Engenharia Elétrica

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Análise transitória de aterramento utilizando as teorias de linhas de transmissão e híbrida eletromagnética
(Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP), 2021-11-09) Veira, Leonardo Pedroso; Seixas, Claudiner Mendes de
O presente trabalho aborda o comportamento transitório de sistemas de aterramento elétrico utilizando dois modelos distintos: um baseado na teoria de linhas de transmissão e o outro baseado na teoria híbrida eletromagnética. O estudo de aterramento é importante porque, se bem projetado, evita sobretensões, situações de risco para equipamento e seres vivos próximos, problemas na qualidade de energia entregue ao consumidor, entre outros, sendo que na maioria dos casos essas adversidades são ocasionadas por descargas atmosféricas. Assim, este tema vem despertando o interesse de diversos pesquisadores no mundo e motivou este trabalho. O objetivo central do trabalho é entender ambos os modelos citados, e escrever conclusões a partir dos resultados obtidos. Para este fim, inicialmente foi feita revisão bibliográfica para cada modelo, posteriormente implementado um código MATLAB® para o modelo de linhas de transmissão, que foi utilizado para obter o comportamento da impedância do aterramento e consequentemente o ganho de potencial elétrico no ponto de injeção da corrente, onde houve a simulação de diversos sistemas de aterramento com diferentes características para apontar quais produzem um sistema mais eficaz e a comparação com os resultados obtidos por outros autores no modelo HEM, para que se possa visualizar as diferenças entre os modelos. Este trabalho mostrou que o aterramento depende fortemente da resistividade do solo. Também é dependente, mas não fortemente, da permissividade do solo, do raio do eletrodo e da profundidade de aterramento, por outro lado, ainda sim esses outros parâmetros devem ser levados em consideração. Também é apresentado o comprimento efetivo do eletrodo, mostrando claramente que nem sempre um eletrodo maior representa menor impedância de aterramento.
Estudo comparativo de modelos lineares de representação de sistemas elétricos de potência para análise de estabilidade a pequenas perturbações
(Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP), 2021-12-20) Souza, Jamile Guidotti Caetano de; Furini, Marcos Amorielle
Sistemas Elétricos de Potência (SEP) devem atender de maneira confiável e segura a crescente demanda de energia elétrica de todos os consumidores. Além disso, espera-se que tais sistemas possam ser estáveis, ou seja, serem seguros e confiáveis mesmo quando submetidos à perturbações. O escopo desse trabalho é a análise da estabilidade a pequenas perturbações de SEP, ou seja, quando o sistema está operando em um ponto de equilíbrio e sofre uma perturbação de pequena magnitude, de tal forma que todas as equações que descrevem o comportamento do sistema podem ser linearizadas. Dessa forma, modelos lineares para os componentes e equipamentos do sistema podem ser utilizados. O principal objetivo do trabalho é a realização de um estudo comparativo dos principais modelos lineares para estudo da estabilidade a pequenas perturbações, ou seja, Modelo de Heffron e Phillips, Modelo de Sensibilidade de Potência e Modelo de Sensibilidade de Corrente. Foram realizadas simulações computacionais, onde os modelos apresentaram valores semelhantes para possíveis soluções.
Estudo e implementação de programas computacionais para a análise do amortecimento e da estabilidade a pequenas perturbações do sistema elétrico de potência
(Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP), 2021-12-10) Silva, Arthur Alves Cyriaco da; Valle, Danilo Basseto do
O principal objetivo deste trabalho foi o estudo e o desenvolvimento de dois programas computacionais, um para a análise da estabilidade à pequenos sinais do sistema de energia elétrica (SEE) e o outro para analisar o comportamento do sistema considerando distintos pontos de operação. O modelo linear de Heffron e Phillips (MHP) foi utilizado para representar o sistema elétrico de potência (SEP) em ambos os programas, sendo este composto por uma máquina síncrona conectada a um barramento infinito através de linhas de transmissão e de um transformador (representados por uma impedância equivalente). Para o desenvolvimento dos programas computacionais foi utilizado o software GNU Octave, por ser livre, de fácil programação e compatível com os scripts do Matlab®. Para o primeiro programa, foi inserido na malha de controle do Regulador Automático de Tensão (RAT) do gerador síncrono um Estabilizador de Sistemas Elétricos de Potência (ESP), composto por um ganho estático, um filtro de washout e dois blocos de compensação de fase. Com este programa foi possível analisar os autovalores obtidos a partir da matriz de estados de um SEP teste conhecido, sendo possível verificar a influência positiva da inclusão do ESP no amortecimento das oscilações eletromecânicas locais do sistema, bem como avaliar a resposta do sistema frente a uma pequena perturbação com e sem a utilização do ESP. O segundo programa foi arquitetado com o objetivo de avaliar como o carregamento do sistema influencia nas constantes k1 a k6 do MHP e no coeficiente de amortecimento inerente do sistema, além de analisar como os elevados ganhos dos RATs influenciam no amortecimento inerente do sistema. Observando graficamente o comportamento dos autovalores dominantes e do fator de amortecimento do sistema, verificou-se que para altos valores de carregamento, houve um agravamento no problema da falta de amortecimento do sistema (principalmente quando os geradores operam com fator de potência capacitivo), e que os elevados valores de ganhos, associados às baixas constantes de tempo dos RATs, podem conduzir o sistema à instabilidade. Com análise dos resultados foi possível concluir que ambos os programas foram capazes de simular as condições impostas e são programas aptos a solucionar inúmeras outras situações, simplesmente manipulando as variáveis e dados de entradas desejados.
