TCC - Engenharia Elétrica (UACSA)
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Resultados da Pesquisa
Item Modelagem e simulação de sistema elétrico de potência e parametrização da proteção na linha de transmissão(2025-07-21) Rocha, Bruno Julião da; Silva, Mauren Pomalis Coelho da; http://lattes.cnpq.br/0240476673310276; http://lattes.cnpq.br/9988158557110054O presente trabalho de conclusão de curso tem como objetivo produzir um estudo sobre faltas em linhas de transmissão, modelando e simulando um sistema elétrico de potência (SEP), além de realizar a parametrização de relés de proteção para garantir a segurança e a confiabilidade do circuito. O estudo contempla uma contextualização histórica sobre o desenvolvimento da energia elétrica e a construção das linhas de transmissão, seguida de uma revisão bibliográfica a respeito das faltas no sistema, características das linhas de transmissão, o funcionamento do software utilizado para análise de curtos-circuitos, e a proteção por relés. A metodologia adotada baseou-se na modelagem de um sistema, onde foram realizados cálculos manuais, aplicando as condições de contorno adequadas, para determinação das correntes de curto-circuito trifásico em diferentes pontos da linha, sendo posteriormente comparados aos resultados obtidos por meio de simulação computacional. A comparação entre os valores teóricos e simulados evidenciou a eficiência do software empregado, demonstrando não apenas sua precisão nos resultados, mas também sua praticidade. Essa característica contribui diretamente para a redução do tempo necessário ao projetar um sistema de proteção adequado, tornando-o mais ágil e aplicável a situações reais. Na etapa seguinte, realizou-se a parametrização de relés de sobrecorrente (ANSI 50/51) e de distância (ANSI 21) frente aos diferentes cenários de falta. Os ajustes aplicados nos relés tiveram como objetivo assegurar a coordenação e a seletividade do sistema de proteção, de modo a garantir sua atuação correta e eficiente diante de diferentes condições de operação.Item Aplicação de aprendizado de máquinas na detecção de anomalias em componentes de linhas de transmissão(2025-03-21) Melo, Isadora Rodrigues de; Ferreira, Felipe Alberti Barbosa Simão; http://lattes.cnpq.br/9939255113143786; https://lattes.cnpq.br/3445765194031185O avanço da tecnologia ao longo dos anos mudou bastante o Sistema Elétrico de Potência (SEP) e a indústria, melhorando a segurança na entrega de energia para todos. A inspeção de linhas de transmissão é um processo essencial que garante o funcionamento do sistema elétrico, mas apresenta desafios. Tradicionalmente, as inspeções são realizadas por equipes que se deslocam até locais de difícil acesso, que envolve altos riscos e custos financeiros. Com os novos recursos de inteligência artificial, usar aprendizado de máquina tem se mostrado uma solução viável para otimizar o processo na identificação de problemas estruturais nas linhas de transmissão. Neste projeto, foi desenvolvido um sistema baseado em aprendizado de máquina para detectar e analisar equipamentos nas linhas de transmissão. O sistema usa o modelo YOLOv5 para encontrar as peças e identificar onde elas estão na imagem. Em seguida, a rede neural convolucional ResNet, que permite uma análise eficiente das imagens, classifica cada peça identificada, determinando se existe avaria ou não. Os componentes da linha de transmissão sem avaria possuem uma caixa delimitadora da cor verde, e as com avarias da cor vermelha. Nos testes feitos, o sistema acertou 90,6% das vezes ao encontrar as peças e 81% ao dizer se tinham defeito. No entanto foi constado alguns desafios, como a falta de certas amostras do próprio banco de dados, o que pode impactar o desempenho do modelo para determinados componentes. Assim, obter um conjunto de dados com mais imagens e robusto é fundamental para melhorar a eficácia do sistema. Este trabalho ajuda na modernização da manutenção das linhas de transmissão usando técnicas avançadas de aprendizado de máquina. Quando usado junto com sistemas de monitoramento remoto, pode diminuir gastos e riscos das inspeções feitas por pessoas. Além disso, permite a identificação de problemas previamente, tornando o sistema elétrico mais