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CEFET-MG

Disciplinas 2º Semestre de 2021

Última modificação: Quarta-feira, 13 de outubro de 2021

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Ementas:

Aterramentos Elétricos: Introdução: considerações preliminares, conceitos básicos, aplicações típicas, aterramento de sistema e sistema de aterramento, influência do aterramento no desempenho dos sistemas elétricos. Técnicas de medição de resistividade de solo e de resistência de aterramento. Modelagem eletromagnética de aterramentos elétricos para fenômenos de baixa e alta frequências. Conceitos básicos de segurança pessoal. Filosofias de aterramento.

Controle de Acionamentos Elétricos: Modelagem do sistema mecânico; Controle de trajetória em acionamentos elétricos; Representação de grandezas trifásicas por vetores espaciais; Modelagem da máquina de indução por vetores espaciais; Princípios do Controle vetorial aplicado à máquina de indução; Projeto das malhas para controle vetorial da máquina de indução.

Controle Robusto: Representação de sistemas por meio de variáveis de estado. Planta generalizada. Revisão de controle por realimentação de estados e observadores de estado. Incertezas e suas representações. Otimização convexa aplicada ao controle por realimentação de estados. Complemento de Schur e Lema de Finsler. Estabilidade assintótica: condições equivalentes, estabilidade quadrática e estabilidade robusta. Condições convexas para a estabilização robusta. Desempenho de sistemas. Sistemas com atrasos nos estados.

Confiabilidade de Conversores Eletrônicos: Introdução a confiabilidade. Conceitos básicos. Falhas em conversores eletrônicos. Mecanismos de degradação. Modos de falha típicos. Cálculo de perdas de dispositivos semicondutores, capacitores e indutores. Modelagem térmica. Testes de aceleração. Modelos para estimativa de vida útil. Acúmulo de dano. Confiabilidade a nível de componente. Confiabilidade a nível de sistema. Projeto de conversores com foco na confiabilidade.

Diferenças Finitas no Domínio do Tempo: Equações de Maxwell. O algoritmo de Yee para solução de problemas de eletromagnetismo computacional. O método de diferenças finitas no domínio do tempo em uma, duas e três dimensões. Estabilidade e dispersão numérica. Condições de contorno. Modelagem de antenas através do FDTD.

Método de Elementos Finitos:Formulações matemáticas para problemas de contorno. Equações de Maxwell. Métodos de resíduos ponderados e de Galerkin. Método de Elementos Finitos em duas e três dimensões. Técnicas de programação básicas para o método de Elementos Finitos. Introdução à geração de malhas. Funções de forma. Elementos unidimensionais, bidimensionais e tridimensionais. Formulação isoparamétrica. Integração numérica. Elementos Lagrangianos e Serendipity. Erros, estimativa de erros e convergência. Aplicações.

Métodos Numéricos:Erros. Sistemas de equações lineares: solução por métodos diretos e iterativos. Derivação e integração numéricas. Diferenças finitas. Interpolação, extrapolação e aproximação de funções. Séries. Método de mínimos quadrados. Zeros de funções de uma ou mais variáveis. Ajuste de funções. Resolução numérica de equações diferenciais. Formulações clássicas para problemas de contorno. Métodos variacionais e de resíduos ponderados. Método de Galerkin. Método de Elementos Finitos. Método dos Momentos. Técnicas de programação aplicada aos métodos numéricos.

Modelagem e Controle de Sistemas Fotovoltaicos: Painel Fotovoltaico; Teoria de fasores espaciais e transformações; O inversor fotovoltaico: monofásico e trifásico; Modelagem do inversor fotovoltaico; Fundamentos de controle de sistemas; Projeto do filtro LCL; Controle do inversor fotovoltaico conectado a rede elétrica.

Sistemas Multivariáveis:Descrição em espaço de estados de sistemas contínuos, discretos. Análise de sistemas: solução de equações de estados para sistemas contínuos e discretos; matriz de transição de estados, de resposta ao impulso e ao pulso. Propriedades estruturais de sistemas: controlabilidade e observabilidade de sistemas de dados contínuos e dados amostrados. Projeto de sistemas de controle: método de alocação de pólos por realimentação de matriz de ganhos constantes. Projeto de estimadores de estados. Projeto de controladores ótimos.

Técnicas de Modulação e Comando de Conversores Estáticos de Potência: Conversores estáticos de potência topologias e conceitos básicos. Levantamento da Distorção Harmônica Total. Comando de conversores de um braço. Comandos de conversores monofásicos. Comando de conversores trifásicos e polifásicos. Operação em sobre-modulação. Comando de conversores fonte de corrente CSI/CSC. Comando de conversores multiníveis. Técnicas de comando de baixa freqüência de comutação Alternativas de implementação analógica e digital de moduladores.

Teoria Eletromagnética: Análise Vetorial. Equações de Maxwell no Domínio do Tempo: Forma Diferencial e Forma Integral. Propriedades Macroscópicas da matéria: parâmetros e relações constitutivas. Condições de fronteira/interface: meio de condutividade finita, meio de condutividade infinita e fontes ao longo da fronteira. Potência e Energia – Teorema de Poynting. Equações de Maxwell no Domínio da Freqüência/Fasorial: Formas Diferenciais e Integrais; Condições de Fronteira; Potência e Energia. Casos Particulares: Eletrostática e Magnetostática; Teoria de Circuitos Elétricos; Propagação de Ondas Eletromagnéticas Guiadas e Irradiadas. Princípios de Irradiação – potenciais eletromagnéticos.

Tópicos Especiais em Sistemas Elétricos: Geração Distribuída: Geração distribuída: conceitos, características, tecnologias de geração e conversão, vantagens e desvantagens. Fontes tradicionais e fontes alternativa. Legislação e regulamentação vigentes. Estimativas e projeções da geração distribuída. Balanço energético nacional, Estabilidade transitória, Impacto da injeção de geração distribuída na rede, Métodos de análise, Simulação de redes com média e alta penetração, Estudo de técnicas de mitigação.

Tópicos Especiais em Sistemas Elétricos: Modelagem e Controle de Sistemas Não Lineares: Revisão de sistemas lineares. Introdução a sistemas dinâmicos não lineares. Modelagem matemática e não linearidades do tipo saturação, zona morta, histerese. Análise qualitativa do plano de fase: pontos de equilíbrios, ciclos limites e bifurcações em sistemas unidimensionais e de segunda ordem. Modelagem fuzzy Takagi-Sugeno (T-S) de sistemas não lineares. Análise da estabilidade via método de Lyapunov. Método de síntese de controladores fuzzy T-S. Análise de estabilidade e síntese de controladores para sistemas sujetos à saturação nos atuadores. Análise de estabilidade e síntese de controladores para sistemas não lineares afetados por sinais exôgenos de energia limitada ou de amplitude limitada.

Coordenação do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
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