Engenharia Elétrica (UACSA)

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TCC - Trabalho de Conclusão de Curso

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Impactos da inserção de geração distribuída no desempenho de funções de proteção de sistemas elétricos
(2019-07-17T03:00:00Z) Guerra, Keylla Rayanne Albuquerque; Reis, Raphael Leite de Andrade; http://lattes.cnpq.br/1139577841043865; http://lattes.cnpq.br/8938549432716009
A partir da necessidade da expansão da geração de energia elétrica devido ao crescimento populacional e industrial, a conexão da Geração Distribuída (GD) com o sistema elétrico tem aumentado devido as suas diversas vantagens, como: minimização de perdas por transmissão a longas distâncias, localização próxima dos centros consumidores, minimização de impactos ambientais e maior confiabilidade. Apesar de ser uma tendência, desafios para o sistema de proteção são impostos, uma vez que contribuições para as correntes de curtos-circuitos podem se tornar mais evidentes com a conexão da GD. A fim de investigar o impacto da GD em funções de proteção de sistemas elétricos, simulações de faltas foram realizadas no software Alternative Transients Program (ATP), considerando um sistema elétrico de 230 kV reportado na literatura. Curtos-circuitos foram simulados ao longo do sistema avaliado, bem como próximos ao limite das zonas de alcance da proteção de distância, levandose em conta diferentes tipos de distúrbios. A partir dos resultados obtidos, a inserção da GD pode afetar os sinais de tensão e corrente medidos pelo dispositivo de proteção, assim como funções de proteção, levando-os a atuar de maneira indevida caso revisões de seus ajustes não sejam realizadas.
Impacto da medição de sinais de tensão em métodos de localização de curtos-circuitos baseados no domínio do tempo
(2019-12-12T03:00:00Z) Silveira, Mirella Ilka Pereira da; Reis, Raphael Leite de Andrade; http://lattes.cnpq.br/1139577841043865; http://lattes.cnpq.br/0341519550011359
Neste trabalho, avaliações acerca do impacto da utilização de medições de sinais de tensão no desempenho de métodos de localização de curtos-circuitos em linhas de transmissão (LT) baseados no domínio do tempo são realizadas. Para tanto, algoritmos de localização de faltas considerando medições de um e dois terminais da LT foram implementados no software Matlab®, sendo os dados de entrada das rotinas fornecidas por meio de medições de tensão e corrente provenientes de um transformador de potencial capacitivo (TPC) e de um transformador de corrente (TC), respectivamente. O desempenho das técnicas de localização de faltas é investigado por meio de várias simulações de curtos-circuitos em um sistema elétrico de potência (SEP) de 230 kV, considerando-se variações nos parâmetros de falta, como a resistência e o ângulo de incidência, além da resposta dinâmica do TPC em algoritmos de um terminal, a qual normalmente não é reportada na literatura. Dos resultados obtidos, constata-se que o algoritmo de dois terminais mostrou-se como mais robusto, uma vez que mais informações do SEP são utilizadas como dados de entrada da rotina, muito embora dependa de um canal de comunicação. No que tange ao algoritmo de um terminal, a resposta dinâmica do TPC pode alterar a polaridade das ondas viajantes detectadas no terminal monitorado, comprometendo, desta forma, a confiabilidade deste tipo de método caso mecanismos para compensar a resposta em frequência do dispositivo de medição não estejam disponíveis.
