de Tesis DoctoralNos proponemos plantear un método de cálculo que nos permita la construcción de un motor de inducción magnetohidrodinámica, la impulsión de fluidos conductores por campos magnéticos.El inductor de este tipo de máquinas eléctricas es similar a las máquinas lineales, y el inducido es una lámina conductora, cuyas características dependerán del tipo de fluido a impulsar.Se propone un método de cálculo de las máquinas eléctricas lineales tanto planas como tubulares, para posteriormente aplicarlo en la construcción de varios prototipos. El método de trabajo es experimental y teórico.Se diseñan tres prototipos bien diferenciados, los tres se han ensayado con un inducido sólido (aluminio) por la facilidad de su manejo y posteriormente se han ensayado dos con un fluido (agua saturada de sal) . El primer prototipo, es un motor lineal plano bilateral con un inductor alimentado a una fuente de tensión trifásica a 50 Hz, llamado M-1. La alimentación de este prototipo se hace a través de un regulador de tensión. Este prototipo se diseña con la finalidad de comprobar la viabilidad de la impulsión de fluidos por campos magnéticos. Posteriormente se construye dicho prototipo y se ensaya, los resultados se ofrecen en tablas y gráficas y se hacen las oportunas reflexiones. Después se construye una máquina lineal tubular bifásica, alimentada con una fuente de corriente a 50 Hz, llamada M-2. La potencia en bornes se consigue por variación de la tensión aplicada a la máquina. Este nuevo prototipo se diseña con varias finalidades, una de ellas es la comprobar la viabilidad de utilizar superconductores en las máquinas lineales, se trabaja con un solo conductor por ranura, para que tramos de conductor rígido puedan ser sustituidos por superconductor. Otra finalidad es la de comprobar la eficacia de un devanado bifásico en este tipo de máquinas. Este prototipo es construido y ensayado, ofreciendo los resultados en gráficas y tablas.Se construye una tercera máquina lineal tubular monofásica con espira de sombra, alimentada con una fuente de alta frecuencia, y con una fuente de Alta Tensión. Con este prototipo se quieren comprobar limitaciones de las máquinas lineales, una de ellas es la del acoplamiento magnético entre inductor e inducido a 5000 Hz, para ello se ha tenido que eliminar todo el hierro del inductor e inducido, también se quiere comprobar la eficacia del devanado inductor que es monofásico con espira de sombra. Los resultados de los tres prototipos construidos nos permiten contrastarlos con el método de cálculo propuesto, así como ver la tendencia de esta línea de trabajo. Como hechos más representativos, se puede citar, haber trabajado con un solo conductor por ranura, a alta frecuencia, la importancia de los devanados inductores en el diseño de estas máquinas, la convicción que hay que tender a potencias muy elevadas para impulsar fluidos, y que las máquinas para impulsarlos deben ser tubulares.Ph Doctoral Thesis / We intend to propose a calculation method that allow us to assemble a magnetohydrodynamic induction engine.The inductor in this kind of electrical machines is similar to that of linear machines, and the inducted part is a conductive blade, whose characteristics will depend on the type of fluid being thrusted.We are introducing a calculation method for linear electrical machines, be them plane or tubular, in order to apply it to the assembly of several prototypes. The working method is both experimental and teorethical.We have designed three well differentiated prototypes. The three of them have been tested with a solid inducted element (aluminium) because of its ease of use and, later on, two of them have been tested with a liquid fluid (salt saturated water).The first prototype is a bilateral flat linear engine with an inductor being powered by a 50Hz triphase source, called M-1. The power supply of this prototype is carried on through a power regulator. This prototype's design aims to test the feasibility of fluids thrusting by magnetic fields. Later on, the prototype is built up and tested. Results are presented in tables and charts, with the pertinent comments and discusions.Then, we build a biphase tubular linear machine, powered by a 50Hz source, called M-2. Power at the terminals is obtained by the power variation being applied to the machine. This new prototype is designed with several goals in mind. One of them is to check the viability of using superconductors in linear machines. In this case, we work with only one conductor per slot, so that some sections of this rigid conductor can be replaced by superconductors. Another target is to evaluate the efficiency of a biphase winding in this kind of machines. The prototype is built up and tested, which offers us the results being presented in tables and charts.We build a third machine, being it a monophase tubular linear machine with shading ring, powered by a high frequency source and a high tension source. With this prototype we want to check the limitations of the linear machines, one of them being the magnetic coupling between the inductive and inducted parts at 5000Hz. In order to do that, we had to remove all the iron from them (inductor and inducted). We also wanted to test the efficiency of the inductor winding, which is monophase with shading ring.The results of all the three built prototypes, allow us to compare them with our suggested calculation method, as well as the trend in this line of work.Some of the most relevant results have been to work with only one conductor per slot at a high frequency, the importance of inductive windings in the design of this machines, the conviction that thrusting fluids require a great amount of power, and finally that the machines needed to thust these fluids must be tubulars.

de la Tesis DoctoralIntroducciónExisten muchas causas por las que se pueden originar sobretensiones en una red de potencia. La clasificación más aceptada distingue tres tipos de sobretensiones: Sobretensiones temporales, sobretensiones de maniobra, y sobretensiones de origen atmosférico. No existe una frontera muy clara entre un tipo y otro de sobretensión; por ejemplo, una sobretensión originada por un cortocircuito es de tipo temporal, pero transitoriamente puede ser calificada como sobretensión de maniobra.En redes de tensión nominal inferior a 400 kV las sobretensiones debidas al rayo son más peligrosas que las debidas a otra causa, mientras que por encima de 400 kV las sobretensiones de maniobra suelen ser las más peligrosas.La importancia de las sobretensiones atmosféricas crece conforme disminuye la tensión nominal de los componentes afectados por el rayo. El valor de las sobretensiones que se pueden producir en una red de distribución originadas por un rayo es tan elevado frente al valor de la tensión nominal de la red que tanto el nivel de aislamiento de los componentes como la selección y coordinación de protecciones se realiza teniendo en cuenta el efecto de las sobretensiones atmosféricas. En general, el nivel de las sobretensiones de origen interno es inferior o muy inferior al nivel de aislamiento de los componentes de una red de distribución, siendo el número de averías originadas por una sobretensión de este tipo mucho más reducido que el originado por sobretensiones atmosféricas directas o inducidas por el rayo.Esta Tesis Doctoral está dedicada exclusivamente a la evaluación de líneas de distribución frente a sobretensiones de origen atmosférico. Este estudio ha sido objeto de gran atención durante los últimos años y existe una abundante literatura centrada exclusivamente en este campo. Sin embargo, todavía existen muchos puntos sobre los que no hay un conocimiento suficientemente preciso; probablemente, los más importantes sean la propia naturaleza del rayo y los principales parámetros que describen su comportamiento.ObjetivoEl objetivo principal de esta Tesis Doctoral es el cálculo de la tasa de contorneamientos por sobretensiones atmosféricas en líneas aéreas de distribución con y sin apantallamiento en función de los parámetros más característicos del rayo y de la línea, así como de la actividad atmosférica de la zona por donde transcurre la línea.Estructura y contenidoEl Capítulo 1 contiene una introducción al trabajo realizado.En el Capítulo 2 se resumen los antecedentes y los objetivos de esta Tesis Doctoral.En el Capítulo 3 se presenta una introducción al proceso de descarga de una nube, y se detallan los parámetros más importantes de un rayo.En el Capítulo 4 se realiza un análisis del comportamiento de líneas aéreas de distribución frente al rayo. El cálculo de sobretensiones se realiza de dos formas diferentes, mediante algoritmo y mediante simulación digital con el programa EMTP/ATP.El Capítulo 5 está dedicado al cálculo de la tasa de contorneamientos en líneas aéreas de distribución debidos a descargas atmosféricas. El cálculo se realiza de manera sistemática, y de manera estadística aplicando el método de Monte Carlo.En el Capítulo 6 se analiza el comportamiento de líneas aéreas de distribución frente al rayo empleando redes neuronales. El cálculo de la tasa de contorneamientos se realiza de manera estadística aplicando el método de Monte Carlo.El Capítulo 7 presenta las conclusiones más importantes de los diferentes estudios realizados.El Capítulo 8 incluye