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Engenharia Elétrica

Graduação em Engenharia Elétrica - Unidade BH (Campus NG)

CEFET-MG

Iniciação Científica

Última modificação: Quinta-feira, 25 de maio de 2023

A Diretoria de Pesquisa e Pós-Graduação – DPPG regulamenta os projetos de Iniciação Científica do CEFET-MG. Projetos de Iniciação Científica visam  ao desenvolvimento do pensamento científico e de estímulo ao interesse pela pesquisa, dos estudantes de graduação.

Abaixo, Relação dos Projetos Orientados pelos professores que atuam no Curso de Engenharia ElétricaInteressados deverão entrar em contato com o Professor Orientador, observando-se os prazos.

EDITAL DPPG 182/2022 – Projetos HomologadosIndicação de estudantes (bolsistas ou voluntários): 06/02/23 a 28/02/2023

1 – Projeto Cadeira de Rodas Motorizada Controlada por Sinais Cerebrais

Prof.  Alexandre Rodrigues Farias (DEEB)  
VAGAS de IC: Uma vaga (voluntário)
Perfil desejado: Estar regularmente matriculado(a); Bom desempenho acadêmico; Interesse pelas áreas de programação, robótica, microcontroladores e biomédica; 
Disponibilidade de 12 horas semanais para dedicação ao projeto no Campus Nova Gameleira; Não acumular bolsa nem ter vínculo empregatício de qualquer natureza 
durante a vigência do projeto. Maiores informações com Prof. Alexandre.

Sistemas de interface cérebro máquina (BCI- Brain-Computer Interface) possibilitam um canal de comunicação direta entre o cérebro humano e o computador, sem uso de meios periféricos como nervos e músculos. Por meio da aquisição e processamento de sinais cerebrais que se modificam de acordo com a atividade cerebral do usuário, sistemas BCI podem fornecer uma alternativa de comunicação e opção de controle de equipamentos para indivíduos com severo comprometimento neuromuscular, como por exemplo lesão na medula espinhal, acidente vascular cerebral e esclerose lateral amiotrófica. Desta forma, sistemas BCI que se baseiam na atividade cerebral têm sido desenvolvidos para diferentes propósitos com o intuito de possibilitar habilidades funcionais a pessoas com deficiências e assim promover uma vida independente e inclusiva na sociedade e no mercado de trabalho. A atividade cerebral captada por meio da eletroencefalografia (EEG) tem sido uma das técnicas mais utilizadas nestas aplicações uma vez que oferece boa resolução temporal e portabilidade. Sistemas BCI baseados em EEG são capazes de melhorar e até mesmo substituir atividades motoras de um indivíduo por meio de uma interface de detecção de sinal cerebral. Sinais cerebrais provenientes de atividades cognitivas não motoras são frequentemente utilizados para gerar uma variação no sinal de EEG, tornando-o possível de ser detectado. O neuro headset EMOTIV é um aparelho BCI inovador disponível comercialmente que permite gamers controlar um computador usando o pensamento. O Raspberry Pi 3 é um minicomputador pequeno, portátil e de baixo custo que oferece poder de processamento para que programadores possam desenvolver frameworks, tornando-o suficiente para que um sistema BCI seja implementado. Este projeto tem por objetivo desenvolver uma interface cérebro máquina não invasiva, baseada em sinais cerebrais provenientes de atividades cognitivas não motoras, para controlar uma cadeira de rodas motorizada que possa ser utilizada por pessoas com severo comprometimento muscular corporal. 

Mais informações sobre o projeto aqui.

2 – Protótipo de IoT wearable para Monitoração Contínua de Eletrocardiograma Utilizando o Método de Amostragem Comprimida

Prof.  Alexandre Rodrigues Farias (DEEB)  
VAGAS de IC: Duas vagas (voluntários)
Perfil desejado: Estar regularmente matriculado(a); Bom desempenho acadêmico; Interesse pelas áreas de programação, robótica, microcontroladores e biomédica; 
Disponibilidade de 12 horas semanais para dedicação ao projeto no Campus Nova Gameleira; Não acumular bolsa nem ter vínculo empregatício de qualquer natureza 
durante a vigência do projeto. Maiores informações com Prof. Alexandre.

A amostragem comprimida ou Compressed Sensing (CS) é um paradigma emergente de processamento de sinais que permite o processamento sub-Nyquist de sinais esparsos, como o do eletrocardiograma (ECG). CS pode ser aplicado ao ECG para reduzir a taxa de dados e obter desempenho de ultrabaixo consumo de energia. As redes de sensores corporais, ou wearables, combinadas com a Internet das Coisas (IoT) tornaram-se uma inovação do sistema de saúde convencional e é chamada de Internet das Coisas Médicas ou IoMT. Por meio do monitoramento cardíaco remoto contínuo, a IoMT tem o potencial de melhorar a personalização e a qualidade do atendimento, aumentando a capacidade de prevenção e diagnóstico precoce além da mobilidade e segurança do paciente. Este estudo tem como objetivo construir um dispositivo wearable de monitoramento de ECG em pequena escala que irá medir a frequência cardíaca e as formas de onda e enviar os dados para um aplicativo. Desta forma, um dispositivo de aquisição de ECG deve ser montado usando um comunicador Bluetooth e um chip frontal de biopotencial AD8232 para coletar dados de ECG dos sujeitos com qualidade satisfatória. Um programa que irá processar, analisar e carregar os dados de ECG deverá ser codificado usando programas MATLAB e / ou Python. Depois de concluída, a integração do sistema será conduzida para construir um sistema de monitoramento IoMT ECG completo. O sistema de monitoramento desenvolvido irá realizar um novo método baseado em CS com o objetivo de reduzir a quantidade de dados transmitidos e, assim, concretizar uma forma eficiente de aumentar a vida útil da bateria do dispositivo. Espera-se que este trabalho demonstre a redução do consumo de energia do dispositivo IoMT, aumentando a taxa de compressão sem degradar significativamente a qualidade do sinal de ECG reconstruído.

Mais informações sobre o projeto aqui.

3 – Transmissão de Energia sem Fio Utilizando Matriz de Bobinas Ressonantes e Metamateiral

Profa.  Ùrsula do Carmo Resende (DEE)  
VAGAS de IC: Uma vaga (bolsista)
Perfil desejado: Estar regularmente matriculado(a)  Maiores informações com Profa Úrsula. 

Nesse trabalho será realizado o desenvolvimento do ferramental teórico, computacional e experimental de um sistema ressonante constituído de matrizes periódicas de bobinas para Transmissão de Energia sem Fio. A modelagem teórica e matemática a ser desenvolvida será baseada na teoria de circuito e na teoria de propagação de ondas eletromagnéticas. O modelo computacional a ser proposto será implementado nos softwares MATLAB, JULIA e 4NEC2. No MATLAB/JULIA será realizado o projeto das bobinas de fio e da estrutura metramaterial e no 4NEC2 será realizada a análise eletromagnética d sistema. Serão investigadas, computacionalmente, diferentes geometrias para o Sistema de Transmissão de Energia sem fio (raio e posição das bobinas nas matrizes transmissora e receptora assim como conexão série e paralela das bobinas) de forma a aumentar a eficiência e distância de transmissão. Serão também avaliadas as compensações série e paralelo para as bobinas. O projeto será conduzido de forma a obter uma frequência de operação reduzida (dezenas de kHz) e um sistema compacto. Todo o sistema será concebido para alimentação de cargas de baixo consumo. Será construído um protótipo para o sistema e a avaliação experimental a ser realizada deve validar o modelo computacional desenvolvido e verificar e funcionalidade e eficiência do sistema.

4 – Avaliação da Autonomia dos xVEs em Relevos da Região Central de Belo Horizonte por Meio de Simulações

Prof.  Júlio César Guerra Justino (DEE)  
VAGAS de IC: Uma vaga (bolsista) e uma vaga (voluntário)
Perfil desejado: Estar regularmente matriculado(a).  Estudante de engenharia elétrica dedicado e interessado. A partir do quarto período. Curso técnico é
um diferencial. Maiores informações com Prof Júlio. 

Os veículos eletrificados (xVEs) compreendem um conjunto de tecnologias que usam a tração elétrica como propulsão, sendo um Veículo Elétrico puro (VEs) ou Híbrido VEH. Os xVEs já são uma realidade no mercado de automóveis e, mesmo no Brasil, é comum encontrar veículos circulando nos grandes centros. Os xVEs foram desenvolvidos para regiões planas, como as encontradas nos EUA e na Europa e a autonomia anunciada pelas montadoras é para ciclos de condução normalizados para estas regiões. Cidades com relevos acidentados, como Belo Horizonte, impõem aos xVEs condições diversas que demandam níveis mais elevados de potência nas baterias: enquanto nos terrenos planos as maiores demandas de potência são os transitórios de aceleração e frenagem, em terrenos acidentados, o veículo pode transitar por uma longa subida ou descida, demandando uma potência elevada por períodos maiores. A operação com potências elevadas aumenta as perdas, consequentemente reduz a autonomia, demanda mais dos armazenadores e podem reduzir a vida útil. Esta proposta tem como objetivo identificar os principias modelos de VEs disponíveis no mercado nacional e avaliá-los em alguns trajetos típicos da região central de Belo Horizonte. Compreenderá  análises comparativas, por meio de simulações, dos veículos em trajetos planos e acidentados. Como resultados, espera-se identificar qual veículo, dentre os selecionados, apresentou melhor adaptação ao relevo de Belo Horizonte. Outro subproduto é a caracterização de um ciclo de condução que represente a circulação do veículo na região central de Belo Horizonte. Este ciclo pode trazer mais acurácia nas previsões de autonomia do xVEs circulando nesta região.

5 – Estudos de Ferramentas para Implementação de Redes Neurais Artificiais em Hardware

Profa.  Mara Cristina Da Silveira Coelho (DECOM)  
VAGAS de IC: Duas vagas (voluntários)
Perfil desejado: Estar regularmente matriculado(a).  Estudante de engenharia elétrica ou de engenharia de computação dedicado e interessado. A partir do quarto
período. Curso técnico é um diferencial. Maiores informações com Profa. Mara. 

Esta proposta consiste em um estudo das ferramentas para implementação de Redes Neurais Artificiais (RNAs) em hardware, mais especificamente em um FPGA (Field Programmable Gate Array). As RNAs são um dos algoritmos de aprendizado de máquinas mais usados na atualidade. É comum sua implementação em softwares, entretanto, nesta abordagem o processamento é sequencial, simulando um comportamento paralelo as RNAs. Com a demanda por RNAs de estruturas mais complexas (muitas entradas, camadas e saídas) a implementação em hardware, onde há processamento paralelo, pode representar ganhos de confiabilidade e velocidade de processamento. Uma das dificuldades técnicas encontradas na implementação de RNAs em FPGAs está no fato dos algoritmos para RNAs serem comummente desenvolvidos em linguagem de alto nível, enquanto a configuração dos FPGAs é feita em linguagem próxima as das máquinas. Neste sentido, há algumas ferramentas emergentes com a proposta de oferecer uma configuração dos FPGAs em níveis mais elevados de linguagem. Esta proposta busca estudar estas ferramentas, elaborar as metodologias, e avaliar a experiência. O objetivo é implementar uma RNA, possivelmente um previsor de séries temporais, em um dispositivo FPGA.

6 – Sensores Virtuais Baseados em Redes Neurais para Processos Industriais

Profs.  Giovani Guimarães Rodrigues / Ana Paula Batista / Everthon de Souza Oliveira (DEE)  
VAGAS de IC: Uma vaga (bolsista)
Perfil desejado: bom desempenho acadêmico, que já tenha cursado a disciplina "Análise de Sistemas Lineares" e que tenha disponibilidade para cumprir as atividades 
do projeto. Maiores informações com Prof. Giovani

Em processos industriais, uma série de sensores permitem monitorar e registrar dados de variáveis operacionais, de qualidade e de segurança. Estes dados descrevem a dinâmica do processo em distintas condições de operação. A análise dos dados pode ser utilizada para monitoração do controle, detecção de falhas e o desenvolvimento de sensores virtuais. Sensores virtuais são modelos utilizados para inferir variáveis críticas para a operação do processo ou variáveis de qualidade usualmente disponíveis com atraso ou em modo offline. Modelos caixa preta são derivados a partir dos dados de processo. Assim, é necessário projetar e executar experimentos apropriados para registrar os dados a serem utilizados na obtenção e validação do modelo. O pré-processamento dos dados inclui a filtragem para seleção de frequências, a reconstrução de medições perdidas, detecção de medidas discrepantes, entre outras operações.  Os modelos a serem utilizados podem ser estáticos ou dinâmicos, determinísticos ou estocásticos, lineares ou não lineares. Redes neurais artificiais do tipo multilayer percetron podem ser utilizadas na construção de sensores virtuais. Este é o objetivo do projeto, pesquisar e avaliar técnicas para o desenvolvimento de sensores virtuais utilizando redes neurais artificiais. Os procedimentos serão avaliados utilizando conjuntos de dados disponíveis na internet para este fim. Este projeto pretende continuar as atividades iniciadas em um trabalho de conclusão de curso e em outro projeto PIBIC atualmente em desenvolvimento.