Técnica de modulação vetorial aplicada no acionamento de máquinas elétricas trifásicas com enrolamentos abertos para minimização da tensão de modo comum
(2020-11-04T03:00:00Z) Magalhães, Raíssa Maria Lacerda; Silva, Italo Roger Ferreira Moreno Pinheiro da; http://lattes.cnpq.br/7618299953557040; http://lattes.cnpq.br/6240974108146381
Na eletrônica de potência, o estudo de técnicas de modulação e de topologia de conversores são amplamente utilizadas em aplicações industriais para acionamento de máquinas elétricas. Nesse contexto, as pesquisas buscam sempre melhorias, de modo geral, na qualidade do sistema, seja aumentando a eficiência, o desempenho ou a vida útil da máquina. A topologia de um conversor convencional assim como a técnica de modulação por largura de pulso é base para o desenvolvimento do sistema estudado. Então, suas características e relações foram levadas em consideração para o desenvolvimento do modelo. Com isso, foi realizado o estudo sobre um sistema de acionamento de máquinas elétricas com terminais abertos de enrolamentos a partir de dois conversores convencionais. Para o acionamento, foi proposta uma técnica de modulação baseada na análise vetorial dos estados de chaveamento no intuito de minimizar a tensão de modo-comum. Além disso, foi realizada uma simulação, considerando condições ideais, a fim de validar a técnica descrita. Os resultados apresentaram a minimização da tensão de modo-comum a partir da escolha de determinados estados de chaveamento.
Estudo de modelo e controle vetorial orientado pelo fluxo estatórico de motor de indução trifásico para propulsão de veículos elétricos
(2020-11-06T03:00:00Z) Azevedo, Pedro Paulo Oliveira Costa de; Silva, Italo Roger Ferreira Moreno Pinheiro da; http://lattes.cnpq.br/7618299953557040
O controle da velocidade de motores trifásicos de indução é essencial para o funcionamento dos veículos elétricos. Sendo assim, o estudo do modelo maremático da máquina para o desenvolvimento de métodos mais simples e eficientes para o controle dos parâmetros do motor é importante para o desenvolvimento tecnológico e diminuição nos custos da construção dos veículos elétricos. Neste trabalho, foi realizado o estudo do modelo matemático para análise do comportamento de um motor de indução elétrica e foi desenvolvida uma estratégia de controle orientado pelo campo que se utiliza de transformações matemáticas e mudanças de referencial das grandezas aferíveis em uma máquina de indução e, a partir dessa estratégia, foi desenvolvida uma simulação. A resposta em regime transitório e permanente do fluxo eletromagnético, conjugado, velocidade e correntes elétricas obtidas no ambiente simulado mostram a reação do modelo da máquina de indução com o controle proposto neste trabalho, acelerando desde a inércia até valores próximos à velocidade nominal e a eliminação da perturbação causada pela inserção do conjugado mecânico nominal no eixo do motor. Desta forma, os resultados de simulação apresentados validam as considerações teóricas e mostram a eficácia da estratégia de controle proposta, habilitando sua utilização para estudos futuros da equipe de fórmula SAE da UFRPE-UACSA.
Estudo dos principais aspectos de manutenção em sistema fotovoltaicos on-grid
(2021-03-04T03:00:00Z) Conrado, Deyvison Muniz; Araújo, Marcel Ayres de; http://lattes.cnpq.br/0669410110930611; http://lattes.cnpq.br/8030937685280342
A diversificação da matriz elétrica brasileira representa um ganho em confiabilidade e disponibilidade de energia elétrica, no qual as energias renováveis têm desempenhado um papel cada vez mais importante para o setor energético brasileiro. A energia solar fotovoltaica, em especial, tem crescido consideravelmente nos últimos anos, em parte em virtude da redução de custos dos equipamentos para composição de sistemas fotovoltaicos de médio e pequeno porte, e sobretudo devido a possibilidade de compensação de energia, que permite que usinas fotovoltaicas conectadas à rede gerem créditos de energia para reduzir faturas dos seus titulares. Juntamente com o aumento de instalações, consequentemente cresce também a demanda por manutenção preventiva e corretiva desses sistemas. No entanto, poucos são os profissionais e as empresas integradoras que fornecem planos consistentes de manutenção para sistemas fotovoltaicos, ou mesmo que conheçam práticas recomendadas para executar os procedimentos adequados, o que representa um problema na confiabilidade, segurança e rentabilidade desses sistemas. Neste sentido, este trabalho visa discutir os principais aspectos da manutenção de sistemas fotovoltaicos de pequeno porte conectados à rede, comentando desde a elaboração de projeto até à instalação do sistema, destacando a relação dessas etapas com alguns aspectos da manutenção. São descritas boas práticas de manutenção preventiva, assim como a relação entre manutenção e produtividade das usinas. Por fim, são realizadas análises de estudos de caso com as quais pode ser avaliada a importância da execução de procedimentos adequados na instalação, operação e manutenção de sistemas fotovoltaicos.