una bibliografía muy completa sobre el tema. / of the PhDIntroductionOvervoltages in electrical power networks can be originated by several different causes. The most accepted classification differentiates 3 types of overvoltages: Temporary overvoltages, switching overvoltages, and lightning overvoltages. It doesn't exist a very clear edge between them; for example, an overvoltage caused by a short-circuit is usually a temporary overvoltage, but transiently can be qualified as a switching overvoltage.Lightning is the most dangerous overvoltage in a power network with a rated voltage less than 400 kV. However, switching overvoltages are the most important in networks with a value of the rated voltage higher than 400 kV.The importance of lightning overvoltages increases with the decrease of the rated voltage of the affected components. The value of the lightning overvoltages produced in a distribution network is so high in front of the value of the rated voltage of the network than the insulation level of the components and the selection and the co-ordination of protections are carried out by taking into account the effect of lightning overvoltages. In general, the level of the overvoltages due to internal causes is less than the insulation level of the components of a distribution network, being the number of faults caused by this type of overvoltage much more reduced than this caused by external overvoltages (direct or induced by the lightning).This PhD is dedicated exclusively to the evaluation of distribution overhead lines in front of lightning overvoltages. This study has been very important during the last years and there is a lot of information focused in this field. However, there is several points where the knowledge is not enough yet; probably, the most important are the own nature of lightning and the main parameters which describe this behaviour.ObjectivesThe main goal of this PhD is the calculation of the flashover rate of lightning overvoltages for distribution overhead shielded and unshielded lines in function of the most important lightning and line parameters, as well as the atmospheric activity.Structure and contentsIn Chapter 1 is the introduction of the study carried out.In Chapter 2 are summarised the antecedents and the objectives of this PhD.In Chapter 3 an introduction of the discharge process of a cloud is presented, and also the most important lightning parameters are described.In Chapter 4 is carried out an analysis of the lightning performance of distribution lines. The calculation of overvoltages is carried out in a two different ways, by means of algorithm and by means of digital simulation with the EMTP/ATP program.Chapter 5 is dedicated to the calculation of flashover voltages in distribution overhead lines. The calculation is carried out in a systematic way and also in a statistical way by applying the Monte Carlo method.In Chapter 6 the lightning performance of overhead lines is done by means of neural networks. The flashover voltage calculation is carried out in a statistical way by applying the Monte Carlo method.Chapter 7 presents the most important conclusions of the different studies carried out in this work.Chapter 8 includes a very complete bibliography about the studied subject.

Últimamente se ha incrementado considerablemente la utilización de la inteligencia artificial en los campos de la electrónica de potencia y de los sistemas de control de la velocidad y del posicionamiento. Estos métodos, basados en sistemas expertos, la lógica difusa y las redes neuronales artificiales, necesitan una gran base de datos o conocimientos que describan el funcionamiento del sistema junto a un análisis lógico, en lugar del análisis matemático, para controlar el sistema y facilitar la toma de decisiones. Uno de estos métodos corresponde a las redes neuronales artificiales.En esta tesis doctoral se presenta la aplicación de redes neuronales artificiales en los sistemas de control vectorial y control directo del par para una máquina de inducción. Esta tecnología, relativamente nueva, sirve para poder reemplazar eficientemente algunos equipos analógicos ya existentes. Los datos necesarios para entrenar las redes neuronales artificiales se obtienen, en primer lugar, de los resultados de las simulaciones del sistema formado por el motor y su control, y en segundo lugar, a partir de los resultados experimentales. A tal fin se implementa un modelo del motor de inducción que se prueba con motores de diferentes valores nominales y se controla con diferentes sistema de control: control vectorial por el método indirecto con y sin realimentación de velocidad, control vectorial por el método directo con realimentación de velocidad y control directo del par. Para el caso de los sistemas del control vectorial por el método indirecto, con y sin realimentación de velocidad se han utilizado redes neuronales artificiales de respuesta a impulso finito (FIRANN) para emular algunos bloques de los sistemas del control vectorial tales como la estimación de referencia de corriente estator. Cada red neuronal artificial se ha diseñado, entrenado y probado como una parte del conjunto del sistema de control. Con respecto al control vectorial por el método directo y con realimentación de velocidad, se estima la referencia de la corriente del estator y también se realiza la mayor parte del control vectorial con redes neuronales artificiales FIRANN. Cada red neuronal artificial se ha diseñado, entrenado y probado como una parte del conjunto del sistema de control.Para el sistema de control directo del par se han utilizado redes neuronales artificiales de propagación hacia adelante (MFANN) que emulan la tabla de conmutación del ondulador, la transformación de las tensiones en el sistema de referencia "abc" al sistema de referencia fijado al estator "dq", la transformación de las corrientes de estator en el sistema de referencia "abc" al sistema de referencia fijado al estator "dq" y por último, un estimador de par. Estas cuatro redes neuronales se probaron en línea tanto de forma independiente como conjuntamente. Su comportamiento ha sido bueno en comparación con el sistema sin redes neuronales. Además, se realizó la implementación física del equipo para el control en tiempo real de un motor de inducción por el método directo clásico, y usando redes neuronales mediante una tarjeta dSPACE "DS1103". Este montaje ha permitido hacer las medidas necesarias para poder comparar el comportamiento del sistema bajo las alternativas propuestas. / Recently, the use of artificial intelligence has been increased in the fields of power electronics, and position and speed control systems. These methods, based on expert systems, fuzzy logic and artificial neural networks, require a large data base or knowledge to describe the operation of the system, besides to the logic analysis instead of the mathematical analysis in order to control the system and facilitate the decision tasks. One of these methods are the artificial neural networks.This doctoral thesis shows the aplication of artificial neural networks to the vector control systems and direct torque control of induction machines. This technology is useful to replace some existing analogical equipment in an efficient way. The data needed to train the artificial neural networks is obtained in the first place from the simulation results of the system, and in the second place from the experimental results. For that purpose, it was implemented an induction motor model which is tested with different machine characteristics, and it is controlled with different control systems: indirect method vector control with and without speed feedback, direct method vector control with speed feedback and direct torque control.For indirect method vector control with and without speed feedback, it has been used finite impulse response artificial neural networks (FIRANN) to emulate some blocks of the vector control systems such as the estimation of the stator current. Each artificial neural network has been designed, trained and tested as a part of the control system set.For the case of direct method vector control with speed feedback, the stator current reference and the majority of the vector control is realized also with artificial neural networks FIRANN. Each artificial neural network has been designed, trained and tested as a part of the control system set.In the direct torque control, it has been used feed-forward artificial neural networks (MFANN) to emulate the commutation table of the inverter, to develop the transformation of the voltages from the "abc" reference frame to the "dq" reference frame, and the transformation of the stator currents from the "abc" reference frame to the "dq" reference frame, and finally, to estimate the torque. These four neural networks have been tested online in an independent way and also as a whole. Its performance has been good in comparison with the system without neural networks.Finally, it was realized a physical implementation of the equipment for real time control of an induction motor by the classical method and by artificial neural networks using a dSPACE "DS1103" card. This implementation has allowed realize the measurements to be able to compare the performance of the system under the different proposed alternatives.

