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Pós-Graduação em Engenharia Elétrica

PPGEL

CEFET-MG

Áreas de Concentração e Linhas de Pesquisa

Última modificação: Sexta-feira, 14 de março de 2025

O Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica (PPGEL) possui duas áreas de concentração: ”Sistemas Elétricos – SE” e ”Modelagem e Controle de Sistemas – MCS”.

  • Área: Sistemas Elétricos – SE
    • Planejamento e Operação de Sistemas Elétricos de Potência – POSEP
    • Eletromagnetismo Aplicado -EA
  • Área: Modelagem e Controle de Sistemas – MCS
    • Análise e Modelagem de Sistemas – AMS
    • Sistemas de Controle – SC

Planejamento e Operação de Sistemas Elétricos de Potência (POSEP)

Os pesquisadores da linha de pesquisa POSEP concentram-se no desenvolvimento de modelos computacionais voltados para o planejamento e operação de sistemas elétricos de potência. São empregadas abordagens determinísticas e probabilísticas para avaliação em regimes permanente e dinâmico. No planejamento, priorizam-se a alocação otimizada de equipamentos, a programação de unidades geradoras e sistemas de armazenamento, e a avaliação da viabilidade técnico-econômica de microrredes elétricas. Na operação, o foco recai no desenvolvimento de metodologias para a programação ótima da manutenção de equipamentos, considerando incertezas, e para a análise, otimização e avaliação de estabilidade e segurança em tempo real.

Eletromagnetismo Aplicado (EA)

As pesquisas desenvolvidas nesta linha abrangem diversos tópicos relativos à modelagem, análise e aplicação da teoria eletromagnética aos sistemas elétricos. As atividades de pesquisas são realizadas com auxílio computacional, por meio da construção de protótipos em laboratório além de experimentos em campo, em alguns casos. Dentre outros tópicos, os pesquisadores desta linha desenvolvem projetos nas seguintes áreas: i) aterramentos elétricos considerando os fenômenos de transitórios eletromagnéticos com foco especial nas implicações relacionadas às descargas atmosféricas; ii) análise de antenas e propagação de ondas de rádio; iii) sistemas para transmissão e colheita de energia sem fio, incluindo rectennas e bobinas ressonantes, bem como estudos de metamateriais e compatibilidade eletromagnética (EMC); iv) modelagem matemática e computacional de fenômenos eletromagnéticos fazendo uso de métodos numéricos, tais como o Métodos de Diferenças Finitas no Domínio do Tempo (FDTD), Método de Elementos Finitos (FEM), Método de Equações Integrais de Fronteira, Método dos Momentos e Métodos Sem Malha.

Análise e Modelagem de Sistemas (AMS)

Esta linha de pesquisa visa à melhoria contínua dos processos industriais por meio de mecanismos eficientes de conversão e controle de energia elétrica a fim de melhorar o desempenho destes processos. A eletrônica de potência tem um papel fundamental na transformação dos setores industriais de fontes de alimentação, sistemas de iluminação, inversores de frequência para acionamentos de motores e veículos elétricos. Além disso, a eletrônica de potência está presente nos sistemas de conversão de energia de fontes renováveis como a energia solar e eólica, além dos sistemas de armazenamento de energia. Portanto, esta área vai ao encontro do recente e constante processo de transição energética observado ao redor do mundo.
Em termos gerais, as pesquisas visam o aumento do rendimento e da densidade de potência de conversores estáticos de potência empregados em diferentes segmentos da indústria, com foco no desenvolvimento de novas topologias, estratégias de modulação e aplicação de técnicas de controle linear e não linear, técnicas adaptativas e algoritmos baseados em inteligência artificial.
No contexto de acionamentos elétricos industriais, a linha de pesquisa contribui para o desenvolvimento de técnicas de monitoramento de processos produtivos envolvendo motores, com a finalidade de realizar detecção e diagnóstico de falhas e/ou monitoramento de rendimento de aplicações em tempo real. Inclui-se também a modelagem e controle de arranjos alternativos, como acionamento de máquinas elétricas com terminais centrais abertos e máquinas elétricas multifásicas. Por fim, investiga topologias alternativas de conversores eletrônicos para acionamentos elétricos em média tensão.
No contexto de fontes renováveis, esta linha de pesquisa investiga a modelagem, controle, simulação, desenvolvimento e construção de conversores estáticos para sistemas fotovoltaicos, eólicos e de armazenamento de energia que resultem em uma maior eficiência de conversão, densidade de potência, indicadores de qualidade de energia e confiabilidade. Investiga-se também a interação entre tais fontes e o sistema elétrico de potência (SEP), bem como a proposta e avaliação dos diferentes serviços auxiliares que tais fontes podem fornecer para o SEP. Avalia-se a suportabilidade de tais fontes frente a distúrbios de tensão e de frequência no sistema elétrico. Os desenvolvimentos incluem sistemas de pequeno, médio e grande porte.
A linha também engloba pesquisas em redes inteligentes (smart grids) no âmbito do desenvolvimento de conversores estáticos, técnicas de controle e compensação de distúrbios, algoritmos de gerenciamento inteligente de energia, sistemas de comunicação e internet das Coisas (Internet of Things – IoT), plataformas de monitoramento em nuvem, análise de confiabilidade e métodos de deteção e diagnóstico de falhas.
Por fim, a linha também abrange o desenvolvimento de modelos para sistemas e processos diversos. Para isso, são empregadas representações não lineares, como NARMAX, técnicas de aprendizagem de máquina, sistemas nebulosos e modelos baseados em indivíduos (MBI). Além disso, são utilizadas abordagens de processamento de sinais, inteligência computacional, otimização, engenharia biomédica e instrumentação eletrônica.

Sistemas de Controle (SC)

As pesquisas desta linha contribuem para a análise, modelagem e validação de sistemas dinâmicos, lineares e não lineares, assim como para o desenvolvimento de novos métodos de projeto de controladores para atender requisitos de estabilidade e desempenho. São desenvolvidos modelos polinomiais para aplicações em sistemas biomédicos, redes neurais, sistemas fuzzy e modelos baseados em indivíduos (MBI). No âmbito de projeto de controladores, importam os novos paradigmas da Indústria 4.0 com controle por dados amostrados (sampled-data control), controle via rede e controle orientado por dados (data-driven control). São desenvolvidas metodologias de análise e projeto de controladores que resultem em robustez da malha fechada para sistemas lineares ou não lineares, incertos, e multivariáveis, variáveis ou não no tempo. São considerados critérios de desempenho tais como estabilidade exponencial, estabilidade entrada-estado, alocação regional de autovalores, custos garantidos H-2 ou H-infinito. São utilizadas diferentes estratégias de síntese, incluindo desigualdades matriciais lineares (LMIs), otimização multiobjetivo, abordagens de otimização global e não-convexa e técnicas de inteligência computacional tais como a computação evolutiva. As técnicas desenvolvidas são motivadas por problemas encontrados em situações práticas, que são tratadas com formalismo matemático para assegurar a qualidade das soluções propostas. Sempre que possível são realizadas a experimentação e validação dos métodos desenvolvidos, reduzindo a distância entre teoria e prática.