Impactos do dimensionamento da corrente de magnetização de transformadores na coordenação de funções de proteção de sistemas elétricos
(2021-07-09T03:00:00Z) Santos Júnior, Edivaldo Ferreira dos; Reis, Raphael Leite de Andrade; http://lattes.cnpq.br/1139577841043865; http://lattes.cnpq.br/5627386501763054
Os impactos do dimensionamento da corrente de magnetização de transformadores na coordenação entre funções de proteção contra sobrecorrentes são avaliados neste trabalho. Para tanto, além de testes realizados em sistemas elétricos reportados na literatura, estudos de caso envolvendo dados coletados de um sistema real com geração solar fotovoltaica, situado na região de Petrolina - PE, são analisados. Basicamente, os sistemas ele´tricos foram simulados a partir do software ANAFAS, em que foram calculados os valores das correntes de curto-circuito trifásico, monofásico e monofásico mínimo. Tais valores são utilizados para auxiliar na parametrização das funções de sobrecorrente temporizada e instantânea implementadas no software OCTAVE, assim como no dimensionamento da corrente de magnetização dos transformadores. As saídas das referidas funções de proteção são externadas na forma de coordenogramas, que ilustram as curvas relativas à concessionária e ao cliente (consumidor), além da indicação do ponto relativo à corrente de magnetização. Dos resultados obtidos, constata-se que a corrente de magnetização de transformadores pode impactar na coordenação entre funções de proteção contra sobrecorrentes, afetando os estudos de proteção de empresas que são atendidas por transformadores para suprir sua demanda energética. Nesses casos, inclusive, o dimensionamento incorreto desta corrente pode influenciar na confiabilidade no sistema de proteção das redes de distribuição, ale´m de ocasionar possíveis reprovações destes projetos por parte das concessionárias de energia.
Estudo comparativo de formas de onda 5G: uma análise de eficiência
(2021-07-30T03:00:00Z) Pereira, Clariele de Almeida; Paula, Amanda Souza de; http://lattes.cnpq.br/5652100307143041; http://lattes.cnpq.br/2994534149511553
Este trabalho apresenta as principais características do 5G, como a padronização da tecnologia 5G e as evoluções com relação às tecnologias pré-existentes com foco na análise comparativa das técnicas de modulação FBMC e OFDM. A forma de onda é um componente muito importante nas tecnologias de telecomunicações, dado que elas podem modificar as características do sinal a ser transmitido da maneira mais conveniente para um determinado requisito. Para realizar as análises comparativas entre as formas de onda, foram simulados com o software MATLAB os gráficos de densidade espectral de potência vs frequência normalizada e taxa de erro de bit vs relação sinal-ruído para diferentes cenários, tais como: inserção de variância do erro na estimação do canal, alteração do tipo de canal e do número de elementos da FFT. Com esses resultados, é possível perceber a vantagem do FBMC com relação ao uso do espectro, bem como o problema da maior complexidade do sistema de equalização dessa forma de onda quando comparada ao utilizado no OFDM.
Construção de sistema de travamento de frequência para laser de diodo
(2021-12-10T03:00:00Z) Castelo Branco, Lucas Martins; Degiorgi, Sérgio Vladimir Barreiro; http://lattes.cnpq.br/7323495611053601; http://lattes.cnpq.br/1886333851347024
O laser de diodo, atualmente, vem sendo o tipo mais utilizado de laser e diversas áreas utilizam-no como ferramenta funcional devido a seu baixo custo de operação e em especial à facilidade no processo de controle de potência e comprimento de onda de seu feixe. Para operá-lo necessita-se de uma boa estabilização em sua frequência, que é importante não só para medidas que exijam alta resolução espectral, mas para diversas aplicações em pesquisas. Para a estabilização em frequência de um laser de diodo, um loop de controle automático de frequência pode ser utilizado. Um sinal de erro gerado pela mudança de frequência do laser deve ser processado (amplificado e filtrado) e deve ser realimentado de maneira a compensar a flutuação em frequência. O presente estudo, visa construir um circuito para travamento de frequência de um laser de diodo em uma referência absoluta de frequência, usando uma detecção sincronizada. Para travar a frequência do laser, será usada como referência um discriminador de frequência que tem uma função de transferência igualmente ressonante. Para poder travar a frequência do laser na frequência de ressonância do discriminador, usamos o método de detecção sincronizada, o qual permite gerar a derivada da função de transferência do discriminador. Este método consiste em introduzir uma modulação muito pequena na frequência do laser, detectando a luz do laser após passar pelo discriminador de frequência, separando unicamente a componente que está em fase com a modulação introduzida.