A prerequisite for safe and stable operation of an electric power system is the accurate and reliable measurement of the system parameters, in particular, current and voltage. Conventionally, this has been achieved on High Voltage (H.V.) systems by expensive, bulky iron-core transformers and also by capacitor transformers. Both of them are increasingly coming under review (chapter 1) in modern power system due to their cost, safety implications for personnel and surrounding plant if failure occurs, installation time and indeed substation land requirements. Research effort into viable alternatives to instrument transformers has been ongoing for many years to reduce the cost and improve the safety and accuracy of this devices. In the last years, this research has accelerated due to the new requirements of the modern metering and protection systems based on electronic and microprocessor devices. This trend in the modern systems has allowed the development of novel transducers where the accuracy, the reliability and the safety has been significantly improved. The main alternative incorporate optic fibre viewed as the most realistic method of providing cheap and safe isolation between the chosen sensor at phase potential and earth. The sensor itself is, in the case of current measurement, based on the Faraday effect while in the case of the voltage measurement is generally a Pockels or Kerr effect device measuring a fraction of the actual phase voltage by employing a capacitive voltage divider.In parallel to the development of the optical alternative other different transducers have been studied based on the properties offer for new materials and technologies developed in the last years. A clear example of new emergent technologies is found in the piezoelectricity (chapter 2).In just over 100 years piezoelectricity has moved from a laboratory curiosity to big business. During this period, several technologies have been developed to utilise the piezoelectric effect.In turn, each of these technologies has become an essential component in many kinds of electronic products. The U.S. piezoelectric industry, good mirror for analyse the internationaltechnologic development, has gone through several boom and bust cycles. However, new applications are emerging for piezoelectricity because of the developments in piezoelectric ceramics and polymers. Even though piezoelectric quartz crystal still holds the largest marketsegment, several new piezoelectric ceramic and piezoelectric polymer materials are being developed that represent good, attractive market segments in terms of growth, competition, and investment.This thesis proposes an alternative for the measurement in High Voltage environments by using the piezoelectric technology. The thesis was initially concentrated in the alternative of the voltage measurement, but the successfully results in this field have open the way to propose alternatives for measuring current.Accordingly, the present thesis develops a novel instrument transformer based on the mechanical forces developed for the piezoelectric materials under the influence of an electric field. The transformer consists of an actuator piezoelectric column and a sensor piezoelectric column. The actuator column is connected to the a.c. High Voltage to be measured. This electrical voltage produces the generation of mechanical forces within the material. The forces can be measured by means of the piezoelectric sensor and convert it back into a low electrical signal which can drive an electronic protection or measuring system. The novel piezoelectric transformer herein treated is of wide application in electrical networks for measuring, providing both advantageous accuracy and large transformation ratio. Furthermore, It is expected to reduce the volume, weight and manufacturing cost of the traditional electromagnetic transformers.

El avance de las tecnologías de los microprocesadores y ordenadores ha permitido sustituir las protecciones electromecánicas y analógicas clásicas por protecciones digitales. Sin embargo, los algoritmos empleados en éstas últimas tienen serias dificultades cuando las señales procedentes de los transductores de las corrientes y tensiones están afectadas por la saturación de los mismos o por efectos de ferrorresonancia respectivamente, o cuando la falta que se presenta en la línea está afectada por un arco dinámico.Por otro lado, en los últimos años se habían hecho pequeños avances en la aplicación de la inteligencia artificial y en especial en redes neuronales a los sistemas de energía eléctrica. Éstas resultaban especialmente útiles en la predicción del flujo de carga y en la clasificación de patrones de faltas. El término clasificación de patrones engloba un amplio marco de problemas de procesado de información de gran importancia práctica. Con frecuencia estos problemas se resuelven mediante técnicas estadísticas, desarrollando un algoritmo capaz de clasificar un correctamente un patrón no visto anteriormente. Una aproximación al reconocimiento estadístico de patrones se realiza mediante el teorema de Bayes, que expresa la probabilidad de que un patrón pertenezca a una determinada clase, expresando ésta probabilidad a posteriori en función de medidas realizadas previamente. En función de las características observadas se divide el espacio en regiones de decisión separadas por fronteras de decisión o clasificación. Análogamente, las salidas de una red neuronal se pueden interpretar como las probabilidades obtenidas a partir de la función de error (minimizar la función error durante el entrenamiento de la red neuronal es equivalente a buscar la máxima probabilidad), y la red neuronal aproxima las fronteras del clasificador Bayesiano óptimo.Ante estos hechos, y la gran ventaja que supone el modo de trabajo en paralelo de las redes neuronales, nos propusimos como objetivo buscar nuevos caminos en el campo de las protecciones de las redes eléctricas por medio del estudio de las redes neuronales de sistemas de protección que resuelvan los problemas anteriormente apuntados.La metodología empleada consistió en el entrenamiento de los diferentes tipos de redes neuronales utilizadas en los relés de protección mediante datos generados, para distintos tipos de fallos, con un programa de transitorios electromagnéticos (EMTDC/PSCAD) aplicado a un modelo de red muy general que incluye todas las posibles topologías y niveles de carga. Estos patrones fueron empleados para entrenar las redes neuronales mediante un programa en C++ realizado por el autor.También se incorporó en este trabajo, el estudio y la aplicación de la transformada wavelet, que presenta una serie de ventajas frente a métodos tradicionales de procesado de señales. Entre las herramientas tradicionales de análisis de sistemas eléctricos de potencia, se encuentran numerosos algoritmos, basados entre otros, en la transformada de Fourier, filtros de Kalman, etc. Sin embargo, si ocurre un transitorio, las formas de onda asociadas son no periódicas, conteniendo oscilaciones de alta y de baja frecuencia superpuestas a la frecuencia de funcionamiento del sistema eléctrico. En tal situación, debido a que la transformada de Fourier realiza un promedio de la contribución de las frecuencias se pierde la localización de la perturbación en el tiempo. El análisis mediante wavelets supera ésta limitación, realizando un procesado de la señal, que proporciona información en tiempo y en frecuencia. Por ello, la transformada wavelet es una potente ayuda para el análisis, estudio e interpretación de los distintos fenómenos transitorios que se pueden presentar en un sistema eléctrico de potencia. Además, en este trabajo se ha implementado la transformada wavelet mediante una red neu-ronal, lo que nos permite integrar dentro de la red neuronal general de reconocimiento de pa-trones, una subred encargada de llevar a cabo el procesado de señal. El funcionamiento en paralelo de la red neuronal con la información suministrada por las wavelets