EDITAL DPPG 113/2021  

1- Monitoração de Processos Químicos Utilizando Técnicas de Estatística Multivariada e Inteligência Artificial

Profs.  Giovani Guimarães Rodrigues, Ana Paula Batista e Everthon de Souza Oliveira (DEE); Mara Cristina da Silveira Coelho (DECOM) 
VAGAS de IC: Duas vagas (bolsista)
Perfil desejado: Pretende-se selecionar estudantes em torno do 5o período com bom desempenho acadêmico, interesse e disponibilidade de tempo para
 realizar atividades extraclasse durante o período de vigência do projeto. Maiores informações com Prof.  Giovani.

Processos industriais integram uma série de subsistemas que interagem entre si de maneira complexa. Em cada um destes subsistemas, variáveis controladas ou não são monitoradas por meio de sensores específicos. Variáveis relacionadas com a segurança e a qualidade da produção também são mensuradas. Essas medições são transmitidas pela rede industrial para processamento e são usualmente registradas em bancos de dados nos servidores de processo. Os dados de processos devem ser manipulados para extrair informações úteis para gestores, engenheiros e técnicos. Técnicas de estatística multivariada, controle estatístico, mineração de dados, inteligência artificial e otimização podem ser utilizadas para esse fim. Dados históricos de processo podem também ser utilizados para derivar modelos preditivos para variáveis críticas do processo. Esses modelos são usualmente denominados sensores inferenciais ou “soft sensors”, nome que remete a sensores baseados em software. Os “soft sensors” são utilizados quando a variável em questão não é monitorada em tempo real ou como redundância analítica para o sensor instalado. Nesse contexto, o objetivo deste projeto é estudar e aplicar técnicas para a manipulação e processamento de dados históricos de processos industriais. Pretende-se utilizar, para isso, conjuntos de dados de referência disponibilizados na internet. Esses conjuntos foram processados em outros trabalhos na literatura, os quais permitirão direcionar as etapas de desenvolvimento deste projeto. 

2 –  Avaliação de Estratégias de Controle Baseadas em Eventos Aplicadas a Sistemas de Controle via Rede 

Profs.  Ana Paula Batista, Giovani Guimarães Rodrigues e Eduardo Nunes Gonçalves (DEE) 
VAGAS de IC: Duas Vagas (bolsista)
Perfil desejado: O estudante indicado para o projeto deve ter cursado Analise de Sistemas Lineares. Deve ter desempenho acadêmico, interesse e disponibilidade
de tempo para realizar atividades extraclasse durante o período de vigência do projeto. Maiores informações com  Profa Ana Paula.

No contexto atual da Industria 4.0 pesquisas que integram conceitos de computação, comunicação e controle através de redes de comunicação de dados com os sistemas físicos torna-se de grande interesse da comunidade científica. Os sistemas de controle em rede (NCS- Networked Control Systems), no qual a malha é fechada por uma rede de comunicação de dados, traz grande flexibilidade para as aplicações e possibilitam ampliar o alcance dos sistemas de controle bem como a redução de custos. Entretanto, a inserção de uma rede de comunicação de dados na malha de controle traz grandes desafios para o projeto de controle. Estes desafios incluem restrições de comunicação devido a largura da banda limitada, atrasos na transmissão das mensagens, entre outros. Minimizar o uso da rede mantendo a qualidade do controle é um desafio no projeto de sistemas de controle em rede. Nesse sentido, a escolha de estratégias de controle acionadas periodicamente pode levar à utilização excessiva dos recursos de comunicação desnecessariamente. Muitas das vezes não é necessário executar a tarefa de controle a cada período para garantir o desempenho desejado. Assim esquemas de controle alternativos aos sistemas com amostragem periódica tem sido foco de pesquisas recentes. O Controle baseado em Eventos (ETC – Event-triggered Control) é uma estratégia de controle reativa, na qual a amostragem do sensor ou o sinal de atuação são gerados quando o estado ou alguma condição especificada dependente da saída da planta se desvia de certo limite de um valor desejado. Desta forma é possível reduzir o número de transmissão de mensagens e evita-se o uso desnecessário de recursos da rede. O projeto ora proposto visa a investigação de estratégias de controle baseada em eventos aplicadas a sistemas de controle em rede. O estudo será realizado por meio de simulação computacional em ambiente Octave/Matlab.

3 –  Medição de Campos Elétricos de Raios no Campus Nova Gameleira

Profs.  Miguel de Brito Guimarães Neto, Listz Simões de Araújo, Rafael Silva Alípio e Rosilene Nietzsch Dias (DEE) 
VAGAS de IC: Uma Vaga (bolsista)
Perfil desejado: O estudante indicado para o projeto deve ter interesse pelo assunto, disponibilidade semanal de 20 horas e que esteja cursando ou tenha cursado 
a disciplina Eletromagnetismo. Maiores informações com  Prof Miguel.

Os raios (ou descargas atmosféricas) constituem um fenômeno natural que é fonte de distúrbios eletromagnéticos intensos e danos em sistemas elétricos e eletrônicos. No Brasil, esses efeitos são intensificados pelas elevadas taxas de incidência de descargas no solo. Os processos envolvidos na formação e evolução dos raios implicam alguns efeitos, os quais podem ser percebidos à distância, o que permite desenvolver interpretações para os mecanismos que originaram o efeito, bem como estimar os impactos correspondentes. Notadamente, os deslocamentos de cargas do canal em formação promovem modificações no campo elétrico ao nível do solo que podem ser medidas por equipamentos apropriados. Diante desse contexto, este Projeto de Iniciação Científica tem como objetivo geral o desenvolvimento e instalação de um sistema de medição completo de campos elétricos de descargas atmosféricas incidindo nas edificações do Campus Nova Gameleira e nas suas adjacências. Para tanto, serão empregados sensores do tipo “antena prato”, circuitos condicionadores de sinais e sistemas de aquisição de dados, todos já disponíveis no LABTEM / CEFET-MG. Os dados a serem obtidos após a instalação do sistema de medição possuem um potencial inestimável de contribuição para o entendimento do fenômeno de incidência de raios em estruturas aterradas. Ademais, a análise de dados de descargas atmosféricas reais é capaz de subsidiar o desenvolvimento de modelagens mais representativas do fenômeno.

4 – Conversores Modulares para Equalização de Carga em Bateria de Veículos Elétricos e Híbridos

Profs. Júlio César Guerra Justino, Alex-Sander Amável Luiz, Marcelo Martins Stopa (DEE), Mara Cristina da Silveira Coelho (DECOM),
 Allan Fagner Cupertino (DEMAT)
VAGAS de IC:  Duas Vagas (bolsista)
Perfil desejado: O estudante indicado para o projeto deve ter interesse pelo assunto, desejável experiência prévia em Eletrônica de Potência (curso técnico e/ou
 disciplinas) e/ou em montagem de placas eletrônicas. Maiores informações com  Prof Júlio.

Esta proposta consiste em um estudo das topologias de conversores dc-dc modulares no problema de equalização de carga em baterias de Veículos Elétricos (VEs) e Híbridos. Será estudado o problema de equalização de carga nas baterias e suas consequências na eficiência e vida-útil; e como as estruturas de conversores modulares podem agregar ao conversor de interligação a funcionalidade de equalização, que geralmente é feita por circuitos auxiliares. As estruturas modulares também apresentam outras vantagens como: a utilização de chaves de menor tensão, que pode viabilizar o uso de chaves mais eficientes e/ou chaveamento em frequências mais elevadas; a possibilidade da operação em multiníveis, que reduz os ripples; e a possibilidade de operação sob falhas, caso um conversor falhe ainda é possível operar o conjunto com os demais conversores. Estas características são “alvos” das aplicações em VEs, pois aumentar o rendimento representa menores baterias (menor custo e peso embarcado); aumentar a frequência de chaveamento e diminuir os ripples representam reduções nos elementos de filtragem (componentes que compõem grande parcela no volume/peso do conversor); e a operação sob falhas é desejável para que os VEs consigam completar o seu trajeto. Esta proposta também é uma continuação do trabalho de PIBIC 55/2020, onde um protótipo foi idealizado (não foi montado devido a pandemia de COVID). Será feita a montagem e testes de comissionamento do protótipo. Com o protótipo operacional, será possível executar algumas provas de conceitos referentes a operação com conversor e de sua funcionalidade como equalizador de cargas.

5 – Desenvolvimento de Protocolo de Comunicação entre Dispositivos Portáteis de Medição de Correntes de Raios

Profs. Listz Simões de Araújo, Miguel de Brito Guimarães Neto, Rafael Silva Alípio e Rosilene Nietzsch Dias (DEE)
VAGAS de IC:  Uma Vaga (bolsita)
Perfil desejado: O estudante indicado para o projeto deve ter interesse pelo assunto, disponibilidade semanal de 20 horas e que esteja cursando ou tenha cursado
a disciplina Sistemas Microprocessados. Maiores informações com  Prof Listz.

O registro da forma de onda da corrente de retorno de descargas atmosféricas (raios) constitui elemento fundamental para definição e dimensionamento das práticas de proteção de sistemas elétricos de potência e de equipamentos eletrônicos. Atualmente, poucas estações de pesquisas no mundo estão aptas a realizarem a medição completa de corrente de raios, uma vez que torres instrumentadas requerem investimentos altos para a sua construção e operação. Dessa forma, a aquisição de dados em várias localidades dentro de uma determinada região é uma tarefa inviável. Nesse contexto, esta proposta de Projeto de Iniciação Científica apresenta uma solução alternativa, com custo reduzido em relação ao sistema tradicional, a qual consiste na geração de contribuições relevantes para o desenvolvimento de um dispositivo portátil para a medição e registro de primeiras correntes de raios. Pretende-se, inicialmente, reproduzir um medidor de baixo custo projetado durante a elaboração da tese de doutorado do docente proponente. Na sequência, serão realizados aprimoramentos, especialmente no sistema de comunicação do dispositivo. A depender dos resultados obtidos ao longo do projeto, poderá ser viabilizada a instalação do dispositivo para medir correntes de raios em estruturas comuns, tais como o Prédio 19 do Campus Nova Gameleira do CEFET-MG. A aplicação em larga escala de uma rede de medidores desse tipo possibilita a constituição de um banco de dados extenso, o qual poderá mapear características específicas dos raios de cada região e, consequentemente, fornecer elementos para subsidiar outras pesquisas, notadamente aquelas relacionadas aos sistemas de proteção contra descargas atmosféricas.

6 – Desenvolvimento de geradores impulsivos de baixa tensão e custo reduzido para caracterização da resposta de equipamentos elétricos frente a transitórios de origem atmosférica

Profs. Rafael Silva Alipio; Miguel de Brito Guimarães Neto e Listz Simões de Araújo (DEE)
VAGAS de IC:  Uma Vaga (bolsita)
Perfil desejado: O estudante indicado para o projeto deve ter interesse pelo assunto, disponibilidade semanal de 20 horas para dedicação ao projeto, sendo desejável
experiência prévia em Eletrônica (curso técnico e/ou disciplinas) e/ou em montagem de placas eletrônicas. Maiores informações com  Prof Rafael.

As descargas atmosféricas nuvem-solo são um fenômeno natural decorrente dos elevados níveis de campo elétrico estabelecidos entre nuvem e solo ou entre nuvem e uma estrutura aterrada. Em termos de engenharia de proteção, a descarga atmosférica é modelada como uma corrente de alta intensidade (da ordem de dezenas de kA) e natureza impulsiva (crescimento rápido até o valor de pico, em um intervalo da ordem de poucos µs). Quando submetidos ao fluxo de correntes de raios, os equipamentos do sistema elétrico podem ser submetidos a condições severas, que podem provocar rompimento de isolação e falhas/interferências. O rompimento da isolação decorre das elevadas sobretensões resultantes do fluxo da corrente de descarga, enquanto as falhas/interferências decorrem da natureza impulsiva da corrente, que possui um amplo espectro de frequências. Tendo em conta esse contexto, o principal objetivo desse projeto é o desenvolvimento de geradores de impulso de baixa tensão, e custo reduzido, que produzam sinais com formas de onda características de descargas atmosféricas, isto é, rápido crescimento de zero até o valor de pico, na ordem de µs, e decrescimento até zero em algumas centenas ou dezenas de µs. Tais geradores vão permitir a caracterização da resposta experimental de equipamentos elétricos, tais como transformadores, cabos e aterramentos, frente a transitórios de origem atmosférica. Em particular, vão permitir analisar a resposta dos equipamentos a sinais de natureza impulsiva e com amplo espectro de frequências. Os resultados obtidos deste projeto vão subsidiar a compreensão do comportamento do sistema elétrico frente a descargas atmosféricas e a definição de práticas de proteção mais eficientes.