Análise de índices de qualidade da energia elétrica considerando uma planta de geração eólica localizada no norte da Bahia
(2022-05-27T03:00:00Z) Paiva, Jefferson; Alves, Denis Keuton; http://lattes.cnpq.br/7109075850257262; http://lattes.cnpq.br/2113363156474260
Propõe-se neste trabalho uma avaliação, de caráter comparativo, dos principais indicadores de qualidade da energia elétrica medidos em uma planta eólica localizada no norte do estado da Bahia. A integração de plantas eólicas no sistema elétrico de potência apresenta desafios relacionados com a qualidade da energia cujos indicadores devem estar de acordo com os padrões definidos como desejáveis. Esse fato evidencia a importância da monitoração da qualidade da energia elétrica com destaque aos fenômenos, parâmetros e valores de referência quanto à tensão em regime permanente, fator de potência, distorção harmônica, desequilíbrio de tensão, flutuação de tensão, variações de tensão de curta duração e variação de frequência. Os indicadores de qualidade serão avaliados em função dos limites definidos em normas brasileiras: Procedimentos de distribuição de energia elétrica no sistema elétrico nacional, estabelecidos pela agência nacional de energia elétrica, por meio da resolução normativa nº 956/2021; Procedimentos de rede, elaborados pelo operador nacional do sistema elétrico, por meio da resolução normativa nº 903/2020. As medições das grandezas elétricas foram realizadas por meio de um analisador de energia PowerLogic®, modelo ION7650, fabricado pela empresa Schneider Electric, o qual também é responsável pela medição de faturamento da produção de energia elétrica da planta. A análise da qualidade da energia elétrica é realizada no barramento de geração da subestação do empreendimento. Os valores de registro das grandezas elétricas aferidos são satisfatórios para a apresentação de um diagnóstico capaz de evidenciar problemas relacionados à qualidade da energia elétrica.
Procedimento para testes em sistemas de proteção de barras: arranjos barra dupla com disjuntor simples a quatro chaves
(2022-06-06T03:00:00Z) Lima, Thiago Lucas dos Santos; Araújo, Marcel Ayres de; http://lattes.cnpq.br/0669410110930611; http://lattes.cnpq.br/3741381872777674
Os barramentos das subestações são de grande importância para todo sistema elétrico de potência, pois são responsáveis pela conexão de vários equipamentos, assim uma falta no sistema pode causar uma grande indisponibilidade de energia. Neste contexto, uma metodologia para testes quando implantado um novo sistema de proteção de barras pode contribuir de maneira significativa, a fim de garantir que o sistema opere de maneira satisfatória, minimizando as falhas por erro humano que podem acontecer em todo processo de montagem ou implementação de lógicas e dando confiabilidade a todo sistema. Neste sentido, este trabalho apresenta uma metodologia de comissionamento e integração de sistemas de proteção de barras para subestações com arranjos barra dupla com disjuntor simples a quatro chaves. Para tanto, foram descritas as etapas dos testes a serem realizados, detalhando-os para melhor entendimento do leitor e possibilidade de aplicação prática, como o realizado em 3 aplicações em subestações de energia. Nessas aplicações foi possível identificar falhas que poderiam causar sérios problemas, como atuação indevida da proteção e até não atuação quando requerida.
