Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-20T10:33:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 192007.pdf: 5161773 bytes, checksum: 82e7accc7a7db62eb123da8584b8f7cc (MD5) / : O presente trabalho se propõe a desenvolver e analisar formas de tratamento da energia elétrica produzida por módulos fotovoltaicos. Ele enfatiza a aplicação de conversores estáticos de energia para a obtenção de soluções simples e eficientes para este tratamento. A energia solar possui um comportamento muito variável e seu aproveitamento na forma de energia elétrica depende, de forma incontestável, da Eletrônica de Potência, ciência que possui um conjunto de conhecimentos adequados para torná-la útil e competitiva. Iniciando com uma revisão bibliográfica, são conhecidas as principais características dos sistemas fotovoltaicos, além das formas de abordagem adotadas, os principais avanços tecnológicos já consolidados visando a concepção de sistemas eletrônicos econômicos, robustos e eficientes. Dentre inúmeros sistemas estudados observa-se problemas ainda não resolvidos tais como a eficiência de conversão de energia, a complexidade da topologia de potência, controle mais adequado, vida útil, qualidade da energia produzida e custo final do conversor. Considerando-se as principais deficiências das estruturas mais usuais, são propostas soluções baseadas em estudos teóricos e resultados experimentais de sistemas de elevado rendimento, objetivando a simplicidade topológica e de controle. É realizado também um estudo sobre os sistemas de busca do ponto de máxima potência de operação dos módulos fotovoltaicos. Adicionalmente desenvolve-se controladores para este fim.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-02-05T22:23:13Z No. of bitstreams: 1 ValberCesarCavalcantiRoza_DISSERT.pdf: 3865361 bytes, checksum: 19e362a9f32b59891df5191f8c23bc36 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2016-02-16T00:37:22Z (GMT) No. of bitstreams: 1 ValberCesarCavalcantiRoza_DISSERT.pdf: 3865361 bytes, checksum: 19e362a9f32b59891df5191f8c23bc36 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-16T00:37:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ValberCesarCavalcantiRoza_DISSERT.pdf: 3865361 bytes, checksum: 19e362a9f32b59891df5191f8c23bc36 (MD5) Previous issue date: 2014-10-29 / Propomos neste trabalho, um novo m?todo de organiza??o conceitual das ?reas que envolvem a tecnologia assistiva, categorizando-as de forma l?gica e simples; al?m disso, propomos tamb?m a implementa??o de uma interface baseada em eletrooculografia, capaz de gerar comandos de alto-n?vel, para acionar dispositivos rob?ticos, computacionais e eletromec?nicos. Para a valida??o da interface ocular, foi desenvolvido um circuito eletr?nico associado a um programa computacional que capturou os sinais gerados pelos movimentos dos olhos dos usu?rios, gerando comandos de alto n?vel, capazes de acionar uma ?rtese ativa e diversos outros sistemas eletromec?nicos. Os resultados mostraram que foi poss?vel comandar sistemas eletromec?nicos diversos, atrav?s apenas dos movimentos dos olhos. A interface apresentou-se como uma forma vi?vel para a executar das tarefas propostas, podendo ser aprimorada no quesito de an?lise de sinais a n?vel digital. O modelo diagram?tico desenvolvido, apresentou ser uma ferramenta de f?cil uso e entendimento, suprindo as necessidades de organiza??o conceitual da ?rea de tecnologia assistiva. / We propose in this work, a new method of conceptual organization of areas involving assistive technology, categorizing them in a logical and simple manner; Furthermore, we also propose the implementation of an interface based on electroculography, able to generate high-level commands, to trigger robotic, computer and electromechanical devices. To validate the eye interface, was developed an electronic circuit associated with a computer program that captured the signals generated by eye movements of users, generating high-level commands, able to trigger an active bracing and many other electromechanical systems. The results showed that it was possible to control many electromechanical systems through only eye movements. The interface is presented as a viable way to perform the proposed task and can be improved in the signals analysis in the the digital level. The diagrammatic model developed, presented as a tool easy to use and understand, providing the conceptual organization needs of assistive technology