7 – Desenvolvimento de sistema de monitoramento remoto de pacientes

Prof. Túlio Charles de Oliveira Carvalho (DEE)
VAGAS de IC:  Uma Vaga (voluntário)
Perfil desejado: O estudante indicado para o projeto deve estar cursando entre o 5º e 7º Período de Engenharia Elétrica. Maiores informações com  Prof Tulio.

A população em diversos países necessita de uma atenção especial com relação aos cuidados médicos à medida que a expectativa de vida das pessoas está aumentando. Devido este aumento, hospitais e clinicas não tem infraestrutura para atender todas as necessidades desta população. Assim, formas alternativas e eficientes para acompanhar de perto estes pacientes estão sendo desenvolvidas e aprimoradas à medida que a tecnologia evolui. Aliado a este objetivo, a internet das coisas (Internet of Things – IoT) é uma área que vêm crescendo e se torna uma ferramenta importante para desenvolver sistemas de monitoramento e controle de saúde dos pacientes de forma remota. Neste contexto, este trabalho apresenta uma plataforma em detalhes para monitorar remotamente pacientes que precisam de assistência médica. É apresentado uma discussão sobre a tecnologia, arquitetura e performance do dispositivo. O sistema é baseado em sensores de ultra baixo consumo de batimento cardíaco e oximetria (MAX30102). O objetivo é conseguir um dispositivo eficiente em termos de consumo e de baixo custo. Além disso, é apresentado soluções de conectividade e interface com usuário. Como resultado espera-se obter um dispositivo de fácil manuseio e com uma interface web para visualização e manipulação dos dados.

8 – Projeto e implementação de Servidor LoRa

Profs. Túlio Charles de Oliveira Carvalho (DEE) e Silvia Calmon De Albuquerque (DECOM)
VAGAS de IC:  Uma Vaga (bolsita)
Perfil desejado: O estudante indicado para o projeto deve estar cursando entre o 5º e 7º Período. Maiores informações com  Prof Tulio.

A Internet das Coisas (Internet of Things – IoT), é uma área que vêm crescendo devido ao declínio do custo de conectividade e aumento de dispositivos conectados na internet. Da mesma forma existe variedade de padrões de conexão sem fio para dispositivos inteligentes como bluetooth, wi – fi, ZigBee, entre outras. Dentre estas possibilidades se destacam os dispositivos LoRa (Long Range) e o padrão LoRaWAN® que permitem que aplicativos IoT atuem com baixo consumo energético e com longo alcance. Este padrão está sendo aplicado em projetos para cidades inteligentes, residências e edifícios inteligentes, agronegócio, medição inteligente, cadeia de suprimentos entre outras aplicações. Neste sentido, este trabalho apresenta uma revisão bibliográfica deste padrão de comunicação destacando as características, aplicações e tecnologias necessárias para implementação desta rede. Além disso, é apresentado uma descrição e implementação de todas as camadas, desde módulos (end-devices), elemento de conexão entre os módulos e redes (gateway), servidor de rede e finalmente servidor de aplicação. Nesta etapa é feito um estudo de caso para validação do sistema. Este sistema será desenvolvido no Campus II do CEFET-MG, e ao fim deste projeto, espera-se disponibilizar um servidor LoRa para ser utilizado em futuros trabalhos e pesquisas pela comunidade do CEFET-MG.

9 – Protótipo de IoT wearable para Monitoração Contínua de Eletrocardiograma Utilizando o Método de Amostragem Comprimida

Profs. Alexandre Rodrigues Farias (DEE-DEEB) e Anthony Chiaratti (DEEB)
VAGAS de IC:  Duas Vagas (bolsita)
Perfil desejado: O estudante indicado para o projeto deve estar cursando a partir do 6° período de Engenharia Elétrica e/ou Engenharia da Computação que
 tenham conhecimentos básicos de Arduino e/ou programação em Python e tenham interesse em atuar dentro da Engenharia Biomédica.
Maiores informações com  Prof. Alexandre.

A amostragem comprimida ou Compressed Sensing (CS) é um paradigma emergente de processamento de sinais que permite o processamento sub-Nyquist de sinais esparsos, como o do eletrocardiograma (ECG). CS pode ser aplicado ao ECG para reduzir a taxa de dados e obter desempenho de ultrabaixo consumo de energia. As redes de sensores corporais, ou wearables, combinadas com a Internet das Coisas (IoT) tornaram-se uma inovação do sistema de saúde convencional e é chamada de Internet das Coisas Médicas ou IoMT. Por meio do monitoramento cardíaco remoto contínuo, a IoMT tem o potencial de melhorar a personalização e a qualidade do atendimento, aumentando a capacidade de prevenção e diagnóstico precoce além da mobilidade e segurança do paciente. Este estudo tem como objetivo construir um dispositivo wearable de monitoramento de ECG em pequena escala que irá medir a frequência cardíaca e as formas de onda e enviar os dados para um aplicativo. Desta forma, um dispositivo de aquisição de ECG deve ser montado usando um comunicador Bluetooth e um chip frontal de biopotencial AD8232 para coletar dados de ECG dos sujeitos com qualidade satisfatória. Um programa que irá processar, analisar e carregar os dados de ECG deverá ser codificado usando programas MATLAB e / ou Python. Depois de concluída, a integração do sistema será conduzida para construir um sistema de monitoramento IoMT ECG completo. O sistema de monitoramento desenvolvido irá realizar um novo método baseado em CS com o objetivo de reduzir a quantidade de dados transmitidos e, assim, concretizar uma forma eficiente de aumentar a vida útil da bateria do dispositivo. Espera-se que este trabalho demonstre a redução do consumo de energia do dispositivo IoMT, aumentando a taxa de compressão sem degradar significativamente a qualidade do sinal de ECG reconstruído. 

Mais informações sobre o projeto aqui.

10 – Cadeira de Rodas Motorizada Controlada por Sinais Cerebrais

Profs. Alexandre Rodrigues Farias (DEE-DEEB) e Sady Antônio dos Santos Filho (DEEB)
VAGAS de IC:  Duas Vagas (voluntário)
Perfil desejado: O estudante indicado para o projeto deve estar cursando a partir do 6° período de Engenharia Elétrica e/ou Engenharia da Computação que
 tenham conhecimentos básicos de Arduino e/ou programação em Python e tenham interesse em atuar dentro da Engenharia Biomédica.
Maiores informações com  Prof. Alexandre.

Sistemas de interface cérebro máquina (BCI- Brain-Computer Interface) possibilitam um canal de comunicação direta entre o cérebro humano e o computador, sem uso de meios periféricos como nervos e músculos. Por meio da aquisição e processamento de sinais cerebrais que se modificam de acordo com a atividade cerebral do usuário, sistemas BCI podem fornecer uma alternativa de comunicação e opção de controle de equipamentos para indivíduos com severo comprometimento neuromuscular, como por exemplo lesão na medula espinhal, acidente vascular cerebral e esclerose lateral amiotrófica. Desta forma, sistemas BCI que se baseiam na atividade cerebral têm sido desenvolvidos para diferentes propósitos com o intuito de possibilitar habilidades funcionais a pessoas com deficiências e assim promover uma vida independente e inclusiva na sociedade e no mercado de trabalho. A atividade cerebral captada por meio da eletroencefalografia (EEG) tem sido uma das técnicas mais utilizadas nestas aplicações uma vez que oferece boa resolução temporal e portabilidade. Sistemas BCI baseados em EEG são capazes de melhorar e até mesmo substituir atividades motoras de um indivíduo por meio de uma interface de detecção de sinal cerebral. Sinais cerebrais provenientes de atividades cognitivas não motoras são frequentemente utilizados para gerar uma variação no sinal de EEG, tornando-o possível de ser detectado. O neuro headset EMOTIV é um aparelho BCI inovador disponível comercialmente que permite gamers controlar um computador usando o pensamento. O Raspberry Pi 3 é um minicomputador pequeno, portátil e de baixo custo que oferece poder de processamento para que programadores possam desenvolver frameworks, tornando-o suficiente para que um sistema BCI seja implementado. Este projeto tem por objetivo desenvolver uma interface cérebro máquina não invasiva, baseada em sinais cerebrais provenientes de atividades cognitivas não motoras, para controlar uma cadeira de rodas motorizada que possa ser utilizada por pessoas com severo comprometimento muscular corporal. 

Mais informações sobre o projeto aqui.

11 – Garagem IoT – Estudo de viabilidade

Profs. Anthony Chiaratti (DEEB) e Túlio Charles de Oliveira Carvalho (DEE)
VAGAS de IC:  Uma Vaga (bolsista)
Perfil desejado: O estudante indicado para o projeto deve ter vontade de estudar e aprender sobre Internet das Coisas e carros elétricos. 
Desejável conhecimento básico em programação e leitura e escrita em língua inglesa. Prof. Anthony.

Esse trabalho propõe um estudo de viabilidade técnica para implementação de estações de recargas de veículos automotores elétricos em condomínios, que deve suprir a demanda de corrente em horários de pico e também prever a tarifação individual do consumo de energia elétrica. Inicialmente haverá o levantamento e documentação sobre os veículos elétricos e híbridos (plug-in) disponíveis no Brasil e exterior, posteriormente estudos de demanda, velocidade de carregamento e tipos de carregadores e conectores. É proposto o estudo de pelo menos 3 cenários, inicialmente pensado para condomínios pequenos (até 16 garagens), o segundo cenário para prédios médios (entre 17 e 60 garagens) e finalmente um cenário para condomínios grandes (acima de 61 garagens), esse último cenário será expandido para estacionamentos de ambientes compartilhados, como por exemplo shoppings, empresas ou até mesmo os campi do CEFET-MG. O foco do trabalho será apresentar soluções que podem demonstrar flexibilidade nos cenários, devendo ser adequados ao final do trabalho para corresponder a melhor solução para a implementação das estações de recargas nos ambientes considerados. O resultado desse estudo será utilizado como embasamento para um futuro trabalho de implementação de um protótipo funcional, com medição e transmissão dos dados, além de uma interface com o usuário utilizando recursos do ambiente de internet das coisas e inteligência artificial. 

12 – Estudo de Estimadores de Resistência de Estator para Cálculo de Rendimento em Motores de Indução com Terminais Centrais Abertos

Profs. Marcelo Martins Stopa (DEE), Allan Fagner Cupertino (DEMAT), Alex-Sander Amável Luiz, Júlio César Guerra Justino
 e Giovani Guimarães Rodrigues(DEE)
VAGAS de IC:  Uma Vaga (bolsista)
Perfil desejado: Desejável estar cursando 6º ou 7º períodos do Curso de Eng. Elétrica. Prof. Marcelo.

A monitoração do consumo de motores elétricos industriais é importante para fins de melhoria dos processos e economia global de energia. Devido à natureza ininterrupta de processos industriais onde o motor está inserido, métodos tradicionais de estimação de rendimento como aqueles descritos em normas técnicas e padrões como o IEEE 112 são inadequados e não podem ser aplicados. Sendo assim, diversos trabalhos têm sido apresentados na literatura para tornar possível a avaliação contínua do rendimento do motor sem interromper sua operação. Nessa linha, a maioria dos métodos de estimação de rendimento faz uso apenas das tensões e correntes medidas, de informações de catálogo e de dados de placa. Dado que as equações utilizadas para cálculo de rendimento necessitam, entre outros, da resistência do enrolamento de estator e que esta varia durante a operação do acionamento, é necessário o emprego de métodos de estimação desta variável. A exatidão do método de determinação do rendimento depende fortemente do desempenho deste estimador. As máquinas de indução com terminais centrais (MITCA) vêm sendo empregadas em aplicações onde se almeja uma melhor confiabilidade e segurança do acionamento elétrico. Ela utiliza dois inversores de frequência, ao invés de um, possibilitando a operação com a metade da tensão no barramento c.c. e, em caso de falha, o isolamento de um dos inversores. Dadas as diferentes características dessa configuração, propõe-se neste trabalho o estudo de métodos de estimação da resistência de estator que sejam mais adaptados às suas especificidades. Nessa linha, a proposta deste trabalho será desenvolvida em duas etapas: (i) analisar os principais métodos de estimação de resistências encontrados na literatura para máquinas tradicionais; (ii) selecionar e/ou adaptar os métodos mais adequados para a configuração MITCA.

13 – Matriz de Bobinas Ressonantes para Transmissão de Energia sem Fio

Profa. Úrsula do Carmo Resende (DEE)
VAGAS de IC:  Uma Vaga (bolsista)
Perfil desejado: Desejável estar cursando a partir do 4º período do Curso de Eng. Elétrica. Profa. Úrsula.