Projeto de motorização de uma cadeira de rodas usando motores brushless
(Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP), 2021-11-08) Brito, Jardel Dias; Seixas, Claudiner Mendes de
Este trabalho foi motivado pelo desejo de oferecer deslocamento seguro, operação simples, transporte adaptado mais acessível às pessoas portadoras de necessidades especiais em deslocamento, promovendo inclusão social e diminuindo as desigualdades. O objetivo foi desenvolver um protótipo de motorização de cadeiras de rodas utilizando os motores Brushless e controladores comerciais. O método utilizado consistiu em revisão bibliográfica seguido de desenvolvimento de protótipo e testes de funcionalidade. Foram utilizados livros, artigos científicos e buscas no Google Acadêmico através das palavras-chave: motor Brushless, controladores, drivers e Arduino. Após essa revisão um protótipo foi construído e testado em laboratório, seu funcionamento foi analisado, correções e melhorias foram propostas e implementadas na construção de um segundo protótipo que também foi testado. Como resultados da pesquisa foram realizadas algumas publicações em eventos científicos, a tecnologia para motorização de cadeiras de rodas elétrica foi absorvida e explicitada e um protótipo funcional foi construído e testado em campo. O protótipo está disponibilizado a quem interessar, na sala de pesquisa deste grupo. Conclui-se então que o uso de motores Brushless no tracionamento de cadeira de rodas é viável, possibilitando sua aplicação em variados modelos de cadeiras. É possível instalar o kit de motorização mantendo a cadeira articulável, facilitando o manuseio e o transporte. O uso de baterias de íons de lítio e de controladores comerciais tornou a motorização leve e compacta. Foi possível disponibilizar a dirigibilidade da cadeira, efetuada por meio de um joystick shield de baixo custo, para ser comandada pelo cadeirante ou pelo acompanhante.
VIPDEV: Dispositivo vibrátil para auxiliar a navegação de deficientes visuais em ambientes internos
(Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP), 2021-12-15) Garcia, Gabriel Gonçalves; Cordeiro, Natal Henrique
A realização de pesquisas relacionadas com o apoio sensorial para a navegação de pessoas com deficiência visual está em crescente expansão devida à grande porcentagem da população que é afetada. Para contribuir com essas pesquisas, este trabalho utiliza-se de um sistema de detecção de objetos dinâmicos (ODs) que realiza a comunicação com um dispositivo vibrátil para informar ao deficiente visual (DV) as posições desses objetos. Nesse caso, um OD pode ser uma pessoa, um automóvel ou até mesmo um animal e, a partir da sua detecção, pode-se gerar diferentes tomadas de decisão por parte do DV, visando à segurança em sua locomoção. O presente trabalho é composto por três sistemas: detecção, comunicação e atuação. O primeiro sistema foi aproveitado de um protótipo já existente. O segundo foi implementado para realizar a comunicação do sistema de detecção com o terceiro sistema (atuação), no qual desenvolveu-se um dispositivo de vibração, para indicar ao DV a posição do OD. Foram realizados experimentos com a finalidade de validar os sistemas. Inicialmente utilizou-se apenas imagens contendo um OD, LEDs e módulos de motores para representar as suas posições. Posteriormente os experimentos foram produzidos com o auxílio de um dispositivo composto por uma câmera infravermelha e uma câmera RGB para obter as posições de um objeto dinâmico em tempo de execução. Os resultados permitiram confirmar que o sistema de comunicação entre o sistema de aquisição de dados e o sistema de atuação foi executado em um tempo adequado para o DV tomar uma decisão. Além disso, o dispositivo vibrátil reproduziu as posições do OD conforme esperado.

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