ha permitido incrementar la velocidad y seguridad de la respuesta del relé neuronal en los primeros instan-tes del fallo. Asimismo, uno de los objetivos de este trabajo era realizar la implementación práctica del diseño realizado en un sistema electrónico que permitiera comprobar la eficacia del mismo. Para llevar a cabo el montaje experimental se necesitaba un sistema que permitiera simular los sistemas eléctricos similares a los empleados en el proceso de diseño y entrenamiento del relé. El Departamento de Ingeniería Eléctrica de la Universidad de Bath cuenta con el equipo RTDS, que constituye el complemento del sistema de simulación PSCAD, con el que es posi-ble llevar a cabo la simulación y ensayo de prototipos de equipos eléctricos. Bajo la dirección del Prof. Aggarwal se llevó a cabo las pruebas de laboratorio del relé neuronal que resultaron plenamente satisfactorias. Los alentadores resultados obtenidos son un buen estímulo para el uso de las redes neuronales en las protecciones de alta velocidad para líneas de transmisión de alta tensión ya que hemos obtenido un tiempo de respuesta en la detección en la red neuronal de incluso 1.8 ms para fallos cercanos al relé. El relé también ha dado una buena respuesta frente a ruidos, pérdida de información y cambios bruscos de carga. / The great advance of the microprocessor and computer technology has allowed the electromechanical and analog protection devices to be substituted by digital ones. However, the algorithms used in digital protections have some disadvantages related to the errors caused by current transformer saturation, voltage transformer ferro-resonance or by dynamics arcing faults. Over the past 10 years there have been some advances in the application of artificial intelligence, especially of neural networks, on power system analysis. These applications were useful in the prediction of optimum load flow and fault pattern classification. The term pattern classification encompasses a wide range of information processing problems of great practical significance. Often the framework in which to formulate solutions to pattern recognition is the statistical one, with the develop of an algorithm to be able to correctly classify a previously unseen pattern. One approach to statistical pattern recognition is using Bayes´ theorem, which gives the probability of the pattern belonging to a particular class, and expresses this posterior probability in terms of previous measurements. The space is divided up into decision regions depending on the observed features. The boundaries between regions are known as decision boundaries. The outputs of a neural network can be interpreted as posterior probabilities calculated with the error function (the network training is based on maximum likelihood which is equivalent to minimization of an error function), and the neural network approximates the decision boundaries of the Bayes´ theorem.For these reasons and because of the advantage of the parallel processing capabilities of the neural networks, our objective here is to search for new applications of neural networks on power system protection in order to improve it and solve the problems mentioned above.In order to do this in this thesis, the artificial neural networks are applied to the protection of high voltage transmission lines, assuming dynamic arcing faults, the current transformer saturation, the change of the short circuit levels, the change of the power network topology, the bad and noisy data, and sudden load changes.The methodology carried out in a special training process of the neural networks, using protection relays by means of simulated faults data, obtained by the electromagnetic transient program (EMTDC/PSCAD) applied to a generalized power network model which includes all the possible topologies and load levels. The training algorithm was implemented by the author in the C++ language program.Within this project we included the study and application of the wavelet transform, which showed a series of advantages in front of traditional methods in signal processing. In traditional power signal analysis tools, among several algorithms, the Fourier transform has been used as well as the Kalman filtering, etc. However, in presence of non stationary signals the performance of these techniques are limited. Thus, if there is a local transient over some small interval of time in the lifetime of the signal, the transient will contribute to the Fourier transform, but its location on the time axis will be lost. Wavelets analysis overcomes this limitation by employing an analyzing function that is local both in time and frequency. The wavelet transform is a powerful tool for the study and analysis of transient phenomena in electric power systems.Furthermore, in this work the wavelet transform has been implemented with a neural network which allows us to incorporate it within the whole network for pattern recognition. Both neural networks along with the information supplied by the wavelets, have made it possible to increase the speed and reliability of the relay, especially during the fault inception.Also, one of our aims was to carry out the practical implementation of an electronic board in order to test the performance of the neural relay. To do this, it was necessary to use equipment to carry out the laboratory test, by emulating the same or a similar system employed while designing and training the relay.Prof. R. K. Aggarwal, in the Electrical department in the University of Bath expertise in the application of signal processing and Artificial Intelligence technology for the development of novel intelligent relays for Power Systems, both for transmission and distribution systems. Their experience is not only in the CAD work but also in the design and engineering of proto-type hardware. To do this the RTDS (Real Time Digital Simulator) system was employed. The obtained results were fully satisfactory.These successful tests results encourage investment in neural networks in high speed protec-tion for high voltage transmission lines. The response time is even less than 1.8 ms for faults close to the relay, which has a good performance in front of noise, faulty data and sudden change of load.

Este trabajo se dedica a la búsqueda de soluciones que permitan mejorar el comportamiento de los filtros activos de potencia en derivación que trabajan en redes trifásicas de cuatro hilos, incluso cuando se den condiciones adversas en las tensiones suministradas por la red, o en las corrientes solicitadas por la carga.El cálculo de la potencia instantánea en condiciones no sinusoidales constituye la base fundamental del análisis de los acondicionadores de potencia. A día de hoy no existe una teoría universal que unifique el cálculo de las componentes de la potencia instantánea y de la corriente. En este trabajo se realiza un estudio detallado en este campo, evidenciando la relación entre las diferente teorías convencionales, y proponiendo una nueva formulación que ofrece un mayor significado físico a las componentes de potencia y de corriente resultantes.El conocimiento de la componente de secuencia positiva y frecuencia fundamental de la tensión de red es una cuestión de vital importancia en la sincronización de los sistemas electrónicos de potencia que trabajan conectados a ésta. Este trabajo presenta un nuevo sistema de detección que obtiene, de forma rápida y precisa, la componente fundamental de secuencia positiva de la tensión de red, incluso cuando dicha tensión se encuentre fuertemente distorsionada y desequilibrada. El convertidor estático conocido como inversor constituye el núcleo de un filtro activo de potencia. Las prestaciones finales del sistema de filtrado vienen condicionadas en gran medida por la tecnología empleada en este inversor, por su topología, por la técnica de modulación implementada, y por las características del sistema de control que regula las variables de salida del mismo. Este trabajo propone una topología de