Nesse trabalho será realizado o desenvolvimento do ferramental teórico, computacional e experimental de um sistema ressonante constituído de matrizes periódicas de bobinas para Transmissão de Energia sem Fio. A modelagem teórica e matemática a ser desenvolvida será baseada na teoria de circuito e na teoria de propagação de ondas eletromagnéticas. O modelo computacional a ser proposto será implementado nos softwares livres Scilab e 4NEC2. No Scilab será realizado o projeto das bobinas de fio e no 4NEC2 será realizada a análise eletromagnética. Serão investigadas, computacionalmente, diferentes geometrias para o Sistema de Transmissão de Energia sem fio (raio e posição das bobinas nas matrizes transmissora e receptora assim como conexão série e paralela das bobinas) de forma a aumentar a eficiência e distância de transmissão. Serão também avaliadas as compensações série e paralelo para as bobinas. O projeto será conduzido de forma a obter uma frequência de operação reduzida (dezenas de kHz) e um sistema compacto. Será projetado ainda um conversor eletrônico para alimentação do sistema e um retificador para conexão do sistema a carga. Todo o sistema será concebido para alimentação de cargas de até 10 W. Será construído um protótipo para o sistema e a avaliação experimental a ser realizada deve validar o modelo computacional desenvolvido e verificar e funcionalidade e eficiência do sistema.



EDITAL DPPG 52/2021 

1- Integração de Conversores CC/CC e Baterias para Aumento de Flexibilidade e Confiabilidade de Sistemas de Armazenamento de Energia.

Prof.  Allan Fagner Cupertino (DEMAT) 
VAGAS de IC: Uma Vaga para bolsista (Requisito Desejável: Cursando 6º Período do Curso de Eng. Elétrica. Conhecimentos básicos de 
eletrônica de potência são um diferencial).

O cenário atual do sistema elétrico de potência (SEP) é caracterizado por uma alta penetração de fontes renováveis, sobretudo usinas eólicas e solares fotovoltaicas. Tais fontes apresentam como característica a intermitência, o que gera desafios no controle da tensão e frequência do SEP. Neste contexto, o sistema de armazenamento de energia por baterias (SAEB) tem ganhado destaque nos últimos anos. Dependendo do serviço auxiliar prestado, o SAEB pode beneficiar o operador do sistema, a concessionária e/ou o consumidor final. Em paralelo a este fato, o crescimento vertiginoso observado no mercado de mobilidade elétrica tem contribuído para reduzir o custo das baterias. Uma questão importante é que as baterias dos veículos elétricos são descartadas quando elas atingem em torno de 80% da sua capacidade original. Desta forma, existe um potencial de utilização destas baterias (denominadas baterias de segunda vida) em aplicações estacionárias. Contudo, a arquitetura tradicional de SAEB apresenta desvantagens que são potencializadas quando baterias de segunda vida são empregadas. Desta forma, este projeto propõe uma nova arquitetura de SAEB que viabiliza a utilização de baterias de segunda vida. Este conceito baseia-se na integração de conversores CC/CC e baterias com comunicação wireless, criando o conceito de “bateria inteligente”. Neste caso, baterias com capacidades diferentes, tempos de uso e até químicas diferentes podem ser utilizadas no mesmo SAEB. Além disso, a carga e a descarga das baterias podem ser efetuadas com correntes diferentes. Isto aumenta a flexibilidade de projeto e controle do SAEB. Por fim, a estrutura do SAEB torna-se tolerante a falhas, uma vez que se uma bateria falhar, esta será removida do circuito por meio de um by-pass. Objetiva-se com esta pesquisa uma metodologia de projeto e otimização do conversor CC/CC da bateria inteligente e a proposta de uma estratégia de controle para um SAEB baseado em baterias inteligentes.

(Esta pesquisa será realizada em parceria com pesquisadores do GESEP (https://www.gesep.ufv.br/) e da Aalborg University (Dinamarca).)

2 – Implementação computacional de um programa de alta performance para análise de aterramentos elétricos baseado no método de momentos.

Prof.  Rafael Alípio (DEE) 
VAGAS de IC: Uma Vaga para bolsista.

Os sistemas de aterramento são elementos essenciais para o desempenho de sistemas elétricos e segurança de seres vivos. Quando uma corrente de falta flui pelo aterramento em direção à terra, há uma elevação de potencial do aterramento, proporcional a sua resistência e ao valor da corrente de falta, além do estabelecimento de uma distribuição de potenciais nas vizinhanças do aterramento. O projeto do sistema de aterramento envolve, dentre outras etapas, o cálculo da resistência de aterramento e da distribuição de potenciais no nível do solo, sendo que os patamares máximos desses parâmetros são regidos por norma. O cálculo desses parâmetros requer o uso de programas computacionais que modelam eletromagneticamente os sistemas de aterramento. Tais programas, normalmente baseados em métodos numéricos integrais, podem apresentar elevado esforço computacional a depender da extensão do aterramento em análise e da estrutura do solo onde ele está enterrado. Dependendo do número de cálculos necessários para se chegar ao projeto final do sistema de aterramento, isto é, do número de vezes que o programa será executado, o tempo computacional demandado pode ser um fator crítico. Nesse contexto, o objetivo deste projeto é implementar um programa computacional para análise de sistemas de aterramento de geometria genérica e imersos em solos estratificados em camadas. Adicionalmente, apresentar uma extensa análise de sensibilidade de aspectos que podem impactar na eficiência computacional do código desenvolvido como, por exemplo, número de elementos em que o aterramento é discretizado, utilização de discretização não uniforme e avaliação do número de “imagens” necessárias para representação da estrutura estratificada do solo. A partir do programa desenvolvimento serão realizadas investigações do comportamento de aterramentos de instalações de grande porte, como subestações elétricas e parques eólicos.

3 – Alocação de sistemas de armazenamento de energia em redes de distribuição como forma de mitigar a intermitência de fontes renováveis.

Prof.  Raphael Poubel (DEE) 
VAGAS de IC: Uma Vaga para bolsista. (selecionado)

Tem-se observado uma preocupação global para aliar o desenvolvimento econômico a políticas ambientais sustentáveis, especialmente no que diz respeito à redução das emissões de gases de efeito estufa. Esse movimento reflete diretamente no planejamento energético, com incentivo a pesquisas, desenvolvimento de novas tecnologias e mudança nos hábitos de consumo. Nessa perspectiva, a inclusão de fontes de energia alternativas e renováveis nas matrizes energéticas dos países se torna inevitável. Estas fontes, apesar de ambientalmente amigáveis, possuem uma característica intermitente, variando a produção de energia com a disponibilidade do recurso. Desta forma, surge-se a necessidade de mitigar a natureza incerta destas fontes renováveis. A utilização de sistemas de armazenamento pode otimizar o uso da energia, absorvendo o excesso em momentos propícios a produção e fornecer energia em momentos de falta destas fontes intermitentes. Porém, é necessário dimensionar seu tamanho e selecionar sua localização para que se possa aproveitar de forma efetiva os benefícios deste tipo de sistema. Baseando-se nessas premissas, este projeto propõem uma abordagem para alocação e dimensionamento ótimos de unidades de armazenamento de energia, via técnica de otimização, de forma a reduzir os impactos no sistema elétrico da expansão de geração por fontes intermitentes advindas da expansão da Geração Distribuída (GD). Para validar os resultados, a estabilidade e o desempenho do sistema elétrico será avaliada sem a presença dos sistema de baterias e, em seguida, comparado ao caso com a presença.

4 – Rectena em material translucido

Profa.  Ursula do Carmo Resende (DEE) 
VAGAS de IC: Uma Vaga para bolsista. (selecionado)

Nesse trabalho será realizado o desenvolvimento de um Sistema para Reaproveitamento e transmissão de Energia Eletromagnética (SRTEE) utilizando rectenas construídas sobre substratos dielétricos de material translucido. Será realizada uma investigação completa acerca dos tipos de rectenas propostas na literatura, de modo a identificar antenas que apresentem características e configurações que possibilitem sua construção sob o substrato proposto e uma conversão eficiente da energia eletromagnética, na faixa frequência de 2.45 GHz a 5 GHz, em energia elétrica DC. As antenas serão projetadas para trabalharem em conjunto alimentando um único circuito retificador de forma a aumentar da quantidade de energia coletada. Cada conjunto de antenas e circuito retificador é chamado de rectena Individual (RI). O sistema será constituído de um conjunto de RI conectado em paralelo para prover uma maior quantidade de potência para uma carga de baixo consumo. A análise numérica e projeto da antena será realizada utilizando o software de simulação eletromagnética CST (Computer Simulation Technology). A modelagem do circuito retificador será realizada no software ADS (Advanced Design System) e utilizando teoria de linhas de transmissão e modelos matemáticos de diodos Schottky. A avaliação do sistema completo (antena e circuito retificador) também será realizada no software ADS. Considerando os resultados das simulações serão construídos protótipos das rectenas e finalmente, serão então realizados diferentes ensaios de forma a verificar a funcionalidade, eficiência e aplicabilidade do sistema.

5 – Antenas 5G

Profa.  Ursula do Carmo Resende (DEE) 
VAGAS de IC: Uma Vaga para bolsista. (selecionado)

O advento da tecnologia 5G vem acompanhado de outras, revolucionárias, como inteligência artificial, big data, bioengenharia, dentre outras. O 5G não é apenas uma evolução incremental em relação à geração anterior, o 4G. Trata-se de uma plataforma de comunicações absolutamente inovadora e com características que permitem a comunicação máquina a máquina com grande eficiência, eficácia, confiabilidade e segurança. As redes 5G são projetadas para trabalhar em frequências altas (>3,5 GHz) ou muito altas (>20GHz). Nessas frequências, a área de cobertura de cada estação transmissora (ERB) é bem menor do que as coberturas em baixas frequências (4G). Assim, decorre que, para a implantação das redes 5G, será necessário um número muito superior de ERBs e suas antenas, antenas repetidoras e de redes de fibras óticas com muito maior capilaridade. Desta forma, neste trabalho primeiramente será realizado o estudo teórico sobre o 5G, descrevendo a tecnologia, suas origens, conceitos, funcionamento e bases para futuras aplicações. A partir deste estudo será realizada a investigação, projeto, construção e avaliação experimental de diferentes tipos de antenas repetidores e antenas a serem instaladas em sensores para operação na tecnologia 5G. O propósito é identificar e validar configurações de antenas simples, eficientes e baratas para a operação nesta tecnologia.


EDITAL DPPG 55/2020 

1- Avaliação de estratégias de estimação on-line de rendimento em motores alimentados por inversores de frequência.

Prof.  Marcelo Martins Stopa  (DEE) 
VAGAS de IC: Uma Vaga para bolsista (Requisito Desejável: Cursando 6º ou 7º Período do Curso de Eng. Elétrica)

Os motores de indução alimentados por inversores de frequência representam uma parcela importante dos acionamentos utilizados na indústria em processos como bombeamento, correias transportadoras, elevação, torneamento, perfuração, fresagem e outros. A avaliação do consumo de energia e a monitoração destes acionamentos são importantes para fins de melhoria dos processos e economia global de energia. É de interesse, do ponto de vista econômico, que essas duas atividades sejam realizadas em conjunto, uma vez que ambas requerem a aquisição de, praticamente, os mesmos dados do motor. Devido à natureza ininterrupta de processos industriais, métodos tradicionais de estimação de rendimento são inadequados e não podem ser aplicados. Sendo assim, diversos trabalhos têm sido apresentados na literatura para tornar possível a avaliação contínua do rendimento do motor sem interromper sua operação. Muitos destes métodos fazem uso de dados, geralmente, coletados para monitoração da condição do motor e procuram usar o menor número de variáveis possíveis. Isto reduz o custo de implementação do método e pode evitar a interrupção do processo para realização de ensaios. O processo de estimação do rendimento, muitas vezes, passa pelo cálculo e separação das perdas, cálculo do conjugado, cálculo do escorregamento e utilização de circuitos equivalentes. Esses são realizados de diversas maneiras por diferentes autores, resultando em diferentes níveis de exatidão, complexidade e dificuldades de implementação. A escolha da estratégia de estimação mais adequada não é, portanto, uma tarefa simples para o usuário. Dado a existência de harmônicos de tensão e corrente, dificuldades adicionais surgem quando o motor é alimentado por inversores de frequência. Estudos visando avaliar estratégias de estimação de rendimento são de grande valia. Nessa linha, a proposta deste trabalho é a de estudar as estratégias disponíveis na literatura, reproduzindo os resultados referentes às mais relevantes, selecionar as mais promissoras e propor melhorias.

2- Experimentos Em IoT Utilizando Plataforma Didática com Computação na Nuvem.