Análise de qualidade de energia, gestão de modalidade tarifária e sugestão de melhorias em uma unidade rural de média tensão
(2022-09-29T03:00:00Z) Albuquerque, Eduardo Monteiro de; Macêdo, Ana Vitória de Almeida; http://lattes.cnpq.br/1157321507564630; http://lattes.cnpq.br/4268219318610805
A energia elétrica possui inúmeras grandezas correlacionadas fazendo com que se tenha o sistema elétrico de potência em pleno funcionamento. A operação desses sistemas é realizada a partir de projetos fazendo com que se minimize as perdas e se evite possíveis acidentes relacionados à energia elétrica. A análise de qualidade de energia e a eficiência energética, são cruciais para entender causas, efeitos e se realizar as correções necessárias nas instalações elétricas fazendo com que se tenha uma maior vida útil dos equipamentos e economia para o cliente. Neste trabalho será realizado uma fundamentação teórica a respeito das grandezas elétricas fundamentais para que se tenha uma boa qualidade de energia, além de ser realizado uma análise de qualidade de energia juntamente com a análise tarifária em uma unidade rural de média tensão, através de um analisador de energia (P53, classe B de exatidão da marca Primata Tecnologia Eletrônica), avaliando o cenário atual e sugerindo melhorias na instalação, além disso, será realizado um estudo adequando a unidade consumidora para a melhor modalidade tarifária, fazendo com que se tenha uma economia ainda maior na instalação.
Cálculo da capacidade remanescente de um sistema elétrico para escoamento de geração de energia
(2022-10-04T03:00:00Z) Agra Neto, Salviano; Macêdo, Ana Vitória de Almeida; http://lattes.cnpq.br/1157321507564630; http://lattes.cnpq.br/9906908807056658
Este trabalho aborda o cálculo da capacidade remanescente de um sistema elétrico para escoamento de geração de energia (margem de transmissão), que consiste no valor máximo de injeção de potência ativa que o sistema é capaz de transmitir sem a ocorrência de violações de fluxo de potência ou tensão. Tema de alta relevância sobretudo no Brasil, onde há grande potencial energético e projetos de expansão e diversificação da matriz energética. Este assunto é de extrema importância no âmbito comercial de energia elétrica, visto que é um estudo que antecede alguns leilões de energia de responsabilidade do Ministério de Minas e Energia. Ao longo do trabalho, são apresentados os fundamentos para entender o problema e um método computacional para sua resolução. O software empregado para a realização do cálculo, o ANAREDE®, também será apresentado, com ênfase em sua ferramenta de cálculo automático da margem de transmissão. Por fim, são apresentados os resultados provenientes dos cálculos do programa, expostos por meio de tabelas contendo os valores das margens de transmissão e seus fatores limitantes.
Controle vetorial em quadratura de velocidade em motores de indução trifásicos para aplicações em controle de vazão de ar em ventiladores industriais
(2022-10-05T03:00:00Z) Santos, Nailson Figueiredo dos; Méllo, João Paulo Ramos Agra; http://lattes.cnpq.br/2430890141645755; http://lattes.cnpq.br/2668760030520733
O controle de vazão de ar por meio de ventiladores pode ser aplicado em diversas áreas, desde a indústria, em processos de combustão ou renovação do ar ambiente, até sistemas de condicionamento de ar comerciais e residenciais. Os ventiladores responsáveis pelo controle de fluxo de ar são equipamentos cuja força motriz é disponibilizada com o acoplamento de motores elétricos de indução em suas pás, e o controle de vazão é relacionado diretamente ao controle de velocidade, de acordo com a primeira lei dos ventiladores. Existem algumas formas de se controlar a velocidade de motores de indução: mudança no número de polos, variação da frequência de alimentação, ou com as técnicas de controle vetorial, que apresentam bom desempenho dinâmico e rendimento. As técnicas ditas vetoriais proporcionam um desacoplamento entre o fluxo magnético e o conjugado, possibilitando o controle independente dessas grandezas, mas necessitando de um modelo dinâmico do motor bem estabelecido, para que seja possível realizar a sintonia das malhas de controle. Com base nisso, e visando a importância de um controle de vazão confiável, o presente trabalho tem como objetivo projetar um sistema de controle vetorial em quadratura com o fluxo estatórico em malha fechada, por meio da obtenção de um modelo dinâmico de um motor de indução aplicado a uma carga que simula um ventilador, a partir de uma metodologia analítica para obtenção dos parâmetros do modelo do motor. Os testes via simulações, bem como a sintonia dos controladores foram desenvolvidas com os softwares PSIM e MATLAB, em que se obtiveram resultados que comprovaram a validade da metodologia de desenvolvimento do modelo e de sintonia dos controladores, bem como o controle de velocidade em regime permanente previsto.