inversor alternativa, aplicable en acondicionadores activos que trabajan en sistemas trifásicos de cuatro hilos, que permite un control sencillo, y que elimina los problemas que presentan otras topologías cuando inyectan corrientes de secuencia homopolar en la red. Así mismo, se propone un nuevo enfoque en la modulación vectorial de los inversores en puente completo, de tres y cuatro ramas. La técnica propuesta aporta mayor significado físico en la síntesis de las tensiones de salida del inversor, y permite obtener un algoritmo de modulación sumamente eficiente que puede ser implementado en un procesador de bajo coste.Finalmente, este trabajo ofrece un nuevo punto de vista en el cálculo de las corrientes de referencia del filtro activo de potencia. Un análisis de las solicitaciones de potencia que se realizan sobre el filtro activo cuando trabaja bajo condiciones genéricas de tensión de red y corriente de carga, permite diseñar un sistema de control que emplea un enfoque energético en el cálculo las referencias de corriente del mismo. Este control energético aumenta la robustez del filtro activo de potencia cuando se producen súbitas variaciones en las condiciones del entorno. / The aim of this work is to find some solutions in order to improve the behavior of the shunt active power filters in three-phase four-wire power systems, even if adverse conditions are present in the utility voltages or in the load currents.The calculation of the instantaneous electrical power under non-sinusoidal conditions is the basis in the analysis of power conditioners. At present, there is not a universal theory that unifies the calculation of the instantaneous power and current components. In this work, a detailed study on this field is conducted, showing the relationship between the different conventional theories, and proposing a new formulation, which offers a higher physical meaning for the calculated power and current components than if previous theories are used.The knowledge about the positive-sequence fundamental-frequency component of the utility voltage is a crucial matter in the synchronization of power electronics systems interfaced to the utility. This work presents a new detection system, which obtains, quickly and accurately, the positive-sequence fundamental-frequency utility voltage, even if utility voltage is severely distorted and unbalanced.A static converter, known as inverter, is the core of an active power filter. The potentialities of the filtering system are greatly conditioned by the technology of this inverter, by its topology, by the modulation technique, and by the characteristics of the control system that regulates the output variables of the inverter. This work proposes an alternative inverter topology suitable for active conditioners working in three-phase four-wire systems, which allows a simple control and cancels the problems shown by other topologies when zero-sequence currents are injected in the utility. Also, a new approach on the space vector modulation of three- and four-leg full-bridge inverters is proposed. The proposed technique offers a higher physical meaning than previous techniques in the synthesis of the inverter output voltage, and gives rise to a very efficient algorithm, which can be implemented in a low-cost processor.Finally, this work offers a new standpoint in the calculation of the reference currents of the active power filter. An analysis of the instantaneous power flow when the active power filter is working under generic utility voltage and load current, gives rise to a new control system, which employs an energy approach in the reference currents calculation. This energy control increases the robustness of the active power filter when sudden variations appear in the environment conditions.

En la tesis, se estudian máquinas eléctricas de flujo axial con rotor conductor sin elementos ferromagnéticos. Se pretende construir un motor de flujo axial, que se alimente con densidades de corriente elevadas para arrastrar un rotor conductor en forma de disco de 30 cm de diámetro. Se estudia el comportamiento térmico de un motor comercial de flujo axial y se comprueba el aumento de potencia que es capaz de suministrar el motor, siempre que se puedan disipar las pérdidas por efecto joule y se eviten daños en los bobinados.Se realiza un trabajo de desarrollo de materiales composites a base de polvo de hierro para evitar las pérdidas en el núcleo de hierro. También se determinan los límites de la densidad de corriente alcanzable al refrigerar directamente por agua.Paralelamente se ensaya un motor comercial trifásico de flujo axial de cuatro pares de polos con rotor de aluminio, para estudiar las conexiones más favorables entre fases que provoquen el mejor desplazamiento del rotor.Se construye un primer prototipo, de cuatro pares de polos, formado por dos semiestátores de doce espiras cada uno (una espira por polo y fase). Se prueba con y sin núcleo ferromagnético. Los conductores son tubo de cobre hueco con una sección importante. Esta segunda parte de la tesis, consiste en la construcción de una serie de prototipos que consiguen la inyección eficaz de fuertes densidades de corriente en el estátor metálico. Se escoge un sistema que trabaja como transformador de intensidad. A partir de un núcleo de transformador y con una relación de transformación adecuada, se generan las corrientes adecuadas para hacer girar el rotor. Son los llamados inductores primarios (alimentación de red) y el inductor secundario (transformación a fuente de corriente, que interacciona directamente con el rotor).Se escogen varias geometrías, máscaras y disposiciones para optimizar la eficacia de los planos activos. Los planos activos son caminos definidos por cortes sobre la pieza de cobre, de formasimilar a las pistas de los circuitos integrados. Se estudia la casuística a temperatura ambiente ya temperatura de nitrógeno líquido. Se construyen 6 prototipos que presentan diferentes estructuras, formas y planos activos entre sí. La finalidad de estos prototipos es la obtención de un campo magnético rotativo credo por las corrientes que circulan por los planos activos.En el tercero de estos prototipos se obtiene un mapa de campo magnético con sonda Hall a diferentes temperaturas (ambiente y temperatura de nitrógeno líquido) para verificar, o no, la obtención de desfases de forma similar a los obtenidos en algunas máquinas con las espiras de sombra. Los mapas de campo magnético permiten obtener el orden de magnitud de las intensidades que pasan por el inductor secundario. Se contrastan estos valores con otros obtenidos mediante espiras exploradoras y registros en osciloscopio.En los prototipos siguientes se realizan conexiones de dos núcleos inductores a la vez que trabajan en monofásico con un desfase de 90º eléctricos entre ellos. Se obtiene un resultado aceptable en el prototipo 7. / This work analyzes electric axial flux motors without ferromagnetic elements and a conductor rotor. We build different prototypes whit a magnetic axial flux and very high currents densities.After different experiments for perform the system, it build a first prototype whit height twelve poles and aluminium rotor. The conductor is a pipe of copper.Then it build the prototypes, whit one only inductor or two inductors, that work in monofasic and with higher currents densities, like a intensity transformer. The rotor has a conductor disc. They are defined the "primary inductors" and "secondary inductor". The secondary inductor is the "active plain". The active plain is a conductor when they are defined different ways for theinduced current by de primary inductor. The purpose of these actives plains is to obtain a rotatory magnetic field.We perform the behaviour at ambient and liquid nitrogen temperature. It obtains the magnetic map in these temperatures and permits to have information about the magnitude of the currents induced in the prototypes. In a prototype with two inductors we have acceptable results.