confiável e eficiente.Item Controle de um pêndulo invertido(2025-06-12) Melo, Renan Velozo Herculino de; Aguedo, Reinel Beltrán; http://lattes.cnpq.br/2770313428458626; https://lattes.cnpq.br/9586024684527477Este estudo examina a investigação e a aplicação de métodos de controle voltados para alcançar a estabilização de um sistema de pêndulo invertido em uma base móvel. O texto explora a modelagem matemática do sistema por meio de uma abordagem que se vale da formulação advinda das Leis de Newton, além de abordar sua representação tanto em variáveis de estado quanto em função de transferência. Esta pesquisa explora duas estratégias de controle: o clássico controlador PID (proporcional - integral - derivativo) e suas duas variantes, PI-D e I-PD, e o controlador realimentado por estado observado. As simulações são executadas no Matlab/Simulink, o que permite a validação da modelagem e das estratégias de controle. A eficácia das estratégias de controle é avaliada por meio de duas abordagens complementares: índices integrais de erro (ISE, IAE, ITSE e ITAE) e parâmetros da resposta temporal, como tempo de subida, tempo de acomodação, sobressinal e erro em regime permanente.Item Elevador de carga comercial: automatização e estudo de casos(2025-07-28) Oliveira, Edlane Cavalcante; Aguedo, Reinel Beltrán; http://lattes.cnpq.br/2770313428458626; http://lattes.cnpq.br/0525812536975134Este trabalho apresenta a implementação de um sistema automatizado para um elevador de carga comercial em dois galpões de armazenamento. A pesquisa incluiu revisão bibliográfica sobre sistemas similares, análise de componentes elétricos e dimensionamento do sistema de controle e potência, considerando tecnologias modernas elementares de automação. A metodologia adotada priorizou simplicidade e eficiência, utilizando comandos elétricos convencionais em vez de controladores lógicos programáveis ou inversores de frequência. O sistema foi projetado com componentes básicos, como motor monofásico, disjuntores, contatores e sensores de fim de curso, garantindo segurança e conformidade com normas técnicas brasileiras e internacionais. O projeto foi desenvolvido e validado por meio de simulações no software CADe_SIMU, seguidas de ajustes iterativos, desde a versão piloto até a final, com otimização de temporização e inclusão de componentes adicionais. O dimensionamento dos eletrodutos e cabos considerou a corrente nominal máxima, incluindo a corrente de partida do motor monofásico, bem como a especificação do disjuntor motor. Testes práticos confirmaram a eficácia do sistema, demonstrando adequação às condições reais de operação e atendimento às exigências do cliente. Conclui-se que o projeto alcançou seus objetivos, oferecendo uma solução automatizada, segura e economicamente viável para elevadores de carga comerciais, dentro das especificações técnicas e restrições estabelecidas.Item Alternativas de controle aplicadas ao sistema de propulsão de veículos elétricos(2025-03-13) Macêdo Neto, João Pedro de; Cervantes, Ania Lussón; https://lattes.cnpq.br/5793691069517813; http://lattes.cnpq.br/5816830365314607Há décadas os veículos elétricos vêm chamando a atenção dos produtores e condutores de automóveis. As suas vantagens, principalmente em relação a emissão de gases poluentes, fizeram destes uma alternativa sempre a ser considerada para a substituição dos carros que fazem uso do motor a combustão. Assim como esses, os veículos elétricos são compostos por diversos sistemas, um deles, de extrema importância, é o sistema de propulsão que é composto basicamente pelo motor, conversor de potência e o controlador, de modo que os estudos a respeito dos automóveis se concentram na maioria das vezes na modelagem e simulação desse sistema. Nesse contexto, o presente trabalho tem por objetivo realizar a modelagem e controle do sistema de propulsão de um veículo elétrico, apresentando diferentes estratégias de controle e uma comparação entre elas. Para isso, foram elaborados os modelos dinâmicos do veículo para um movimento longitudinal e do motor de indução trifásico, bem como o modelo do conversor usado para fazer o acionamento do motor junto ao seu sistema de controle. O motor de indução usado no veículo é acionado por