Orientador : Jose Antenor Pomilio / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-29T01:41:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vendrusculo_EdsonAdriano_D.pdf: 10711581 bytes, checksum: d6ada702601d4c784855dd27a0b04cef (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: A eliminação de sobretensões em sistemas de extração de petróleo é o principal objetivo deste trabalho. Tais sistemas usualmente demandam pelo uso de cabos longos para conectar uma bomba elétrica submersível a sua fonte de alimentação. Um inversor tipo fonte de tensão operando com modulação por largura de pulso é utilizado como fonte e um motor de indução convencional sintetiza a bomba elétrica na modelagem do sistema. A eliminação das sobretensões é alcançada empregando uma estratégia que visa a alteração da freqüência de chaveamento do inversor, durante o funcionamento do sistema, ou seja, on-line. O valor adequado para a freqüência de chaveamento é calculado fazendo o tratamento digital de amostras do sinal de corrente na saída do inversor. A rotina de processamento pode ser implementada num processador tipo DSP. A análise pode ser estendida para sistemas de acionamento de motores de indução industriais desde que o comprimento do cabo seja suficientemente longo. A influência do efeito pelicular nos condutores é considerada na modelagem do cabo. Os parâmetros elétricos do cabo são calculados on-line através de uma metodologia chamada técnica da freqüência natural. Tais parâmetros permitem obter a resposta em freqüência do sistema e, portanto, identificar as frequências críticas onde existem ressonâncias que, por sua vez, submetem o motor à sobretensões e causam sobrecorrentes no inversor. São apresentados resultados de simulação para sistemas com motores da ordem de centenas de cavalos e resultados experimentais para um sistema com cabo de lkm de comprimento. Sistemas que aplicam transformadores elevadores de tensão na saída do inversor também são alvo deste trabalho / Abstract: The analysis of long distance induction motor driving systems is performed. This kind of system, usuaIly driven by a voltage source inverter, has been employed by Petrobras for oi! exploitation in deepwater. Due to the excessive cable length, undesirable effects such as overvoltages and overcurrents are recorded at the motor and the inverter, respectively. Passive filters are commonly used in order to overcome those effects. An alternative strategy based on the correct choice of the inverter switching frequency, set in a pulse width modulation, is proposed. The strategy raise interesting from fact ofnot demanding for additional elements. The switching frequency is set even in the running system and can be estimated through the digital processing of the signal current sampled at the inverter terminaIs. A mathematical toei caIled natural frequency technique is employed to estimate the electrical parameters of the cable, in such a way that system frequency response can be outlined. An assessment of the critical frequencies related to overvoltages is possible from the frequency response. A high power system was simulated taking into account the skin effect in the cable conductors and a low power prototype was built in a laboratory. The closing results aIlow the application of the same strategy to industrial plants, since enough long cables are employed. Systems demanding for a voltage step-up transformer are also covered in the work / Doutorado / Energia Eletrica / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: João Maurício Rosário / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-25T20:31:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Kuteken_RenatoSuekichi_M.pdf: 4564566 bytes, checksum: 3e020109dd07850f4dc6d80cbf4e64b9 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: O treinamento de marcha suspensa sobre esteira ergométrica vem sendo aplicado com sucesso em pacientes que perderam os movimentos dos membros inferiores, proporcionando uma reabilitação eficaz, com fortalecimento muscular e redução de atrofias. Além do treino de marcha, exoesqueletos também vem sendo utilizados na recuperação funcional, monitorando e atuando sobre o corpo do paciente. Este trabalho propõe a integração entre um exoesqueleto e uma esteira ergométrica no treinamento de marcha com suspensão de peso através de um sinal de acionamento para a esteira que compense os movimentos das pernas e mantenha fixa a posição do centro de massa do corpo. Este sinal de referência é elaborado a partir de valores angulares obtidos do sensoriamento das juntas do exoesqueleto, aplicados ao modelo cinemático da perna. O desenvolvimento do projeto se deu em duas plataformas, com o uso do Arduino para a aquisição da implementação física e do MATLAB para o desenvolvimento em software / Abstract: The body weight supported gait training on treadmill has been successfully applied on patients who lost their lower limbs movements, providing an efficient rehabilitation, with muscle strengthening and reduction of the atrophy. Besides gait training, exoskeletons have also been used on