de la tesis:Hacia el motor superconductor: estudio de las interacciones entre un estator convencional y un rotor superconductorEl desarrollo de superconductores de alta temperatura (HTSC) de gran corriente crítica ha permitido la fabricación de dispositivos en varias áreas de la ingeniería electromecánica. En particular, los HTSC pueden mejorar el rendimiento de los motores eléctricos, ya sea sustituyendo el cobre en el rotor de los mismos o con la realización de nuevos diseños.El particular ciclo de histéresis de los superconductores permite mejorar las características de los motores clásicos de histéresis. Además, el comportamiento diamagnético de los superconductores permite la levitación de los rotores, evitando el contacto entre el rotor y el estator. Esta propiedad permite alcanzar una gran velocidad de rotación en motores con diámetros pequeños.En este trabajo presentamos el estudio del comportamiento de motores de flujo axial y radial con inductores bobinados con hilo de cobre y rotor superconductor. La distribución del campo magnético alrededor del rotor, interacción magnética entre estator y rotor, y medidas del par estático y comportamiento dinámico son los principales puntos investigados.El campo generado por inductores convencionales pueden interactuar con el rotor superconductor mediante la magnetización inducida en el mismo. Esta interacción, que proporciona par y fuerzas de levitación, es estudiada en dos configuraciones:Configuración de flujo radial:Un motor ha sido construido con un cilindro de material en el rotor y un estator convencional bobinado con hilo de cobre. El estator tiene un diámetro externo de 40 mm. El hueco interno es de 16 mm de diámetro y 16 mm de altura. Ha sido bobinado con una configuración de 4 polos/ 4 fases, lo que permite una simetría adecuada para el autocentrado y levitación del rotor. No se ha usado cojinetes mecánicos.El rotor de 15,8 mm de diámetro y 16 mm de altura ha sido construido superconductor YBCO texturado. Para incrementar la simetría, el superconductor alrededor del cilindro es multidominio. Para incrementar la estabilidad axial, un disco de YBCO se ha situado en la parte superior del rotor superconductor.Cuando se conecta el inductor, el rotor levita y se centra por la presión magnética lateral. Gira siguiendo el campo magnético del estator. El rotor alcanza el estado síncrono. El motor ha sido ensayado a varias frecuencias hasta la velocidad de 40000 rmp. El movimiento del rotor ha sido observado con luz estroboscópica mostrando el comportamiento síncrono.Para caracterizar el motor, hemos realizado medidas del campo magnético en el estator y el rotor. El par ha sido medido en función del campo aplicado y del ángulo de carga.A partir de las medidas del campo magnético y de la magnetización del superconductor, hemos podido estimar el par, calculando la energía asociada al ciclo de histéresis, en función del ángulo de deslizamiento.Configuración de flujo axial:Un segundo prototipo ha sido construido usando dos semiestátores convencionales de tres fases bobinados con hilo de cobre para un motor de ocho polos. El rotor original ha sido sustituido por un disco de epoxi reforzado con fibra de vidrio de 4mm de altura y 175 mm de diámetro. Ocho discos de YBCO de 4mm de altura y 28 mm de diámetro han sido distribuidos alrededor del disco. Para poder medir el par, se ha situado un eje en el centro del rotor.El motor de flujo axial se comporta de forma similar al motor de flujo axial . En este caso la levitación es debida al gradiente de flujo en el entrehierro que existe entre ambos semiestátores. Las fuerzas de centrado se producen por el gradiente de flujo en los bordes del plano de cada inductor y son sensibles al desplazamiento del flujo atrapado.Hemos realizado medidas del par en función del ángulo de deslizamiento en estado estático y en función de la velocidad y el ángulo de carga en la caracterización dinámica. El par máximo obtenido es de 3 N·m. A 200 Hz, la potencia alcanzada es de 1 kW y las pérdidas en el hierro son aceptables. / Thesis summary :Toward to the superconducting motor: study of the interactions between a conventional stator and a superconducting rotorThe developement of high critical current HTSC (high temperature superconductors) has allowed the fabrication of devices in several areas of electromechanical engineering. In particular, HTSC have a large potential for the improvement of the efficiency of electrical motors either to susbstitute the copper windings of the rotors and for the realisation of new designs.In this work we present the study of the behavoir of axial and radial SC motors powered by a classical copper wound armature. Magnetic field distributions arround the rotor, magnetic interaction between inductor and superconducting rotor, static torque and dinamyc mesurements are the main items investigated.The field generated by the conventional armature can interact with SC rotors by means of the magnetization induced in the SC material. This interaction provides the force responsible for centering and levitation thus avoiding the use of conventional bearing and auxiliari fields providing magnetical bearing. We investigated this interaction in two configurations:Radial field configuration:The motor is built by the HTSC cylinder shaped rotor and a conventional copper wound stator. The stator core has an external diameter of 40mm, the internal hollow is of 16mm in diameter and heigh 16mm. The stator has been wound in a four poles/four phases configuration which allows the adequatre field symmetry to self-center and sustaint the rotor. No mechanical bearing has been used.The rotor of 15,8 mm in diameter and 16mm in high has been constructed from pieces of melt textured YBCO. In order to gain homogeneity around the external area of the cylinders we have chosen multidomain pellets. In order to improve the axial stability, a disc of melt textured YBCO has been stuck on the upper face of the HTSC rotor.When the armature is energized, the rotor levitates and it is centered by the lateral magnetic presure. It spins drived by the magnetic field. The rotor reaches a steady state synchronous with the field rotation. The motor has been tested at several frequencies up to a rotation speed of 40000 rpm. The movement of the rotor has been observed by stroboscopic lighting showing its synchronous behavoir.In order to characterize the motor we have performed magnetic mesurements of both armature and rotor. The torque is also been measured as a funtion of the applied current and the load angle.From the measured values of the applied magnetic field and the remanent magnetization we can estimate the torque by calculating the energy loss by hysteresis as a funtion of the slip angle of the SC rotor.Axial field configurationA second prototype has been constructed by using two conventional 3-phases wound inductors for an eight poles motor. The original rotor has been substituted by a glass fiber reinforced epoxi disk of a 4mm in thickness an 175 mm in diameter. Eight melt-textured YBCO discs of 4mm in high and 28 mm in diameter have been distributed around the disk. In order to perform the torque mesurements, a shaft has been stuck in the center of the rotor.The axial flux motor behaves in a similar way than that observed in the radial flux motor. In this case the levitation is provided by the flux gradient in the gap between both inductors. The centering forces are produced by the gradient at the borders of the plane of each inductor and are more sensitive to any displacement of the trapped fluxWe have performed mesurements of the torque as a funtion of the angle of displacement in a static state and a torque as a funtion of the speed and the load angle in a dinamic caracterization. The maximum torque obtained is 3 N·m. At 200 Hz the power arrives up to 1kW and the losses in the iron core can be acceptable.