Profa.  Ana Paula Batista (DEE) e Prof. Giovani Guimaraes Rodrigues  (DEE) 
VAGAS de IC: 2 Vagas Voluntárias – PIBICV (Requisito Desejável: Cursando 4º ou 6º Período do Curso de Eng. Elétrica)

A Internet das Coisas ou IoT (do inglês Internet of Things) tornou-se uma área em destaque no cenário científico atual, sobretudo com o surgimento do formato da Indústria 4.0. A possibilidade de integração do mundo físico com o digital por meio da Internet tem grandes implicações na sociedade e na economia. Este cenário traz desafios tecnológicos e novas demandas educacionais. Neste contexto, projetos de pesquisa, que abordem problemas específicos da área de IoT, permitem além do desenvolvimento de novas tecnologias a formação de profissionais para atender a demanda do mercado de IoT. Considerando-se o caráter prático, multidisciplinar e de integração de conhecimentos demandados pela área de IoT, é importante que a formação esteja baseada na experimentação. O objetivo principal desse projeto é contribuir no processo educacional para a formação prática de novos profissionais. Essa proposta é a continuação natural de um projeto anterior no qual foi proposto a estrutura de módulos didáticos para ensino e pesquisa nas áreas de controle em rede e de internet das coisas baseado em Raspberry PI. O projeto ora proposto visa avançar na realização dos experimentos na plataforma em desenvolvimento, bem como a utilização dos módulos NodeMcu e Arduino, de modo a desenvolver habilidades e competências específicas para alunos de graduação em atividades curriculares e extracurriculares, possibilitando o aluno atuar de forma mais ativa e colaborativa. Os experimentos possibilitarão contribuir para a formação dos estudantes nas áreas de eletrônica, instrumentação, sistemas embarcados, redes de computadores e programação na nuvem.

3-  Testes Experimentais do Modular com Eliminação Seletiva de Harmônicos SHE-PWM em FPGAs

Profa.  MARA COELHO (DECOM) e Prof. JULIO JUSTINO  (DEE) 
VAGAS de IC: 2 Vagas Voluntárias – PIBICV

A proposta é uma continuação de projetos de pesquisas anteriores onde os moduladores com eliminação seletiva de harmônicos, conhecidos como SHE-PWM, foram estudados e implementados em kits de desenvolvimento. Para este trabalho, a proposta é aprimorar os moduladores e testá-los junto a um conversor de potência. A pesquisa defende a implementação em FPGAs (Field Programmable Gate Array), uma vez que os módulos convencionais para a geração de PWM, comumente encontrados em periféricos de PWM dos microcontroladores, possuem limitações para a implementação do SHE-PWM. Quando usado um microcontrolador, é necessário que parte do modulador seja programado ou implementado em um circuito externo. Uma implementação em hardware digital configurável, como os FPGAs, pode melhorar o desempenho do circuito e reduzir o processamento no microcontrolador de controle. Este trabalho tem como objetivos a continuação dos os estudos das diferentes abordagens para implementação dos SHE-PWM em FPGAs; implementar novas funcionalidades ao modulador dos trabalhos anteriores; testar experimentalmente o modulador junto a um conversor de potência.

4-  Conversores Modulares para Aplicações em Carregadores de Veículos Elétricos e Híbridos: montagem de um protótipo

Prof. JULIO JUSTINO  (DEE) 
VAGAS de IC: 1 Vaga Voluntária – PIBICV

Esta proposta é uma continuação do trabalho de PIBIC 112/2019 que consiste em uma análise das topologias de conversores modulares aplicadas em carregadores de baterias em veículos elétricos e híbridos. Nesta nova proposta, propõe-se a montagem de um protótipo para testes e provas de conceitos. O protótipo consiste em um conversor de interface entre 4 baterias de 12V e um barramento de 100V, emulado em escala uma aplicação automotiva. Esta aplicação apresenta requisitos específicos como a necessidade de alta densidade de potência em baixos níveis de tensão e a operação tolerante a falhas. Isto implica em operar com altos níveis de corrente; com baixas perdas e; com reduzido o volume. Os conversores em topologias modulares aumentam a confiabilidade e a capacidade de operação com falhas. A operação em paralelo permite a adoção de modulação inteleaved (entrelaçada) e as estruturas em série permitem a operação multinível e a equalização de carga nas baterias. Estas técnicas reduzem os ripples de corrente e de tensão permitindo o uso de menores elementos de filtros, indutores e capacitores, resultando em um conjunto mais compacto. O protótipo funcional permitirá avaliar estas técnicas, bem como compor outras montagens experimentais desenvolvidas pelo grupo de pesquisa.

5-  Estudo de metamasuperfícies atuando como condutores artificiais magnéticos

Profa. ÚRSULA DO CARMO RESENDE  (DEE) 
VAGAS de IC: 1 Vaga – PIBIC

Neste trabalho será desenvolvido um estudo teórico e numérico sobre condutores magnéticos artificiais (AMC) sem vias. Como ferramenta computacional será utilizado o software comercial CST (Computer Simulation Technology). Inicialmente será realizada uma ampla revisão bibliográfica e teórica sobre metamateriais, metasupefícies e AMC. Será desenvolvida e documentada uma metodologia para avalição de metasuperfícies utilizando software CST. Na sequência será investigado como a geometria das inclusões metálicas em metasupefícies modificam a frequência de ressonância do AMC. Será realizado um estudo teórico sobre modelos matemáticos analíticos disponíveis na literatura para avaliação de AMC. Serão conduzidos também estudos sobre o acoplamento entre antenas e o AMC devido às diferentes formas geométricas das inclusões metálicas. Para os planos terra AMC, quatro geometrias serão analisadas, incluindo a quadrada, circular, bowtie e a forma em U. As células unitárias serão projetadas para a mesma frequência de operação. E finalmente será conduzido um estudo sobre a interação entre antenas e AMC. A partir dos estudos realizados neste trabalho espera-se alcançar como contribuição a redução na frequência de ressonância do AMC associada ao aumento no comprimento efetivo das inclusões metálicas, redução na razão entre a primeira e a segunda frequência de ressonância do AMC e o aparecimento de diferentes bandas de operação.


EDITAL DPPG 33/2020 

1- Estudo de Estratégias de Amortecimento Ativo de Filtros LC em Acionamentos de Motores de Indução com Cabos Longos

Prof.  Marcelo Martins Stopa  (DEE) 
VAGAS de IC: Uma Vaga para bolsista (Requisito Desejável: Cursando 6º ou 7º Período do Curso de Eng. Elétrica)

Os motores de indução são amplamente utilizados em acionamentos elétricos industriais devido à sua robustez, baixo custo, manutenção e confiabilidade. Graças aos avanços da eletrônica de potência ocorridos nas últimas décadas, inversores de média tensão foram desenvolvidos e têm sido cada vez mais utilizados nestes acionamentos em uma série de processos como aqueles encontrados na indústria de mineração, metalurgia, petrolífera e muitas outras. Com isso, muitos dos benefícios do controle com alto desempenho de fluxo e conjugado, anteriormente disponíveis apenas para acionamentos de baixa tensão e potência foram estendidos aos motores de potência mais alta. Por outro lado, a presença de componentes harmônicas nas correntes e tensões, sobretudo em acionamentos com cabos longos conectando o inversor ao motor, pode gerar problemas de sobretensão nos terminais deste último devido a fenômenos de reflexão de onda. Uma solução comumente adotada para estes problemas é a utilização de filtros LC passivos que apresentam o fenômeno de ressonância. Esta ressonância é usualmente amortecida através de elementos resistivos, o que leva à dissipação de energia. Visando eliminar a energia dissipada, técnicas de amortecimento ativo com diferentes graus de complexidade, as quais substituem os resistores por um algoritmo agregado ao controle, têm sido propostas e utilizadas. Este tipo de técnica contribui para melhorar o rendimento e o desempenho dos acionamentos com cabos longos e são, portanto, de grande interesse. Nessa linha, a proposta deste trabalho é estudar as técnicas de amortecimento ativo disponíveis na literatura, reproduzindo os resultados referentes às principais, selecionar as mais promissoras e propor melhorias e/ou alternativas. 

2– Implementação de formulações avançadas para cálculo de transitórios eletromagnéticos de origem atmosférica em cabos subterrâneos  

Prof.  Rafael Silva Alípio (DEE) , Prof. Miguel de Brito Guimarães Neto (DEE)
Pesquisador: Prof. Listz Simões de Araújo (DEECV)  
VAGAS de IC: Uma Vaga para bolsista 

O uso de cabos subterrâneos em sistemas elétricos de potência tem se tornado cada vez mais comum, especialmente com a redução dos custos associados. Tais cabos são aplicados em sistemas integralmente subterrâneos, por exemplo, redes de distribuição em regiões densamente povoadas, ou em sistemas chamados híbridos, em que parte é aérea e parte subterrânea. Exemplos desses últimos são linhas de transmissão aéreas com seções subterrâneas e parques eólicos em que a energia produzida pelos aerogeradores é direcionada a subestações por cabos subterrâneos. Os sistemas híbridos são mais susceptíveis a transitórios de origem externa, por exemplo descargas atmosféricas, do que os sistemas integralmente subterrâneos. Uma seção subterrânea de linha de transmissão pode ser submetida a correntes de descargas atmosféricas, advindas da incidência em uma torre adjacente, por exemplo. No caso de parques eólicos, os cabos subterrâneos podem ser submetidos a transitórios advindos da incidência de descargas atmosféricas nas elevadas torres que sustentam os aerogeradores. Para avaliação de transitórios em cabos subterrâneos e definição de práticas de proteção adequadas, é importante a realização de simulações computacionais. Nesse contexto, é de fundamental importância que os modelos empregados para o cabo sejam rigorosos, tendo em conta o fenômeno solicitante. Nesse contexto, o objetivo principal deste projeto é implementar formulações avançadas, e disponíveis na literatura, para cálculo de transitórios eletromagnéticos em cabos subterrâneos. A implementação dessas formulações vai permitir a avaliação rigorosa de transitórios de origem atmosférica em cabos subterrâneos e, assim, subsidiar a definição de práticas de proteção consistentes para mitigação de danos decorrentes de descargas em sistemas que contenham seções de cabos, tais como linhas de transmissão e parques eólicos. 

3- Implementação computacional de um ambiente para cálculo de desempenho de linhas de transmissão frente às descargas atmosféricas

Prof. Miguel de Brito Guimarães Neto (DEE) e Prof. Rafael Silva Alípio (DEE) 
Pesquisadores : Prof. Listz Simões de Araújo (DEECV) e Prof. Raphael Paulo Braga Poubel (DEE) 
VAGAS de IC: Uma Vaga para bolsista 

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As descargas atmosféricas (ou raios) constituem a principal causa de desligamentos não programados de linhas de transmissão (LTs) no Brasil. As distâncias significativas, da ordem de várias centenas de quilômetros, entre as principais unidades geradoras e os grandes centros de consumo, bem como a usual posição de destaque das LTs no relevo, contribuem decisivamente para o estabelecimento desse contexto. A determinação do desempenho esperado de uma LT é uma fase muito importante durante o projeto da linha. Para que o empreendimento atenda às restrições impostas pelas entidades reguladoras, os projetistas devem se certificar de que as estimativas de desempenho estejam abaixo de tais limites. Nesse contexto, o software FLASH do IEEE (Instituto de Engenheiros Eletricistas e Eletrônicos, em tradução livre) encontra larga aplicação na indústria, tendo em vista a sua facilidade de utilização, além de ser um software de uso livre (código aberto). O seu procedimento de cálculo, que adota abordagens consolidadas na literatura técnica no passado, envolve aproximações reconhecidamente questionáveis na atualidade, tais como: a metodologia para avaliar a atratividade de cabos e condutores das LTs, os procedimentos adotados para determinar a sobretensão imposta à cadeia de isoladores, a avaliação da condição crítica para ocorrência do desligamento, entre outras. Dessa forma, a proposta deste projeto consiste na elaboração de uma ferramenta computacional de cálculo de desempenho de LTs frente a descargas atmosféricas baseada no FLASH, utilizando ambientes de programação aos quais alunos de graduação em Engenharia Elétrica estejam habituados, tais como Octave, Matlab, etc. O caráter diferencial deste projeto diz respeito à possibilidade de incorporação de abordagens específicas mais refinadas para diferentes estágios do cálculo do desempenho que já sejam conhecidas na literatura, mas não foram implementadas na última versão do FLASH.

