes podem contribuir para redução do pico do GPR, dependendo do valor da resistividade do solo e da distância entre as turbinas: quanto maior a resistividade e menor a distância, mais provável que os aterramentos adjacentes contribuírem para redução do GPR. De modo geral, a interligação entre os diversos aterramentos do parque eólico leva a uma redução significativa da resistência de aterramento de baixa frequência vista por cada turbina individualmente, mas não da impedânciaimpulsiva. Ainda, mostra-se que a representação dos elementos aéreos leva a um aumento do valor de pico do GPR, especialmente para ondas de corrente com frente mais rápida, sendo observados aumentos de até 30%.

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BRUNNO MONTEIRO GUIMARÃES RIBEIRO

Título: “ Análise do Tempo Morto em Acionamentos com Terminais Centrais Abertos.”

BANCA EXAMINADORA:

Prof. Dr. Marcelo Martins Stopa – CEFET-MG (Orientador)
Prof. Dr. Alex-Sander Amável Luiz – CEFET-MG (Coorientador)
Prof. Dr. Heverton Augusto Pereira – UFV
Prof. Dr. Clodualdo Venício de Sousa – UNIFEI

Local: Defesa de dissertação realizada por: Vídeoconferência

Data: 

14 de Janeiro de 2021 – Quinta-feira – 14:00 horas

Resumo:

Máquinas elétricas com terminais centrais abertos (OEW) e alimentadas por dois conversores distintos, conectados em cada uma das suas extremidades, estão sendo considerados por pesquisadores para diversas aplicações, incluindo em acionamentos elétricos de grande porte em corrente alternada. Devido à ausência de neutro na carga trifásica, esta topologia permite que haja a circulação de correntes de sequência zero, que podem afetar negativamente a operação da máquina. Apesar de diversas estratégias de modulação terem sido propostas para evitar comutações que geram tensões de modo comum nos enrolamentos, as mesmas são também causadas por não-idealidades, como o tempo morto, utilizado para evitar a ocorrência de curtos-circuitos no barramento. Este trabalho apresenta o desenvolvimento de uma modelagem baseada na dupla integral de fourier para extrair analiticamente os coeficientes dos espectros harmônicos de tensão em cargas OEW alimentadas por dois conversores com efeito de tempo morto. Essa abordagem é utilizada para avaliar a qualidade das tensões sintetizadas por diferentes técnicas de modulação em malha aberta e os impactos na operação de motores de indução de alta potência.

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DENISE FONSECA PEREIRA

Título: “Projeto de Controle Baseado em Observador de Distúrbio com Uso de Otimização Evolutiva”

BANCA EXAMINADORA:

Prof. Dr. Eduardo Nunes Gonçalves – CEFET-MG (Orientador)
Prof. Dr. Samir Ângelo Milani Martins – UFSJ
Prof. Dr. Eduardo Stockler Tognetti– UNB

Local: Defesa de dissertação realizada por: Vídeoconferência

Data:  21 de Janeiro de 2021 – Quinta-feira – 08:00 horas

Resumo:

O controle baseado no observador de distúrbio é uma ferramenta de controle aplicado em diversos setores industriais, com a finalidade de rejeitar distúrbios não medidos no processo. Desde sua concepção, diversas implementações têm se mostrado eficientes, tanto para sistemas representados no domínio do tempo quanto para sistemas representados no domínio da frequência. Este trabalho apresenta um estudo sobre esta técnica bem como sua aplicação. A aplicação do controle baseado no observador de distúrbio para sistemas de uma entrada e uma saída, de fase mínima e não mínima, consiste em uma técnica já bem consolidada. Já para os sistemas com múltiplas entradas e múltiplas saídas com atraso existem dois desafios que devem ser analisados com atenção. O primeiro desafio é o cálculo da inversa do modelo nominal da planta. O segundo desafio é a síntese ideal do filtro do observador de distúrbios para se obter um compromisso entre a rejeição das perturbações e a atenuação dos ruídos de medição. A proposta aqui apresentada é uma estratégia que utiliza funções de transferências equivalentes para tratar do desafio do cálculo da inversa do modelo nominal da planta que é comparada com outras estratégias encontradas na literatura. A função de transferência equivalente aproxima a inversa de um modelo multivariável por uma matriz cujos elementos são o inverso de funções de transferência de primeira ordem mais atraso de tempo, que são mais simples de serem tratadas. Para tratar a síntese ideal do filtro do observador de distúrbios é proposta uma formulação baseada em um problema de otimização multiobjetivo. Por meio de um algoritmo de otimização evolutiva multiobjetivo, é possível obter um conjunto de soluções eficientes com diferentes compromissos entre os dois objetivos. Essa mesma formulação de síntese foi utilizada para o problema de sistema de uma entrada e uma saída no domínio da frequência e para tratar os sistemas multivariáveis no domínio do tempo. A técnica é aplicada inicialmente a um problema de fase mínima representado no domínio da frequência juntamente com a síntese do controlador PI. Posteriormente são tratados dois exemplos de sistemas de múltiplas entradas e múltiplas saídas com atrasos de tempo representados no domínio da frequência. E, por fim, a técnica é utilizada em um sistema no domínio do tempo. Os resultados encontrados mostram que as estratégias propostas para síntese de controladores baseados em observadores de distúrbios são eficazes. No caso de sistemas multivariáveis no domínio da frequência, a proposta de uso da função de transferência equivalente, tanto para síntese como para implementação, se mostrou eficiente apresentando melhores resultados que outras técnicas existentes na literatura.