La existencia de máquinas eléctricas industriales desde finales del siglo XIX implica que es un sector de desarrollo maduro donde parecen difíciles nuevos conceptos de máquina, a no ser que el desarrollo de nuevos materiales o tecnologías de fabricación hagan que conceptos de máquina con pocas aplicaciones pase a ser objeto de mejora y optimización. Analizando la literatura de estos últimos años (ver bibliografía), donde se pueden encontrar máquinas nada convencionales, se infiere que los diseños más interesantes hacen referencia a flujos que ya no pueden simplificarse a dos dimensiones como en los motores convencionales, sino que requieren interpretarlo en sus tres dimensiones. De todas las topologías propuestas es la máquina de flujo axial la que está encontrando mayor número de aplicaciones.En esta tesis doctoral se pretende presentar el estado del arte de esta topología de máquina, justificar su necesidad frente/junto a las máquinas radiales, presentar los parámetros de diseño fundamentales de la misma, presentar el modelo analítico tradicional de máquina de inducción, aportando la solución analítica de las ecuaciones de la máquina.En las máquinas axiales de inducción con rótor sólido no ferromagnético se presentan fenómenos que no tienen explicación evidente, como puede ser el giro en vacío a velocidades muy alejadas de la de sincronismo, o las dificultades en el arranque de las mismas. Con anterioridad ya se han hecho intentos de aplicar caminos de corriente preferentes en maquinas de este tipo con el fin de mejorar las prestaciones, pero aún no se ha logrado encontrar una explicación a alguno de los fenómenos que rodean a este tipo de máquinas.Se ha analizado modelos en 3 dimensiones de máquinas de flujo axial empleando el Método de los elementos finitos (MEF), puesto que el problema de las máquinas de flujo axial es un problema tridimensional, como así se reconoce en la bibliografía consultada.La simulación en 3 dimensiones (3D) de campos electromagnéticos no es novedad, puesto que existe software que permite el cálculo en 3D, sin embargo las simulaciones consultadas en la bibliografía son siempre con campos magnéticos estáticos, la mayoría de veces en 2D y nunca aplicada a cuerpos en movimiento.De los trabajos realizados se ha comprobado que para extraer conclusiones, es tan importante el número como la imagen gráfica de la simulación. Se han validado los resultados en base a los prototipos desarrollados en el Departament d'Enginyeria Elèctrica de la UPC. Desarrollados dentro del equipo de trabajo en el que ha trabajado el autor, dirigidos por Ricard Bosch Tous.Estos prototipos tienen en común la geometría axial, el número de polos y las similares dimensiones interiores y exteriores. Se ha trabajado sobre máquinas de 20 pares de polos, formadas por 1 ó 2 inductores constituidos por un soporte ferromagnético o no, sobre el que se bobina el devanado inductor. El rótor es siempre un disco de aluminio de diferentes dimensiones en función del prototipo.Se ha concluido la necesidad de emplear rotores ranurados debido a los vórtices de corriente que se forman, con el fin de alargar las líneas de corriente y por lo tanto la componente útil de la misma.Se ha concluido también la necesidad de incrementar las frecuencias de trabajo por encima de la f de 50 Hz. Existiendo frecuencias donde se prevé un mejor funcionamiento, que son los 500 y 1000 Hz. / Electrical Machines began to develop in early beginning of XIXth century. This means they have evolved for two centuries, and actually, from an electromechanical point of view, it is difficult to improve them.But there exists other topologies of electrical machines which were forgotten practically from the beginning of their evolution, as in case of axial flux machines.New materials and manufacturing techniques can make possible to develop and improve them.Taking a look on the recent literature related with non conventional machines, as it is the case of linear or axial flux machines, one can see that conventional two dimensional analysis gives little result. Due to the particular topology of these machines, magnetic field must be analysed in its three dimensions.The aim and goal of this thesis is to show the state of the art of axial flux machines, to justify its need against/beside radial flux machines, to show the basic design parameters and to analyse a 2 stator 1 rotor axial flux machine using the Finite Element Merhod (FEM).Axial flux induction machines with non ferromagnetic rotor show results of extremely difficult explanation, as a no load speed far away from synchronous speed. In previous works other authors have tried to fix preferred paths for induced current in these machines, but actually no answer has been found for a lot of questions around them.In this work a three dimensional analysis of the axial flux machine, through FEM simulations with moving rotor, have been performed using ANSYS software.No references of similar works have been found in the literature.Prototypes of axial flux machines with non ferromagnetic conductive rotor have been developed in the "Departement d'Enginyeria Elèctrica" of the Polytechnic University of Catalonia, by the team of Dr. Ricard Boch.Iron and ironless inductors have been tested showing similar results and showing speeds at no load that agree with the simulations.The conclusion of the thesis is that these machines ar so sensitive to frequency (f) and s and show better results at 500 Hz and 1 kHz.It has been proposed to use slotted rotors to break the current vortex and to extent the current lines to improve the torque of the machine.

El término carga de espacio describe el estado eléctrico de un material, mal conductor, que mantiene una distribución de cargas eléctricas relativamente inmóviles. El estudio del efecto de la carga de espacio sobre las propiedades de los materiales aislantes está adquiriendo importancia creciente, dada su influencia en los procesos de envejecimiento y ruptura dieléctrica, los cuales suponen una limitación de las prestaciones de aquellos.Para el estudio de la carga de espacio hay que tener en cuenta dos aspectos complementarios. Por un lado, es necesario conocer la distribución espacial de la misma, pues ésta condiciona el valor del campo eléctrico en el interior del material. Por otra parte es necesario determinar los parámetros que rigen los procesos de atrapamiento, transporte y relajación de la carga. En la actualidad se disponen de diversas técnicas para llevar a cabo estos estudios, aunque en general presentan el problema de que, por una parte, requieren acondicionamientos diferentes de las muestras y, por otra, necesitan la disposición de electrodos especiales en algunos casos. Dada la sensibilidad de la carga de espacio a estos factores, resulta difícil correlacionar la información que proporcionan.En nuestro trabajo hemos utilizado tres técnicas que permiten evitar el problema que hemos puesto de manifiesto anteriormente, pues estas técnicas se pueden aplicar sobre muestras que han sido previamente acondicionadas de la misma manera. Estas técnicas son la de las corrientes de despolarización estimulada térmicamente (TSDC), el análisis eléctrico dinámico (DEA) y la técnica del escalón térmico. Las dos primeras son técnicas de espectroscopía dieléctrica mientras que la última permite obtener la distribución de la carga en el material. Los materiales empleados han sido el polimetacrilato de metilo (PMMA) y dos variedades comerciales de polieterimida (PEI) denominadas Ultem 1000 y Ultem 5000. En el análisis de los datos obtenidos mediante TSDC hemos utilizado el modelo de Bucci-Fieschi para las relajaciones de naturaleza dipolar, mientras que las de carga de espacio se han interpretado en base al modelo de cinética de orden general, siempre aplicados sobre muestras polarizadas mediante ventanas (WP). Los parámetros que hemos analizado para las relajaciones dipolares son los tiempos de relajación y energías de activación. En el caso de las relajaciones de carga de espacio hemos estudiado el tiempo de relajación, la energía de activación (que en este modelo corresponde a la profundidad de atrapamiento), la carga atrapada inicial y el orden cinético, parámetro que da información acerca del proceso microscópico más probable en la relajación de la carga de espacio. Los datos de DEA fueron interpretados mediante el modelo de Coelho, utilizando el formalismo del módulo eléctrico, obteniéndose información acerca del grado de bloqueo de los electrodos, la conductividad del material, la concentración de portadores y su movilidad.Entre los resultados obtenidos podemos resaltar que a temperaturas de polarización por encima de 80oC, superiores a la Tpo de la relajación ' del PMMA y a las que el pico  ya es activado, se ha observado un proceso de inyección anódica, que creemos acompañado de un incremento de la movilidad de los portadores