meio de um inversor de frequência, que sintetiza a tensão alternada para a máquina através da Modulação por Largura de Pulso. Para o controle de velocidade do motor, como alternativas são apresentadas o controle escalar, Fuzzy e preditivo. Para o emprego do controle escalar, é utilizado um controlador Proporcional-Integral na velocidade de referência. Junto a esse sistema de controle é acrescentado ainda um controlador Fuzzy com intuito de otimizar a resposta do sistema. Além disso, utilizando os conceitos do controle vetorial orientado por campo, se desenvolve um controlador preditivo para a velocidade do motor, mediante a técnica de controle preditivo de Torque e Fluxo. Os resultados das simulações demonstram a eficácia dos controladores, destacando-se com um desempenho satisfatório o controle Fuzzy e o preditivo no controle de velocidade do motor. As simulações foram realizadas por meio do software Matlab.Item Avaliação energética e tarifária de uma unidade administrativa no estado de Pernambuco(2025-03-28) Silva, Helton Felipe da; Alves, Denis Keuton; http://lattes.cnpq.br/7109075850257262; https://lattes.cnpq.br/3532394367557969A crescente demanda por energia elétrica e os custos inerentes à sua utilização impõem a implementação de estratégias para a otimização do uso da energia e a redução de despesas operacionais. Neste contexto, o presente trabalho objetiva-se realizar um diagnóstico energético e análise tarifária de uma unidade administrativa localizada no estado de Pernambuco. A pesquisa foi desenvolvida por meio de coleta de dados a partir de faturas de energia e medições nos principais quadros elétricos do empreendimento. Com base nesses dados foram simulados diferentes cenários tarifários nos Ambientes de Contratação Regulado e Livre, além da adequação da demanda contratada ao perfil identificado. Os resultados indicaram que a migração para a tarifa A4 Livre Azul no Ambiente de Contratação Livre, associada ao ajuste adequado da demanda contratada para 450kW, demonstrou-se a alternativa mais vantajosa. Além disso, a análise revela um consumo excedente de energia reativa, evidenciando a necessidade de medidas corretivas para adequação do fator de potência. Portanto, o estudo comprova a importância do planejamento energético e da gestão tarifária adequada para promover economias, contribuindo para práticas eficientes no controle e gerenciamento da energia elétrica.Item Previsão de consumo de energia elétrica no brasil: uma comparação entre métodos(2023-09-22) Fortes, Bruna Lavínia Santos; Ferreira, Felipe Alberto Barbosa Simão; http://lattes.cnpq.br/9939255113143786; https://lattes.cnpq.br/9302922458814221The prediction of electricity consumption plays a crucial role in the effective management of energy resources. This study investigates electricity consumption forecasting methods applied in the Brazilian context. Four widely recognized forecasting techniques were explored: Exponential Smoothing, ARIMA (Autoregressive Integrated Moving Average), Support Vector Machines (SVM), and Artificial Neural Networks (ANN). The analysis began with the decomposition of the time series, allowing for the identification of trends, seasonality, and random variations in the data. The Holt-Winters Exponential Smoothing and the ARIMA model were used to model the underlying temporal aspects. The Support Vector Machines (SVM) technique was enhanced through parameter optimization, resulting in highly accurate and reliable forecasts. Although it required significant computational efforts, SVM demonstrated remarkable capability in capturing complex relationships. ANN was investigated and emerged as the most effective approach, providing exceptionally precise and robust predictions. This method stood out in capturing complex and sequential patterns, making it the preferred choice for forecasting electricity consumption in Brazil. However, the final choice of the model should consider not only evaluation metrics such as MSE (Mean Squared Error), MAE (Mean Absolute Error), and RMSE (Root Mean-Squared Error) but also adaptation to specific data and computational demands.Item Controle vetorial de velocidade em motor de indução trifásico para aplicações em mobilidade elétrica(2024-03-08) Souza, Guilherme