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PAULO ROBERTO COSTA DA SILVA

Título: “Avaliação de Buchas de Transformadores Utilizando Métodos Sem Malha.”

BANCA EXAMINADORA:

Prof. Dr. Eduardo Henrique da Rocha Coppoli – CEFET-MG (Orientador)
Prof. Dr. Marcio Matias Afonso – CEFET-MG
Prof. Dr. Raphael Paulo Braga Poubel – CEFET-MG
Prof. Dr. Alfred Gimpel Moreira Pinto – PITÁGORAS

Local: Defesa de dissertação realizada por: Vídeoconferência

Data:  25 de Janeiro de 2021 – Segunda-feira – 14:00 horas

Resumo:

A aplicação de Métodos sem Malha (meshless methods) é extremamente promissora no campo da engenharia. A utilização deste método numérico para estudo e análise da integridade de buchas isolantes de alta tensão permite obter resultados mais precisos das condições elétricas e físicas, auxiliando no desenvolvimento de projetos, bem como na avaliação operacional. Neste contexto, este trabalho visa apresentar uma modelagem numérica e computacional baseada no Método de Galerkin Sem Elementos (EFGM) aplicada ao cômputo de campos elétricos sobre a parte isolante das buchas de alta tensão e seu entorno. Esta classe de método tem como principal característica a não necessidade de uma malha de elementos, diferindo assim, do Método de Elementos Finitos tradicional, o que o permite facilmente trabalhar com geometrias variadas, possibilitando o deslocamento dos nós de avaliação para regiões de interesse. Este método é normalmente utilizado para solução de equações diferenciais parciais, tendo aplicações crescentes para cálculos de campos eletromagnéticos, e para o desenvolvimento de equipamentos elétricos. Neste trabalho foi utilizada uma bucha hipotética, com desenvolvimento computacional da sua geometria com inclusões de falhas para análise do comportamento do campo elétrico sobre a parte isolante da bucha de alta tensão, seguindo as especificações normalizadas e em suas condições operacionais críticas, a fim de obter informações quanto a integridade da referida bucha de alta tensão. O método (EFGM) apresenta boa convergência, e em diversos casos tendo melhores respostas que os métodos consolidados como o Método de Elementos Finitos (FEM).

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GABRIEL VILKN RAMOS

Título: “Avaliação e Implementação de um Retificador Trifásico de Três Níveis de Baixo Custo com Controle Digital por Histerese”.

BANCA EXAMINADORA:

Prof. Dr. Marcelo Martins Stopa – CEFET-MG (Orientador)
Prof. Dr. Alex-Sander Amável Luiz – CEFET-MG
Prof. Dr. Allan Fagner Cupertino – CEFET-MG
Prof. Dr. Ademir Nied – UDESC

Local: Defesa de dissertação realizada por: Vídeoconferência

Data:  25 de Fevereiro de 2021 – Quinta-feira -14:00 horas

Resumo:

Este trabalho apresenta um novo conceito de controle digital otimizado por histerese para retificadores ativos trifásicos de três níveis, voltado para aplicações na indústria de alta potência. A estratégia de chaveamento proposta é baseada na implementação digital de um controle por histerese trabalhando com baixas taxas de amostragem. A frequência de amostragem reduzida limita intencionalmente a frequência de chaveamento do conversor e reduz o stress sobre os semicondutores diminuindo os riscos de falhas do conversor, sem deterioração da qualidade da tensão e da corrente. A técnica também reduz a propagação e espalhamento do espectro harmônico do clássico controle de histerese de corrente. O sistema de controle é concebido para limitar a ondulação de corrente, tensões e perdas nas chaves através da escolha adequada da taxa de amostragem e um projeto apropriado dos indutores de entrada. Isso leva a um tamanho, peso e custos otimizados dos indutores de entrada. Além disso, o controle proposto é aplicado a um protótipo de retificador de três níveis de alta potência e baixo custo, que consiste em duas chaves semicondutoras ativas e quatro diodos de potência por fase. O conversor apresenta boa qualidade das formas de onda de tensão e corrente e junto com seu sistema de controle apresenta menores custos de manutenção e aquisição em aplicações de missão crítica. Simulações e experimentos mostram e confirmam as idéias propostas.