Desenvolvimento de um supervisório em sistemas HVAC responsáveis pelo tratamento de ar em estabelecimentos assistenciais de saúde (EAS)
(2022-10-06T03:00:00Z) Silva, Maria Eduarda Albuquerque; Medeiros, Philippe Eduardo de; http://lattes.cnpq.br/5594617038786753; http://lattes.cnpq.br/2519022547136872
Os Sistemas HVAC (Heating, Ventilating and Air Conditioning) possuem inúmeros instrumentos para medir e controlar as variáveis dos sistemas. A operação desses sistemas é feita a partir de sistemas supervisórios de controle e aquisição de dados que são denominados sistemas SCADA ou Supervisórios como são comumente chamados. No mercado existem inúmeros softwares que implementam esse tipo de supervisão. Contudo, eles têm um custo alto agregado o que os tornam inviáveis para sistemas de pequeno porte. Com isso, este trabalho visa desenvolver um supervisório em uma plataforma SCADA de código-fonte aberto com intuito de viabilizar a implementação em pequenos projetos. Para isso, foi utilizado um sistema real HVAC implementado em um hospital, um CLP (Controlador Lógico Programável), protocolos de comunicação de dados voltados para automação industrial denominados BacnetIP e RS-485. Este trabalho desbrava as ferramentas disponíveis na plataforma ScadaBR, como monitoramento em tempo real das variáveis do sistema, geração de alarmes e desenvolvimento de telas gráficas.
Desenvolvimento de um protótipo de um software para um sistema não cabeado de captação de eletrocardiograma para experimentação em modelo animal
(2022-10-06T03:00:00Z) Caetano, Maria Luiza Guerra; Nogueira, Romildo de Albuquerque
Usualmente as pesquisas de variabilidade da atividade cardíaca tem como metodologia um estudo do controle autonômico cardíaco. Na experimentação animal, a obtenção dos sinais eletrofisiológicos é feita com o emprego de métodos de contenção química (fármacos) ou mecânica (contensores), que produzem artefatos no sinal de interesse. Uma solução para evitar os transtornos produzidos por esses procedimentos é o uso de sistemas de captação sem fio acoplados ao colete. Apesar de existirem equipamentos com essa tecnologia, a realidade de laboratórios de pesquisa esbarra nas questões de alto custo para aquisição desses equipamentos e a dificuldade relativa ao tamanho dos coletes, os quais são produzidos para cães e gatos, haja vista serem voltados para a clínica médica veterinária de pequenos animais. O presente manuscrito apresenta os resultados obtidos no desenvolvimento de um protótipo de um software para interface gráfica de um sistema não cabeado para registro de eletrocardiograma de ratos Wistar. Para análise dos referidos resultados, os dados obtidos foram confrontados com aqueles captados por meio de um sistema cabeado com uso de um software comercial. Para isso, utilizou-se a análise de flutuação destendenciada (DFA) dos referidos dados, onde não foram observadas diferenças estatisticamente significativas entre os valores médios obtidos entre os sistemas. Levando-se em conta os resultados iniciais obtidos,o mesmo indica ser viável para aprimoramento e futura utilização na rotina experimental com ratos Wistar, buscando a melhoria da qualidade dos dados e melhor conforto para o modelo experimental.