4- Nova metodologia de levantamento da resposta em frequência de sensores para monitoramento de correntes impulsivas em SEP desenvolvidos no Laboratório de Transitórios Eletromagnéticos do CEFET-MG

Prof. Miguel de Brito Guimarães Neto (DEE) e Prof. Listz Simões de Araújo (DEECV)
Pesquisadores : Profª.  Rosilene Nietzsch Dias (DEE) e Prof. Rafael Silva Alípio (DEE) 
VAGAS de IC: Uma Vaga para voluntário

A medição de correntes transitórias em Sistemas Elétricos de Potência (SEP) provenientes de raios é imprescindível para a determinação da severidade dos efeitos associados. Tal medição constitui tarefa complexa, tendo em vista as amplitudes de corrente e as componentes de frequência envolvidas. O desenvolvimento de sensores de baixo custo para medição dessas correntes, baseados em bobinas de Rogowski e circuitos integradores, já foi realizado no contexto de um projeto de PIBIC desenvolvido no Laboratório de Transitórios Eletromagnéticos (LABTEM) do DEE CEFET-MG, que teve início em agosto de 2019. Os avanços alcançados via simulações permitiram dimensionar parâmetros de sensores que resultaram em respostas em frequência compatíveis com correntes de raios. Entretanto, ao se construir as bobinas de Rogowski e os respectivos circuitos condicionadores, verificou-se que a resposta em frequência na prática diferenciava-se significativamente da resposta teórica. Tal discrepância diz respeito às limitações presentes nas modelagens teóricas aplicadas. Diante desse contexto, o objetivo desta proposta é a elaboração de uma nova metodologia capaz de caracterizar experimentalmente a resposta em frequência dos sensores de corrente desenvolvidos no LABTEM, na faixa de frequências de interesse (abaixo de 10 MHz), o que considerará intrinsecamente todas as particularidades dos componentes que ainda não são modelados de forma consistente via simulação computacional. O levantamento experimental de tal resposta em frequência permitirá a avaliação das dimensões mais adequadas das bobinas a serem utilizadas em cada aplicação específica, bem como propiciará a correta sintonização dos circuitos integradores e filtros. Uma vez proposta a metodologia, a validação do funcionamento do sensor já sintonizado será feita a partir da utilização de um gerador portátil de ondas impulsivas desenvolvido no LABTEM, no âmbito de outro PIBIC de agosto de 2019. Ademais, melhorias nas modelagens teóricas poderão ser propostas. Finalmente, para realizar as atividades descritas, será utilizada a estrutura existente do LABTEM.

5- Alocação de geração distribuída em sistemas de distribuição de energia elétrica via técnica de otimização bioinspirada

Prof. Raphael Paulo Braga Poubel (DEE) e Prof. Miguel de Brito Guimarães Neto (DEE)
VAGAS de IC: Uma Vaga para bolsista 

A inserção de Geradores Distribuídos fotovoltaicos e baseados em turbinas eólicas pode ajudar a reduzir as emissões de carbono, uma meta importante para o mundo. Dada as crescentes preocupações ambientais e a busca por um uso racional da energia, a expansão da Geração Distribuída (GD) tem ocorrido de forma rápida. Ademais, a geração distribuída pode ser utilizada para aprimorar aspectos técnicos das redes de distribuição, como a estabilidade da tensão, a reserva de geração, e a minimização de perdas elétricas e, consequentemente, melhorar a qualidade da energia nos sistemas elétricos e propiciar tarifas elétricas justas. No entanto, é importante selecionar o tamanho e a local corretos de uma GD para que o sistema de energia possa utilizar ao máximo os benefícios obtidos com essa instalação. Neste contexto, este projeto propõem uma abordagem para a alocação e dimensionamento ótimos de unidades de geração distribuída via técnica de otimização bioinspirada de forma a melhorar a confiabilidade da rede elétrica e servir de subsídio a empresas distribuidoras na regulamentação e incentivos da GD. Para validar os resultados, o desempenho dos sistemas elétricos será analisado sem a instalação da GD e, em seguida, comparado ao desempenho do sistema quando da instalação com os tamanhos e locais ideais.

6- Desenvolvimento de sensor para medição de campo elétrico de descargas atmosféricas (Field Mill)

Prof. Listz Simões de Araújo (DEECV) e Prof. Miguel de Brito Guimarães Neto (DEE)
Pesquisadores: Prof. Rafael Silva Alípio (DEE) e Profª. Rosilene Nietzsch Dias (DEE)
VAGAS de IC: Uma Vaga para bolsista 

Para maiores informações, clique AQUI

A descarga atmosférica é um fenômeno natural, fonte de distúrbios e danos nos sistemas elétricos e eletrônicos. No Brasil, tais efeitos são intensificados pelo alto índice de incidência de descargas. Os processos envolvidos na formação e evolução das descargas implicam alguns efeitos, os quais podem ser percebidos à distância, o que permite desenvolver interpretações para os mecanismos que originaram o efeito, bem como estimar os impactos correspondentes. Notadamente, os deslocamentos de cargas do canal em formação promovem modificações no campo elétrico ao nível do solo que podem ser medidas por equipamentos apropriados. Em função do alto custo dos dispositivos disponibilizados no mercado, há poucas estações no Brasil aptas a realizarem a medição de perfis de campo elétrico ao nível do solo. Portanto, objetiva-se desenvolver uma tecnologia nacional para construir um equipamento de medição de campo elétrico de custo reduzido. O projeto é complexo e será realizado por partes. Nesse contexto, a proposta de trabalho em questão contempla a primeira parte do desenvolvimento, na qual pretende-se desenvolver um sensor de medição de campo elétrico. Em uma segunda etapa, possivelmente posterior a este projeto, será desenvolvido um sistema de aquisição de dados para o condicionamento do sinal medido, digitalizando-o e armazenando-o em um servidor local. Ressalta-se que, na primeira fase do projeto, será possível obter perfis de campo elétrico por meio de osciloscópios. Tais perfis obtidos durante tempestades poderão subsidiar outras pesquisas de relevância, sobretudo fornecendo dados reais para desenvolver modelagens mais representativas do fenômeno.

7- Desenvolvimento de uma Interface para Medição da Qualidade de Energia Elétrica em uma estrutura IoT

Prof. Túlio Charles de Oliveira Carvalho (DEE) e Prof. Anthony Chiaratti (DEEB)
VAGAS de IC: Uma Vaga para bolsista 

A internet das coisas (Internet of Things – IoT), é uma área que vêm crescendo devido ao declínio do custo de conectividade e aumento de dispositivos conectados na internet. Além disso, é crescente o número de usuários de smartphones e tablets para acessar, monitorar e controlar estes dispositivos. Este cenário é propício para desenvolvimento de projetos envolvendo multi sensores que podem ser usados para medições mais precisas e de baixo custo. Este trabalho tem como objetivo desenvolver uma interface baseado em aplicativo para celular que possibilite o usuário configurar, monitorar, alertar ou até mesmo controlar diversos sensores e atuadores instalados em um sistema elétrico em um ambiente residencial ou industrial. Como resultado espera-se obter um programa de fácil integração para ser utilizado em projetos de IoT no âmbito do CEFET-MG .

 


EDITAL DPPG 112/2019

1 – Projeto de Bobinas e Solenoides de fio para Transmissão de Energia sem Fio utilizando FDTD paralelizado com OpenMP e MPI.
Prof. Sandro Trindade Mordente Gonçalves (DEE) e Profa. Danielle Mendonça Okamoto (DEEB)
VAGAS de IC: Uma Vaga para bolsista e uma para voluntário.

Essa proposta de projeto de desenvolvimento científico e tecnológico tem como objetivo modelar matematicamente, simular o comportamento eletromagnético e realizar medições experimentais de bobinas e solenoides de fio com geometrias arbitrárias em baixas frequências. As simulações serão realizadas em um software desenvolvido e validado neste projeto que realiza a análise numérica de campos eletromagnéticos baseado no método das diferenças finitas no domínio do tempo – Finite Difference Time Domain (FDTD) em conjunto com a CPML – Convolutional Perfectly Matched Layer, condição de fronteira absorvente para o método FDTD altamente eficiente na absorção de campos evanescentes. Os dispositivos serão modelados no ambiente computacional em função dos materiais em que são constituídos, sendo a resposta eletromagnética determinada pelo FDTD. A caracterização terá a aplicação de projetar e otimizar sistemas de transmissão de energia sem fio para altas potências e altas eficiências. Finalmente, pretende-se realizar medições para validação das simulações.

2- Avaliação de Estimadores de Resistência de Estator para Uso em Métodos Pouco-Intrusivos de Cálculo de Rendimento em Motores de Indução
Prof.  Marcelo Martins Stopa  (DEE) 
VAGAS de IC: Uma Vaga para bolsista (Requisito Desejável: Cursando 6º ou 7º Período do Curso de Eng. Elétrica)

A monitoração de motores elétricos e a avaliação do consumo são importantes na indústria para fins de melhoria dos processos e economia global de energia. É de interesse, do ponto de vista econômico, que essas duas atividades sejam realizadas em conjunto, dado que ambas requerem a medição/aquisição de, praticamente, os mesmos dados do motor em funcionamento. Devido à natureza ininterrupta de processos industriais onde o motor está inserido, métodos tradicionais de estimação de rendimento como aqueles descritos em normas técnicas e padrões como o IEEE 112 são inadequados e não podem ser aplicados. Sendo assim, diversos trabalhos têm sido apresentados na literatura para tornar possível a avaliação contínua do rendimento do motor sem interromper sua operação. Muitos destes métodos fazem uso de dados, geralmente, coletados para monitoração da condição do motor e procuram usar o menor número de variáveis possíveis. Isto reduz o custo de implementação do método e pode evitar a interrupção do processo para realização de ensaios. Nessa linha, a maioria dos métodos de estimação de rendimento faz uso apenas das tensões e correntes medidas, de informações de catálogo e de dados de placa. Dado que as equações utilizadas no cálculo de rendimento necessitam, entre outros, da resistência do enrolamento de estator e que esta varia durante a operação do acionamento, é necessário o emprego de métodos de estimação desta variável. A exatidão do método de determinação do rendimento depende fortemente do desempenho deste estimador. Nessa linha, a proposta deste trabalho consiste em duas etapas: (i) analisar os principais métodos de estimação de resistências encontrados na literatura; (ii) selecionar os métodos mais promissores e propor melhorias e/ou inovações que possam originar novos métodos.

3- Testes de Moduladores PWM com Eliminação Seletiva de Harmônicos Implementados em FPGAs
Prof.  Júlio César Guerra Justino (DEE) e Mara Coelho (DECOM)
VAGAS de IC: Uma Vaga para voluntário (Eng. Elétrica)

Esta proposta é uma continuação do trabalho de PIBIC 82/2018 onde os moduladores com eliminação seletiva de harmônicos, conhecido como SHE-PWM, foram estudados e implementados em kits de desenvolvimento. Para este trabalho, o objetivo é aprimorar os moduladores e implementar um circuito de potência para testá-los em uma aplicação. Considerando os dispositivos embarcáveis de maior acessibilidade, onde o modulador pode ser implementado, tem-se os microcontroladores/DSP e os FPGAs (Field Programmable Gate Array). Os módulos convencionais para a geração de PWM, comumente encontrados em periféricos de PWM dos microcontroladores, possuem limitações para a implementação do SHE-PWM. Assim, é necessário que parte do modulador seja programado;,ou, sendo mais conveniente, a adoção de um circuito externo ao microcontrolador para a implementação do modulador. Uma implementação em hardware digital configurável, como os FPGAs, pode melhorar o desempenho do circuito e reduzir o processamento no microcontrolador de controle. Este trabalho propõe-se a continuar os estudos das diferentes abordagens de implementação dos SHE-PWM, em especial usando FPGA; implementar novas funcionalidades ao modulador implementado no trabalho anterior; testar experimentalmente junto a uma aplicação de potência; e confrontar os resultados com uma implementação em software, rodando junto com o algoritmo de controle no microcontrolador.

4- Conversores Modulares para Aplicações em Carregadores de Veículos Elétricos e Híbridos
Prof.  Júlio César Guerra Justino (DEE) 
VAGAS de IC: Duas Vagas para voluntários (Eng. Elétrica)

Este trabalho consiste em uma análise das topologias de conversores modulares aplicadas em carregadores de baterias dos veículos elétricos e híbridos. A aplicação automotiva apresenta requisitos específicos como a necessidade de alta densidade de potência em baixos níveis de tensão e a operação tolerante a falhas. Isto implica em operar com altos níveis de corrente; com baixas perdas e; com reduzido o volume. Uma opção é o uso de conversores em topologias modulares, o que aumenta a confiabilidade e a capacidade de operação com falhas. A operação em paralelo também permite a adoção de modulação inteleaved (entrelaçada). Esta técnica reduz os ripples de corrente e de tensão permitindo o uso de menores elementos de filtros, indutores e capacitores, resultando em um conjunto mais compacto. Assim, este trabalho tem como proposito final a escolha de uma topologia, baseada em análises técnicas, e o consequente projeto de um protótipo em escala para testes em laboratório. Este projeto constituirá a base para a montagem do protótipo em trabalhos futuros.

2- Experimentos Em IoT Utilizando Plataforma Didática com Computação na Nuvem.