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PAULO ROBERTO MATIAS JÚNIOR

Título: “Optimum Design of Modular Multilevel Converters for Variable-Speed Electrical Drives”

BANCA EXAMINADORA:

Prof. Dr. Allan Fagner Cupertino – CEFET-MG (Orientador)
Prof. Dr. Heverton Augusto Pereira – UFV (Coorientador)
Prof. Dr. Marcelo Martins Stopa – CEFET-MG
Prof. Dr. Thales Alexandre Carvalho Maia – UFMG

Local: Defesa de dissertação realizada por: Vídeoconferência

Data:  26 de Fevereiro de 2021 – Sexta-feira – 10:30 horas

Resumo:

O conversor modular multinível (CMM) é uma topologia inerentemente tolerante a falhas e uma opção interessante para acionamentos elétricos de média tensão, especialmente quando cargas quadráticas são empregadas. Para selecionar a melhor tensão de bloqueio de IGBTs, este trabalho apresenta uma metodologia de projeto e comparação de CMMs considerando a redundância necessária para atingir o requisito de confiabilidade. São comparados projetos utilizando IGBTs comerciais com tensão de bloqueio na faixa de 1,7 a 6,5 kV. A seleção é baseada em métricas de complexidade, volume, área de silício e eficiência do conversor. O uso da metodologia é exemplificado por meio de um estudo de caso de um soprador industrial acionado por um motor de indução trifásico de 13,8 kV – 16 MW. Medições da velocidade de operação do acionamento e temperatura ambiente desse processo em uma indústria siderúrgica localizada no sudeste brasileiro são utilizadas na avaliação das perdas do conversor. Os resultados evidenciam que a classe de tensão ótima de IGBTs depende do tipo de redundância empregado. Além disso, apesar do aumento de complexidade e do número de componentes, os projetos baseados em IGBTs com menor tensão de bloqueio (1,7 e 3,3 kV) se mostram mais vantajosos devido a menores perdas, volume ocupado pelo conversor e área de silício.

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FÁBIO DE ALMEIDA PONGELUPE

Título: “Aplicação de Módulos Semicondutores Híbridos em Acionamentos Elétricos”

BANCA EXAMINADORA:

Prof. Dr. Heverton Augusto Pereira – UFV (Orientador)
Prof. Dr. Allan Fagner Cupertino – CEFET-MG (Coorientador)
Prof. Dr. Fernando Lessa Tofoli – UFSJ
Prof. Dr. Tomás Perpetuo Corrêa – UFMG

Local: Defesa de dissertação realizada por: Vídeoconferência

Data:  26 de Fevereiro de 2021 – Sexta -Feira – 15:30 horas

Resumo:

Módulos semicondutores híbridos consistem em soluções que reúnem chaves de silício e de algum material de larga banda proibida (do inglês, wide band gap (WBG)), proporcionando a obtenção de soluções com um melhor custo benefício. Estes módulos apresentam-se como uma alternativa de aumento de eficiência em relação às tecnologias de silício, porém com custo total agregado inferior aos módulos puros de WBG. Este artigo propõe uma metodologia de seleção de chaves para compor um par híbrido formado por um Si-IGBT e um SiC-MOSFET, os quais são utilizados para acionar um motor de indução de 440 V e 300 HP. Dentre as combinações analisadas, foram escolhidas duas soluções híbridas com potencial de redução de perdas, as quais são comparadas com as soluções puras de silício e SiC de mesma corrente disponíveis no mercado. As comparações são feitas a partir de um perfil de operação diário real para o acionamento elétrico de um exaustor. Os resultados demonstraram uma potencial redução de perdas energéticas diárias de 45% em relação aos módulos originais de silício, além de apresentar um custo inicial intermediário entre os demais módulos. Portanto, os pares híbridos selecionados foram avaliados como soluções de melhor relação custo-benefício considerando o perfil de operação da aplicação.

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