Sistema de powertrain de um veículo elétrico
(2022-10-06T03:00:00Z) Florentino, João Pedro de Sá; Méllo, João Paulo Ramos Agra; http://lattes.cnpq.br/2430890141645755; http://lattes.cnpq.br/9987759193674873
O mercado de veículos automotivos vive hoje um avanço do desenvolvimento de veículos elétricos, uma tendência de mercado impulsionada pelo avanço tecnológico deste setor e por uma necessidade de redução da poluição causada pelos veículos automotivos. Desta forma, se faz necessário o desenvolvimento de um modelo matemático e de simulação que seja capaz de realizar previsões sobre o comportamento do veículo para situações específicas. Neste trabalho, foi desenvolvido um modelo para o sistema de powertrain aplicável para veículos elétricos, com modelos matemáticos de dinâmica veicular, motores elétricos e malha de controle de fluxo magnético e velocidade. Para tal, foi realizada uma revisão bibliográfica a respeito de tais pontos. Os modelos matemáticos desenvolvidos foram utilizados em ambientes de simulação para verificar o comportamento do sistema de controle desenvolvido, bem como a reação do sistema de powertrain a situações específicas comuns ao uso de veículos elétricos. Os resultados mostram que os modelos matemáticos desenvolvidos representam de forma realista o comportamento dinâmico de máquinas elétricas, bem como o comportamento dinâmico de veículos e respostas satisfatórias da malha de controle. Assim, pode-se concluir que os modelos desenvolvidos atendem aos requisitos propostos no começo do trabalho.
Modelagem de baterias de chumbo-ácido para sistemas de armazenamento de energia aplicáveis junto ao sistema elétrico de potência
(2022-10-11T03:00:00Z) Lima, Yuri Chaves de; Araújo, Marcel Ayres de; http://lattes.cnpq.br/0669410110930611; http://lattes.cnpq.br/0669410110930611
Sistemas de armazenamento de energia apresentam diferentes formas e configurações, podendo ser da forma elétrica, térmica, de recursos energéticos ou naturais, os quais necessitam de um mecanismo adequado de conversão dessa energia armazenada. Por englobar uma extensa área de aplicações, os estudos das tecnologias de armazenamento de energia ganharam destaque, e seu emprego em conjunto com o sistema elétrico têm se intensificado por tornar o fornecimento de energia elétrica mais confiável, atendendo de maneira mais racional os consumidores. O crescente uso de sistemas de armazenamento de energia por baterias tem impulsionado novas pesquisas por modelos matemáticos representativos do comportamento dinâmico da operação de carga/descargas de baterias, com foco em otimizar seus recursos energéticos. Este trabalho objetiva o estudo e implementação de um modelo matemático utilizando ferramentas computacionais para simular o comportamento de uma bateria de chumbo-ácido tendo em vista a crescente inserção de armazenamento de energia junto a geração distribuída no sistema elétrico. Para tanto, focando-se em baterias de chumbo-ácido, foram pesquisados modelos matemáticos levando em consideração sua complexidade computacional, nível de representatividade do comportamento dinâmico da bateria, e exatidão de resultados. Foi selecionado o modelo Jackey por pautar seu equacionamento em um circuito elétrico visando a influência de parâmetros fundamentais como tensão de circuito aberto, resistência, capacitância, estado de carga da bateria, e temperatura do eletrólito. A partir destas implementações computacionais, como resultado foram obtidas as curvas características da bateria chumbo-ácido, cuja comparação com curvas experimentais apresentou um erro menor que 1%, evidenciando a eficácia do método desenvolvido e implementado.
Desenvolvimento de um protótipo de medidor de energia elétrica para aplicação em redes elétricas inteligentes.