Profa.  Ana Paula Batista (DEE) e Prof. Giovani Guimaraes Rodrigues  (DEE) 
VAGAS de IC: 2 Vagas Voluntárias – PIBICV (Requisito Desejável: Cursando 4º ou 6º Período do Curso de Eng. Elétrica)

A Internet das Coisas ou IoT (do inglês Internet of Things) tornou-se uma área em destaque no cenário científico atual, sobretudo com o surgimento do formato da Indústria 4.0. A possibilidade de integração do mundo físico com o digital por meio da Internet tem grandes implicações na sociedade e na economia. Este cenário traz desafios tecnológicos e novas demandas educacionais. Neste contexto, projetos de pesquisa, que abordem problemas específicos da área de IoT, permitem além do desenvolvimento de novas tecnologias a formação de profissionais para atender a demanda do mercado de IoT. Considerando-se o caráter prático, multidisciplinar e de integração de conhecimentos demandados pela área de IoT, é importante que a formação esteja baseada na experimentação. O objetivo principal desse projeto é contribuir no processo educacional para a formação prática de novos profissionais. Essa proposta é a continuação natural de um projeto anterior no qual foi proposto a estrutura de módulos didáticos para ensino e pesquisa nas áreas de controle em rede e de internet das coisas baseado em Raspberry PI. O projeto ora proposto visa avançar na realização dos experimentos na plataforma em desenvolvimento, bem como a utilização dos módulos NodeMcu e Arduino, de modo a desenvolver habilidades e competências específicas para alunos de graduação em atividades curriculares e extracurriculares, possibilitando o aluno atuar de forma mais ativa e colaborativa. Os experimentos possibilitarão contribuir para a formação dos estudantes nas áreas de eletrônica, instrumentação, sistemas embarcados, redes de computadores e programação na nuvem.

3-  Testes Experimentais do Modular com Eliminação Seletiva de Harmônicos SHE-PWM em FPGAs

Profa.  MARA COELHO (DECOM) e Prof. JULIO JUSTINO  (DEE) 
VAGAS de IC: 2 Vagas Voluntárias – PIBICV

A proposta é uma continuação de projetos de pesquisas anteriores onde os moduladores com eliminação seletiva de harmônicos, conhecidos como SHE-PWM, foram estudados e implementados em kits de desenvolvimento. Para este trabalho, a proposta é aprimorar os moduladores e testá-los junto a um conversor de potência. A pesquisa defende a implementação em FPGAs (Field Programmable Gate Array), uma vez que os módulos convencionais para a geração de PWM, comumente encontrados em periféricos de PWM dos microcontroladores, possuem limitações para a implementação do SHE-PWM. Quando usado um microcontrolador, é necessário que parte do modulador seja programado ou implementado em um circuito externo. Uma implementação em hardware digital configurável, como os FPGAs, pode melhorar o desempenho do circuito e reduzir o processamento no microcontrolador de controle. Este trabalho tem como objetivos a continuação dos os estudos das diferentes abordagens para implementação dos SHE-PWM em FPGAs; implementar novas funcionalidades ao modulador dos trabalhos anteriores; testar experimentalmente o modulador junto a um conversor de potência.

4-  Conversores Modulares para Aplicações em Carregadores de Veículos Elétricos e Híbridos: montagem de um protótipo

Prof. JULIO JUSTINO  (DEE) 
VAGAS de IC: 1 Vaga Voluntária – PIBICV

Esta proposta é uma continuação do trabalho de PIBIC 112/2019 que consiste em uma análise das topologias de conversores modulares aplicadas em carregadores de baterias em veículos elétricos e híbridos. Nesta nova proposta, propõe-se a montagem de um protótipo para testes e provas de conceitos. O protótipo consiste em um conversor de interface entre 4 baterias de 12V e um barramento de 100V, emulado em escala uma aplicação automotiva. Esta aplicação apresenta requisitos específicos como a necessidade de alta densidade de potência em baixos níveis de tensão e a operação tolerante a falhas. Isto implica em operar com altos níveis de corrente; com baixas perdas e; com reduzido o volume. Os conversores em topologias modulares aumentam a confiabilidade e a capacidade de operação com falhas. A operação em paralelo permite a adoção de modulação inteleaved (entrelaçada) e as estruturas em série permitem a operação multinível e a equalização de carga nas baterias. Estas técnicas reduzem os ripples de corrente e de tensão permitindo o uso de menores elementos de filtros, indutores e capacitores, resultando em um conjunto mais compacto. O protótipo funcional permitirá avaliar estas técnicas, bem como compor outras montagens experimentais desenvolvidas pelo grupo de pesquisa.

5-  Estudo de metamasuperfícies atuando como condutores artificiais magnéticos

Profa. ÚRSULA DO CARMO RESENDE  (DEE) 
VAGAS de IC: 1 Vaga – PIBIC

Neste trabalho será desenvolvido um estudo teórico e numérico sobre condutores magnéticos artificiais (AMC) sem vias. Como ferramenta computacional será utilizado o software comercial CST (Computer Simulation Technology). Inicialmente será realizada uma ampla revisão bibliográfica e teórica sobre metamateriais, metasupefícies e AMC. Será desenvolvida e documentada uma metodologia para avalição de metasuperfícies utilizando software CST. Na sequência será investigado como a geometria das inclusões metálicas em metasupefícies modificam a frequência de ressonância do AMC. Será realizado um estudo teórico sobre modelos matemáticos analíticos disponíveis na literatura para avaliação de AMC. Serão conduzidos também estudos sobre o acoplamento entre antenas e o AMC devido às diferentes formas geométricas das inclusões metálicas. Para os planos terra AMC, quatro geometrias serão analisadas, incluindo a quadrada, circular, bowtie e a forma em U. As células unitárias serão projetadas para a mesma frequência de operação. E finalmente será conduzido um estudo sobre a interação entre antenas e AMC. A partir dos estudos realizados neste trabalho espera-se alcançar como contribuição a redução na frequência de ressonância do AMC associada ao aumento no comprimento efetivo das inclusões metálicas, redução na razão entre a primeira e a segunda frequência de ressonância do AMC e o aparecimento de diferentes bandas de operação.


 

EDITAL DPPG 33/2020 

1- Estudo de Estratégias de Amortecimento Ativo de Filtros LC em Acionamentos de Motores de Indução com Cabos Longos

Prof.  Marcelo Martins Stopa  (DEE) 
VAGAS de IC: Uma Vaga para bolsista (Requisito Desejável: Cursando 6º ou 7º Período do Curso de Eng. Elétrica)

Os motores de indução são amplamente utilizados em acionamentos elétricos industriais devido à sua robustez, baixo custo, manutenção e confiabilidade. Graças aos avanços da eletrônica de potência ocorridos nas últimas décadas, inversores de média tensão foram desenvolvidos e têm sido cada vez mais utilizados nestes acionamentos em uma série de processos como aqueles encontrados na indústria de mineração, metalurgia, petrolífera e muitas outras. Com isso, muitos dos benefícios do controle com alto desempenho de fluxo e conjugado, anteriormente disponíveis apenas para acionamentos de baixa tensão e potência foram estendidos aos motores de potência mais alta. Por outro lado, a presença de componentes harmônicas nas correntes e tensões, sobretudo em acionamentos com cabos longos conectando o inversor ao motor, pode gerar problemas de sobretensão nos terminais deste último devido a fenômenos de reflexão de onda. Uma solução comumente adotada para estes problemas é a utilização de filtros LC passivos que apresentam o fenômeno de ressonância. Esta ressonância é usualmente amortecida através de elementos resistivos, o que leva à dissipação de energia. Visando eliminar a energia dissipada, técnicas de amortecimento ativo com diferentes graus de complexidade, as quais substituem os resistores por um algoritmo agregado ao controle, têm sido propostas e utilizadas. Este tipo de técnica contribui para melhorar o rendimento e o desempenho dos acionamentos com cabos longos e são, portanto, de grande interesse. Nessa linha, a proposta deste trabalho é estudar as técnicas de amortecimento ativo disponíveis na literatura, reproduzindo os resultados referentes às principais, selecionar as mais promissoras e propor melhorias e/ou alternativas. 

 2– Implementação de formulações avançadas para cálculo de transitórios eletromagnéticos de origem atmosférica em cabos subterrâneos  

Prof.  Rafael Silva Alípio (DEE) , Prof. Miguel de Brito Guimarães Neto (DEE)
Pesquisador: Prof. Listz Simões de Araújo (DEECV)  
VAGAS de IC: Uma Vaga para bolsista 

O uso de cabos subterrâneos em sistemas elétricos de potência tem se tornado cada vez mais comum, especialmente com a redução dos custos associados. Tais cabos são aplicados em sistemas integralmente subterrâneos, por exemplo, redes de distribuição em regiões densamente povoadas, ou em sistemas chamados híbridos, em que parte é aérea e parte subterrânea. Exemplos desses últimos são linhas de transmissão aéreas com seções subterrâneas e parques eólicos em que a energia produzida pelos aerogeradores é direcionada a subestações por cabos subterrâneos. Os sistemas híbridos são mais susceptíveis a transitórios de origem externa, por exemplo descargas atmosféricas, do que os sistemas integralmente subterrâneos. Uma seção subterrânea de linha de transmissão pode ser submetida a correntes de descargas atmosféricas, advindas da incidência em uma torre adjacente, por exemplo. No caso de parques eólicos, os cabos subterrâneos podem ser submetidos a transitórios advindos da incidência de descargas atmosféricas nas elevadas torres que sustentam os aerogeradores. Para avaliação de transitórios em cabos subterrâneos e definição de práticas de proteção adequadas, é importante a realização de simulações computacionais. Nesse contexto, é de fundamental importância que os modelos empregados para o cabo sejam rigorosos, tendo em conta o fenômeno solicitante. Nesse contexto, o objetivo principal deste projeto é implementar formulações avançadas, e disponíveis na literatura, para cálculo de transitórios eletromagnéticos em cabos subterrâneos. A implementação dessas formulações vai permitir a avaliação rigorosa de transitórios de origem atmosférica em cabos subterrâneos e, assim, subsidiar a definição de práticas de proteção consistentes para mitigação de danos decorrentes de descargas em sistemas que contenham seções de cabos, tais como linhas de transmissão e parques eólicos. 

3- Implementação computacional de um ambiente para cálculo de desempenho de linhas de transmissão frente às descargas atmosféricas

Prof. Miguel de Brito Guimarães Neto (DEE) e Prof. Rafael Silva Alípio (DEE) 
Pesquisadores : Prof. Listz Simões de Araújo (DEECV) e Prof. Raphael Paulo Braga Poubel (DEE) 
VAGAS de IC: Uma Vaga para bolsista 

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As descargas atmosféricas (ou raios) constituem a principal causa de desligamentos não programados de linhas de transmissão (LTs) no Brasil. As distâncias significativas, da ordem de várias centenas de quilômetros, entre as principais unidades geradoras e os grandes centros de consumo, bem como a usual posição de destaque das LTs no relevo, contribuem decisivamente para o estabelecimento desse contexto. A determinação do desempenho esperado de uma LT é uma fase muito importante durante o projeto da linha. Para que o empreendimento atenda às restrições impostas pelas entidades reguladoras, os projetistas devem se certificar de que as estimativas de desempenho estejam abaixo de tais limites. Nesse contexto, o software FLASH do IEEE (Instituto de Engenheiros Eletricistas e Eletrônicos, em tradução livre) encontra larga aplicação na indústria, tendo em vista a sua facilidade de utilização, além de ser um software de uso livre (código aberto). O seu procedimento de cálculo, que adota abordagens consolidadas na literatura técnica no passado, envolve aproximações reconhecidamente questionáveis na atualidade, tais como: a metodologia para avaliar a atratividade de cabos e condutores das LTs, os procedimentos adotados para determinar a sobretensão imposta à cadeia de isoladores, a avaliação da condição crítica para ocorrência do desligamento, entre outras. Dessa forma, a proposta deste projeto consiste na elaboração de uma ferramenta computacional de cálculo de desempenho de LTs frente a descargas atmosféricas baseada no FLASH, utilizando ambientes de programação aos quais alunos de graduação em Engenharia Elétrica estejam habituados, tais como Octave, Matlab, etc. O caráter diferencial deste projeto diz respeito à possibilidade de incorporação de abordagens específicas mais refinadas para diferentes estágios do cálculo do desempenho que já sejam conhecidas na literatura, mas não foram implementadas na última versão do FLASH.