positivos que permite explicar el incremento de la conductividad y la disminución de la rigidez dieléctrica observada por otros autores.Para la interpretación de los resultados obtenidos en el estudio mediante TSDC de la relajación de carga de espacio en el PMMA hemos desarrollado un procedimiento que permite extender el método del análisis del mapa de relajación (RMA), habitual en el estudio de las relajaciones dipolares, al caso de la carga de espacio. Según nuestra interpretación, la curva de descarga obtenida procede del proceso de relajación de carga atrapada en una franja de niveles de atrapamiento cuya anchura depende fundamentalmente de la anchura de la ventana de polarización, y cuya profundidad depende de las condiciones de polarización. En el caso de ventanas de polarización de anchura nula, la carga de espacio se halla en una franja estrecha de niveles de atrapamiento, de manera que se puede suponer que el proceso de relajación no es distribuido y aplicar, por lo tanto, un modelo de relajación simple para su estudio, siendo el de cinética de orden general muy conveniente.El procedimiento desarrollado permite explicar, al menos de una forma cualitativa, la función de distribución de niveles de atrapamiento. En el caso del PMMA, el número de trampas parece crecer suavemente hasta alcanzar un máximo a una profundidad de unos 2.35 eV, para, una vez superado éste, decrecer bruscamente a una profundidad de unos 2.5 eV. El orden cinético de la relajación es de 1.14 en el caso del PMMA1 y de 1.25 en el del PMMA2, indicando que, en estos materiales, el proceso de relajación más probable de la carga de espacio es el de la recombinación de portadores.Los valores encontrados para las energías de activación y los factores preexponenciales del tiempo de relajación siguen leyes de compensación. Hemos de resaltar que la existencia de leyes de compensación en el caso de aisladores se había encontrado en procesos de relajación dipolar analizados mediante modelos de cinética de primer orden, mientras que en nuestro caso se ha comprobado en un proceso de relajación de carga de espacio que obedece a una cinética que no es de primer orden.El grado de saturación alcanzado en la formación de la carga de espacio en las muestras de PMMA para un tiempo de polarización dado es tanto mayor cuanto mayores sean el campo aplicado y la temperatura de polarización, observándose que cuanto mayor es el nivel de saturación alcanzada en las polarizaciones, más definida es la temperatura de polarización óptima. La profundidad de atrapamiento de la carga crece con el tiempo de polarización, si bien la temperatura y el campo de polarización influyen en la profundidad de la carga atrapada. En el caso de campos bajos, la profundidad de atrapamiento crece con la temperatura e inicialmente con el campo aplicado. A partir de cierto valor del campo aplicado se observa una disminución de la profundidad de atrapamiento, posiblemente relacionada con un mecanismo de disminución de la barrera de potencial por efecto del campo residual en el material, que parece ser más eficaz en las trampas más profundas.Hemos estudiado la distribución de la carga de espacio en electretes de PMMA, polarizados mediante ventanas de anchura nula a la temperatura de polarización óptima. Los perfiles de distribución de la carga que se han obtenido son más complejos que los observados en relajaciones de naturaleza dipolar y que los obtenidos en electretes polarizados convencionalmente que se han descrito en la bibliografía, y en los que la carga de espacio se había aislado mediante la técnica limpieza de picos. Nuestros resultados indican que a tiempos de polarización cortos se forma fundamentalmente heterocarga y que al incrementarse los tiempos se forman distribuciones más complejas, en las que se observan dos macrodipolos orientados en la dirección del campo. Para campos de polarización altos, el campo residual es mucho mayor en la zona catódica, probablemente fruto de una mayor eficacia de la inyección en el ánodo, lo que produce una compensación de la heterocarga. En el caso de las medidas de DEA sobre PMMA, hemos observado un buen ajuste de los resultados experimentales al modelo de Coelho, lo que supone que a temperaturas por encima de la de transición vítrea los procesos de transporte de carga en este material son la difusión y la conducción óhmica. Los electrodos presentan un bloqueo parcial, observándose un ligero aumento del bloqueo de los mismos con la temperatura. Esta situación de bloqueo parcial puede explicar la existencia de fenómenos de inyección que, como la técnica del escalón térmico ha evidenciado, parecen ser más eficaces en el ánodo.La conductividad en el material a temperaturas por encima de la de transición vítrea es activada térmicamente. Su valor se incrementa en dos órdenes de magnitud en el intervalo de temperaturas estudiado. Este incremento de la conductividad no ha de ser atribuido a un incremento de la concentración de portadores, ya que ésta parece disminuir ligeramente, sino a un incremento de la movilidad de los mismos, que resulta ser activada térmicamente.Los resultados obtenidos en la caracterización mediante corrientes termoestimuladas de las relajaciones presentes en el Ultem 1000 son comparables a los que proporcionan las medidas de DEA. En el material se producen tres procesos de relajación de naturaleza dipolar y uno de carga de espacio. Este último proceso da lugar a un pico sólo en el caso de las corrientes termoestimuladas, debido a la baja frecuencia equivalente de éstas.El gran poder de resolución de la técnica TSDC ha permitido alcanzar el desdoblamiento del pico , que puede resolverse en un doble pico en medidas TSDC convencionales, mientras que, en las medidas de DEA, ambos picos aparecen confundidos en un pico muy ancho. El uso de la polarización por ventanas mejora el poder de resolución de la técnica TSDC, y en el caso de la relajación  se han detectado tres temperaturas de polarización óptima, que ponen de manifiesto la existencia de tres mecanismos de relajación a nivel microscópico.Se han determinado los parámetros que rigen las cinéticas de las diferentes relajaciones y se han comparado con los valores proporcionados por otras técnicas. Las energías de activación para la relajación  se corresponden bien con los valores obtenidos mediante otras técnicas, pero hay diferencias en la  y la . Las diferencias en el caso de la relajación  son atribuibles al hecho de que los tres mecanismos diferenciados que se observan mediante TSDC aparecen superpuestos en solo pico ancho en las medidas DEA y DMTA. Por este motivo, creemos que los valores obtenidos mediante corrientes termoestimuladas son más realistas. Creemos que las diferencias en las energías de activación de la relajación  están relacionadas con las diferencias en los procesos de cálculo.Las corrientes TSDC que resultan de la carga de espacio en este material obedecen a un proceso de relajación cuya cinética es próxima a la unidad, lo que evidencia que la recombinación es el mecanismo más probable durante la relajación. Como en el caso del PMMA, se ha observado una ley de compensación para la relajación de carga de espacio en este material. Hemos comparado los espectros TSDC del Ultem 1000 y el Ultem 5000 a temperaturas por encima de la ambiente. Ambas variedades tienen un espectro TSDC similar, si bien en el caso del Ultem 5000 los picos aparecen desplazados a temperaturas superiores. Las energías de activación de las relajaciones  y  de ambas variedades de polieterimida son comparables. Los órdenes cinéticos de la relajación de carga de espacio también son parecidos en ambos materiales. La principal diferencia entre ellos, es la mayor capacidad de atrapamiento del Ultem 1000, que creemos que puede ser la causa de su menor rigidez dieléctrica.El modelo de Coelho ha resultado satisfactorio para la interpretación del efecto de la relajación de la carga de espacio en las medidas dieléctricas convencionales en ambas variedades de polieterimida. En ambos casos se ha obtenido una conductividad activada térmicamente, siendo en el caso del Ultem 5000 unos dos órdenes de magnitud mayor en el intervalo de temperaturas estudiado. En ambos casos el incremento de la conductividad con la temperatura se ha de atribuir a la movilidad creciente de los portadores, ya que se ha determinado que la concentración de portadores varía poco en dicho intervalo térmico.Por otro lado se han observado diferencias en el comportamiento de los electrodos. En el Ultem 5000 los electrodos se hallan completamente bloqueados, mientras que en el Ultem 1000 el bloqueo en los mismos es parcial. En ambos casos, el valor del factor de transparencia de los electrodos no parece depender de la temperatura, por lo que creemos que en el comportamiento de la unión metal-aislante es más determinante la naturaleza de los materiales que la temperatura.