Henrique de Carvalho; Méllo, João Paulo Ramos Agra; http://lattes.cnpq.br/2430890141645755; https://lattes.cnpq.br/6351499728705848The replacement of combustion engines with electric motors is already a reality in Brazil. Hybrid and electric vehicles are gaining more market share every day. This is due to their high efficiency, low cost and, above all, the fact that they do not emit polluting gases into the environment. The study of induction motors for vehicle traction has become a challenge for researchers, who are looking for methods and strategies to maximize their market entry. Speed control of electric motors can be carried out in various ways, such as changing the number of poles, vector control, changing the frequency and supply voltage. Vector control is based on the odq variable transform, which is a good representation of the three-phase induction machine in the vector domain. Through this control, it is possible to decouple the machine's onjugate and magnetic flux, allowing each of them to be explored in isolation. The aim of this work is therefore to develop a closed-loop quadrature vector control system for the electric motor used in the Evolt Racing extension project. This study begins by validating the machine model and the open-loop controls, and then closing the control loop. Finally, the motor is driven via PWM inverter and the braking profiles and methods are compared. The simulations were carried out using PSIM and MATLAB software, and the controllers were tuned using the geometric root locus method. It was possible to validate the machine model, tune the controllers to improve the dynamic response and control the motor speed for the permanent regime.Item Estudos de perdas nos semicondutores e da distorção harmônica em topologias de conversores multiníveis(2024-10-03) Silva, João Gonçalves Antunes da; Silva Júnior, Guilherme Penha da; Méllo, João Paulo Ramos Agra; http://lattes.cnpq.br/0439625337029616; http://lattes.cnpq.br/4952843275256497This article presents a study of semiconductor losses and harmonic distortion in multilevel converter topologies. Switching, conduction, and total losses will be analyzed for two-level topologies as well as three- and four-level Neutral-Point Clamped (NPC) topologies at varying frequencies. Additionally, the Total Harmonic Distortion (THD) of the voltage and phase current waveforms will be evaluated. The results include the values of losses and THD for six distinct cases, with variations in standard active and reactive power values, as well as voltage, resistance, and inductance values obtained through simulation. The study also highlights which topology performs better in each case, analyzing scenarios with different voltages and frequencies. The results show that multilevel systems exhibit superior performance at high voltages and elevated frequencies, whereas two-level converters perform better at lower frequencies.Item Desenvolvimento de estudo de proteção para conexão de uma usina fotovoltaica de 1.194kWp(2023-09-21) Oliveira, Maria Eduarda Araújo de; Alves, Denis Keuton; Ando Júnior, Oswaldo Hideo; https://lattes.cnpq.br/7109075850257262; https://lattes.cnpq.br/8911684468319565The generation of photovoltaic energy presents a different profile from the generation of conventional energy (hydroelectric). This is due to the characteristics inherent to the photovoltaic generation process, such as intermittent generation, in which fluctuations in energy generation occur, adding greater complexity to the protection system. Therefore, this work analyzes current regulations and recommendations for preparing a study on the protection and selectivity of photovoltaic generators. This work used a real case study with a 1MW generator connected to the local utility through a coupling transformer and inverters. The protections and adjustments were selected to assess the reliability of the proposed generator and ensure connection to the distribution network with the minimum quality parameters required by regulations. From the results obtained, it was verified through graphic analysis of the coordination that the method used was effective in the protection and selectivity study, attending to current regulations.