4- Nova metodologia de levantamento da resposta em frequência de sensores para monitoramento de correntes impulsivas em SEP desenvolvidos no Laboratório de Transitórios Eletromagnéticos do CEFET-MG

Prof. Miguel de Brito Guimarães Neto (DEE) e Prof. Listz Simões de Araújo (DEECV)
Pesquisadores : Profª.  Rosilene Nietzsch Dias (DEE) e Prof. Rafael Silva Alípio (DEE) 
VAGAS de IC: Uma Vaga para voluntário

A medição de correntes transitórias em Sistemas Elétricos de Potência (SEP) provenientes de raios é imprescindível para a determinação da severidade dos efeitos associados. Tal medição constitui tarefa complexa, tendo em vista as amplitudes de corrente e as componentes de frequência envolvidas. O desenvolvimento de sensores de baixo custo para medição dessas correntes, baseados em bobinas de Rogowski e circuitos integradores, já foi realizado no contexto de um projeto de PIBIC desenvolvido no Laboratório de Transitórios Eletromagnéticos (LABTEM) do DEE CEFET-MG, que teve início em agosto de 2019. Os avanços alcançados via simulações permitiram dimensionar parâmetros de sensores que resultaram em respostas em frequência compatíveis com correntes de raios. Entretanto, ao se construir as bobinas de Rogowski e os respectivos circuitos condicionadores, verificou-se que a resposta em frequência na prática diferenciava-se significativamente da resposta teórica. Tal discrepância diz respeito às limitações presentes nas modelagens teóricas aplicadas. Diante desse contexto, o objetivo desta proposta é a elaboração de uma nova metodologia capaz de caracterizar experimentalmente a resposta em frequência dos sensores de corrente desenvolvidos no LABTEM, na faixa de frequências de interesse (abaixo de 10 MHz), o que considerará intrinsecamente todas as particularidades dos componentes que ainda não são modelados de forma consistente via simulação computacional. O levantamento experimental de tal resposta em frequência permitirá a avaliação das dimensões mais adequadas das bobinas a serem utilizadas em cada aplicação específica, bem como propiciará a correta sintonização dos circuitos integradores e filtros. Uma vez proposta a metodologia, a validação do funcionamento do sensor já sintonizado será feita a partir da utilização de um gerador portátil de ondas impulsivas desenvolvido no LABTEM, no âmbito de outro PIBIC de agosto de 2019. Ademais, melhorias nas modelagens teóricas poderão ser propostas. Finalmente, para realizar as atividades descritas, será utilizada a estrutura existente do LABTEM.

5- Alocação de geração distribuída em sistemas de distribuição de energia elétrica via técnica de otimização bioinspirada

Prof. Raphael Paulo Braga Poubel (DEE) e Prof. Miguel de Brito Guimarães Neto (DEE)
VAGAS de IC: Uma Vaga para bolsista 

A inserção de Geradores Distribuídos fotovoltaicos e baseados em turbinas eólicas pode ajudar a reduzir as emissões de carbono, uma meta importante para o mundo. Dada as crescentes preocupações ambientais e a busca por um uso racional da energia, a expansão da Geração Distribuída (GD) tem ocorrido de forma rápida. Ademais, a geração distribuída pode ser utilizada para aprimorar aspectos técnicos das redes de distribuição, como a estabilidade da tensão, a reserva de geração, e a minimização de perdas elétricas e, consequentemente, melhorar a qualidade da energia nos sistemas elétricos e propiciar tarifas elétricas justas. No entanto, é importante selecionar o tamanho e a local corretos de uma GD para que o sistema de energia possa utilizar ao máximo os benefícios obtidos com essa instalação. Neste contexto, este projeto propõem uma abordagem para a alocação e dimensionamento ótimos de unidades de geração distribuída via técnica de otimização bioinspirada de forma a melhorar a confiabilidade da rede elétrica e servir de subsídio a empresas distribuidoras na regulamentação e incentivos da GD. Para validar os resultados, o desempenho dos sistemas elétricos será analisado sem a instalação da GD e, em seguida, comparado ao desempenho do sistema quando da instalação com os tamanhos e locais ideais.

6- Desenvolvimento de sensor para medição de campo elétrico de descargas atmosféricas (Field Mill)

Prof. Listz Simões de Araújo (DEECV) e Prof. Miguel de Brito Guimarães Neto (DEE)
Pesquisadores: Prof. Rafael Silva Alípio (DEE) e Profª. Rosilene Nietzsch Dias (DEE)
VAGAS de IC: Uma Vaga para bolsista 

Para maiores informações, clique AQUI

A descarga atmosférica é um fenômeno natural, fonte de distúrbios e danos nos sistemas elétricos e eletrônicos. No Brasil, tais efeitos são intensificados pelo alto índice de incidência de descargas. Os processos envolvidos na formação e evolução das descargas implicam alguns efeitos, os quais podem ser percebidos à distância, o que permite desenvolver interpretações para os mecanismos que originaram o efeito, bem como estimar os impactos correspondentes. Notadamente, os deslocamentos de cargas do canal em formação promovem modificações no campo elétrico ao nível do solo que podem ser medidas por equipamentos apropriados. Em função do alto custo dos dispositivos disponibilizados no mercado, há poucas estações no Brasil aptas a realizarem a medição de perfis de campo elétrico ao nível do solo. Portanto, objetiva-se desenvolver uma tecnologia nacional para construir um equipamento de medição de campo elétrico de custo reduzido. O projeto é complexo e será realizado por partes. Nesse contexto, a proposta de trabalho em questão contempla a primeira parte do desenvolvimento, na qual pretende-se desenvolver um sensor de medição de campo elétrico. Em uma segunda etapa, possivelmente posterior a este projeto, será desenvolvido um sistema de aquisição de dados para o condicionamento do sinal medido, digitalizando-o e armazenando-o em um servidor local. Ressalta-se que, na primeira fase do projeto, será possível obter perfis de campo elétrico por meio de osciloscópios. Tais perfis obtidos durante tempestades poderão subsidiar outras pesquisas de relevância, sobretudo fornecendo dados reais para desenvolver modelagens mais representativas do fenômeno.

7- Desenvolvimento de uma Interface para Medição da Qualidade de Energia Elétrica em uma estrutura IoT

Prof. Túlio Charles de Oliveira Carvalho (DEE) e Prof. Anthony Chiaratti (DEEB)
VAGAS de IC: Uma Vaga para bolsista 

A internet das coisas (Internet of Things – IoT), é uma área que vêm crescendo devido ao declínio do custo de conectividade e aumento de dispositivos conectados na internet. Além disso, é crescente o número de usuários de smartphones e tablets para acessar, monitorar e controlar estes dispositivos. Este cenário é propício para desenvolvimento de projetos envolvendo multi sensores que podem ser usados para medições mais precisas e de baixo custo. Este trabalho tem como objetivo desenvolver uma interface baseado em aplicativo para celular que possibilite o usuário configurar, monitorar, alertar ou até mesmo controlar diversos sensores e atuadores instalados em um sistema elétrico em um ambiente residencial ou industrial. Como resultado espera-se obter um programa de fácil integração para ser utilizado em projetos de IoT no âmbito do CEFET-MG .

 


EDITAL DPPG 112/2019

1 – Projeto de Bobinas e Solenoides de fio para Transmissão de Energia sem Fio utilizando FDTD paralelizado com OpenMP e MPI.
Prof. Sandro Trindade Mordente Gonçalves (DEE) e Profa. Danielle Mendonça Okamoto (DEEB)
VAGAS de IC: Uma Vaga para bolsista e uma para voluntário.

Essa proposta de projeto de desenvolvimento científico e tecnológico tem como objetivo modelar matematicamente, simular o comportamento eletromagnético e realizar medições experimentais de bobinas e solenoides de fio com geometrias arbitrárias em baixas frequências. As simulações serão realizadas em um software desenvolvido e validado neste projeto que realiza a análise numérica de campos eletromagnéticos baseado no método das diferenças finitas no domínio do tempo – Finite Difference Time Domain (FDTD) em conjunto com a CPML – Convolutional Perfectly Matched Layer, condição de fronteira absorvente para o método FDTD altamente eficiente na absorção de campos evanescentes. Os dispositivos serão modelados no ambiente computacional em função dos materiais em que são constituídos, sendo a resposta eletromagnética determinada pelo FDTD. A caracterização terá a aplicação de projetar e otimizar sistemas de transmissão de energia sem fio para altas potências e altas eficiências. Finalmente, pretende-se realizar medições para validação das simulações.

2- Avaliação de Estimadores de Resistência de Estator para Uso em Métodos Pouco-Intrusivos de Cálculo de Rendimento em Motores de Indução
Prof.  Marcelo Martins Stopa  (DEE) 
VAGAS de IC: Uma Vaga para bolsista (Requisito Desejável: Cursando 6º ou 7º Período do Curso de Eng. Elétrica)

A monitoração de motores elétricos e a avaliação do consumo são importantes na indústria para fins de melhoria dos processos e economia global de energia. É de interesse, do ponto de vista econômico, que essas duas atividades sejam realizadas em conjunto, dado que ambas requerem a medição/aquisição de, praticamente, os mesmos dados do motor em funcionamento. Devido à natureza ininterrupta de processos industriais onde o motor está inserido, métodos tradicionais de estimação de rendimento como aqueles descritos em normas técnicas e padrões como o IEEE 112 são inadequados e não podem ser aplicados. Sendo assim, diversos trabalhos têm sido apresentados na literatura para tornar possível a avaliação contínua do rendimento do motor sem interromper sua operação. Muitos destes métodos fazem uso de dados, geralmente, coletados para monitoração da condição do motor e procuram usar o menor número de variáveis possíveis. Isto reduz o custo de implementação do método e pode evitar a interrupção do processo para realização de ensaios. Nessa linha, a maioria dos métodos de estimação de rendimento faz uso apenas das tensões e correntes medidas, de informações de catálogo e de dados de placa. Dado que as equações utilizadas no cálculo de rendimento necessitam, entre outros, da resistência do enrolamento de estator e que esta varia durante a operação do acionamento, é necessário o emprego de métodos de estimação desta variável. A exatidão do método de determinação do rendimento depende fortemente do desempenho deste estimador. Nessa linha, a proposta deste trabalho consiste em duas etapas: (i) analisar os principais métodos de estimação de resistências encontrados na literatura; (ii) selecionar os métodos mais promissores e propor melhorias e/ou inovações que possam originar novos métodos.

3- Testes de Moduladores PWM com Eliminação Seletiva de Harmônicos Implementados em FPGAs
Prof.  Júlio César Guerra Justino (DEE) e Mara Coelho (DECOM)
VAGAS de IC: Uma Vaga para voluntário (Eng. Elétrica)

Esta proposta é uma continuação do trabalho de PIBIC 82/2018 onde os moduladores com eliminação seletiva de harmônicos, conhecido como SHE-PWM, foram estudados e implementados em kits de desenvolvimento. Para este trabalho, o objetivo é aprimorar os moduladores e implementar um circuito de potência para testá-los em uma aplicação. Considerando os dispositivos embarcáveis de maior acessibilidade, onde o modulador pode ser implementado, tem-se os microcontroladores/DSP e os FPGAs (Field Programmable Gate Array). Os módulos convencionais para a geração de PWM, comumente encontrados em periféricos de PWM dos microcontroladores, possuem limitações para a implementação do SHE-PWM. Assim, é necessário que parte do modulador seja programado;,ou, sendo mais conveniente, a adoção de um circuito externo ao microcontrolador para a implementação do modulador. Uma implementação em hardware digital configurável, como os FPGAs, pode melhorar o desempenho do circuito e reduzir o processamento no microcontrolador de controle. Este trabalho propõe-se a continuar os estudos das diferentes abordagens de implementação dos SHE-PWM, em especial usando FPGA; implementar novas funcionalidades ao modulador implementado no trabalho anterior; testar experimentalmente junto a uma aplicação de potência; e confrontar os resultados com uma implementação em software, rodando junto com o algoritmo de controle no microcontrolador.

4- Conversores Modulares para Aplicações em Carregadores de Veículos Elétricos e Híbridos
Prof.  Júlio César Guerra Justino (DEE) 
VAGAS de IC: Duas Vagas para voluntários (Eng. Elétrica)

Este trabalho consiste em uma análise das topologias de conversores modulares aplicadas em carregadores de baterias dos veículos elétricos e híbridos. A aplicação automotiva apresenta requisitos específicos como a necessidade de alta densidade de potência em baixos níveis de tensão e a operação tolerante a falhas. Isto implica em operar com altos níveis de corrente; com baixas perdas e; com reduzido o volume. Uma opção é o uso de conversores em topologias modulares, o que aumenta a confiabilidade e a capacidade de operação com falhas. A operação em paralelo também permite a adoção de modulação inteleaved (entrelaçada). Esta técnica reduz os ripples de corrente e de tensão permitindo o uso de menores elementos de filtros, indutores e capacitores, resultando em um conjunto mais compacto. Assim, este trabalho tem como proposito final a escolha de uma topologia, baseada em análises técnicas, e o consequente projeto de um protótipo em escala para testes em laboratório. Este projeto constituirá a base para a montagem do protótipo em trabalhos futuros.