(2022-10-12T03:00:00Z) Gomes, Clinton de Sousa; Araújo, Marcel Ayres de; http://lattes.cnpq.br/0669410110930611; http://lattes.cnpq.br/2029515617610539
Devido às crescentes modificações no Sistema Elétrico de Potência, novas possibilidades de avanço das tecnologias de monitoramento foram surgindo e os conceitos e metodologias trazidos pelas redes elétricas inteligentes têm originado novas ferramentas e informações para as concessionárias. Para a implantação de uma rede inteligente é necessário a modernização de todo o sistema, sobretudo das técnicas de medição e monitoramento sobre o funcionamento e operação da rede para acesso a dados mais precisos e em tempo real para todos os envolvidos, possibilitando uma tomada de decisão mais rápida e aumentando assim a eficiência operacional. Neste contexto, o objetivo desse projeto é o estudo e desenvolvimento de um medidor trifásico bidirecional de energia elétrica que torne possível a concessionária acompanhar, em tempo real, o consumo de energia elétrica de suas unidades consumidoras. Com esse propósito, foram realizadas pesquisas para identificação de características operacionais e funcionalidades dos medidores inteligentes visando a definição dos requisitos do sistema e das ferramentas integrantes do projeto. Para tal, o objetivo desse projeto foi alcançado com êxito por meio do desenvolvimento dos sistemas de sensoriamento do medidor empregando o sensor ACS758 e transformadores de tensão que possibilitam a leitura das grandezas elétricas, monitoramento e comunicação por meio do microcontrolador ESP32, que possibilita o envio dos dados para o armazenamento em um banco de dados local e exposição dos mesmos em uma interface WEB. A partir das informações reunidas no corpo do documento, é realizada, ao final do trabalho, uma síntese sobre o ganho para a concessionária ao implementar um sistema como o proposto.
Caracterização de uma família de ressonadores planares: estruturas circulares autossimilares para aplicação de circuitos de micro-ondas
(2022-10-14T03:00:00Z) Bernardo, Helton Silva; Oliveira, Elias Marques Ferreira de; http://lattes.cnpq.br/2576044894885888; http://lattes.cnpq.br/0376996218317422
O presente trabalho objetiva desenvolver e estruturar uma família de dispositivos ressonadores circulares e autossimilares baseados em modelagem por técnica de microfita com estruturas planares para determinar ressonâncias e bandas de frequência, permitindo identificar e localizar as estruturas que ressoam. A metodologia por trás deste estudo é descrita em duas partes: No procedimento de elaboração computacional (estruturação e parametrização) e a simulação em diferentes aspectos. Foram realizadas a modelagem matemática da família dos dispositivos ressonadores, foram calculados os parâmetros de comprimento de onda e os raios dos anéis ressonadores central e adjacentes, bem como implementadas as condições de contorno para a família de ressonadores em ambiente computacional. Foram caracterizadas as estruturas que apresentaram níveis de ressonância adequados por filtros rejeita-faixa através dos parâmetros de espalhamento. A construção dos filtros característicos deu-se pela configuração do paralelo de topologias de rede elétricas(passa-baixa e/ou passa-alta) comrespostassimilares. Foramrealizadas as reparametrizações dos anéis principal e adjacentes para análise da máxima transmissão e da máxima ressonância. Este estudo ainda analisou as distribuições de corrente superficiais para estruturas que apresentaram comportamento distintos com relação as suas ressonâncias. Desta forma, os resultados mostram: ressonância em diferentes bandas de frequência, sintonização dos parâmetros para uma máxima ressonância pela reparametrização e a dinâmica das correntes superficiais nos anéis ressoadores.
Projeto e implementação de um conversor cc-cc boost com controle Proporcional-Integrativo-Derivativo (PID)
(2023-04-26T03:00:00Z) Lima, Bruno de Freitas; Oliveira, Elias Marques Ferreira de; http://lattes.cnpq.br/2576044894885888; http://lattes.cnpq.br/4293028027442685
Neste trabalho é proposta a análise dos controladores PID desenvolvidos a partir de uma ferramenta matemática, pidtool, definindo os parâmetros dos controladores para controlar um conversor boost. O conversor boost é projetado para garantir uma saída de 15V sendo uma entrada fixa de 5V, são realizados experimentos, sem utilização dos controladores, para confirmar a elevação do nível de tensão. Quando os controladores são inseridos, é definido um setpoint de 8V para a saída, de modo a proteger os componentes conectados para eventuais falhas, tratando-se de um protótipo. Através dos parâmetros propostos para o conversor são realizadas simulações computacionais e experimentos práticos para comparação da resposta ao degrau dos controladores propostos. No final deste trabalho é realizada uma discussão sobre os dados coletados, a aplicabilidade da ferramenta pidtool do matlab no projeto de controladores PI, PD e PID e uma breve discussão a respeito de estudos futuros a serem desenvolvidos a respeito do impacto dos diferentes tipos de hardware no controle.