functional rehabilitation, monitoring and actuating on the patient¿s body. This work proposes the integration between an exoskeleton and a treadmill on the weight supported gait training through a driving signal for the treadmill that compensates the movements of the legs and hold still the position of the center of mass of the body. This reference signal is elaborated making use of angular values obtained from joint sensors on the exoskeleton, applied to the kinematic model of the leg. The development of the project occurred in two platforms, with the use of Arduino to acquisition on the physical implementation and MATLAB to software development / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador : Edson Bim / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-03T03:45:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TorricoAltuna_JoseAlberto_D.pdf: 5714031 bytes, checksum: 80d4bd8aae121acb775fd85e1d0b112c (MD5) Previous issue date: 2002 / Doutorado

Orientador: Edson Bim / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-06T11:16:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bertonha_LeandroCorrea_M.pdf: 4817108 bytes, checksum: 7377641ea7817b2bac41b6c4870c60b2 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Neste trabalho é apresentada a implementação de uma estratégia de controle escalar V/f que mantém o fluxo de entreferro constante em seu valor nominal a partir do controle da relação entre a tensão de terceira harmônica, do estator, presente devido à saturação magnética, e da freqüência elétrica. No caso das bobinas de estator estarem conectadas em Y, a terceira harmônica de tensão é obtida a partir da soma das tensões de fase do estator. Na. presente proposta não é necessário saber a magnitude do fluxo, mas apenas o valor da terceira harmônica de tensão quando o motor opera na sua condição nominal. O método proposto é simples de ser implementado, computacionalmente leve e insensível aos parâmetros do motor. Esta última característica é especialmente atrativa, pois boa parte cios acionamentos elétricos propostos na literatura com controle escalar tem seu desempenho insatisfatório devido à influência da variação da resistência de estator, principalmente quando o motor opera em baixas velocidades. Resultados experimentais mostram que a técnica implementada tem um excelente desempenho em regime permanente, ainda que com carga mecânica, e bom desempenho nos transitórios / Abstract: In this work it is presented the implementation of scalar control V/f technique. It keeps the air gap flux constant in its rated value by the control of the relation between third harmonic voltage, due to saturation, and electric frequency. When the coils are conected in Y. the third harmonic is obtained by the sum of staler phase voltage. We propose that it is not necessary to know the air gap flux magnitude, but only the third harmonic value when the induction motor operates in rated condition. The proposed method is easy to implement, has a light coputational processing and it is not sensitive to motor parameters. This last caracteristic is attractive, because many electric drivers have low performance due to the influence of stator resistence variation, mainly when, the motor operates in reduced speed. Experimental results show the high performance of system in steady state, with applied load, and good performance in dynamic situation / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Edson Bim / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-09T18:47:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santana_EudemarioSouzade_D.pdf: 2512813 bytes, checksum: 189069455159efa5f8327460e869f749 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Esta tese trata do emprego do controle preditivo baseado no modelo (MBPC-Model Based Predictive Control) no acionamento do motor de indução do trifásico, para controle de fluxo de rotor e velocidade. A estratégia MBPC baseia-se na minimização do erro entre as referências futuras e a predição do modelo, para gerar os sinais de controle. Nesta tese, o motor de indução é descrito por espaço de estados e, diferentemente, do MBPC não linear, que emprega algoritmos de busca para determinar os sinais de controle, a estratégia escolhida faz inearizações sucessivas. Assim sendo, a cada ciclo gera-se a lei de controle, sendo que esta é dada por uma equação algébrica. São necessários ao controlador preditivo o conhecimento das tensões de terminal do estator e das seguintes variáveis de estado: corrente de estator, fluxo de rotor e velocidade de eixo. Para a estimação dos estados é empregado o filtro de Kalman estendido. O torque de carga é tratato como uma perturbação e sua magnitude é obtida por duas abordagens: pela equação eletromecânica e pelo filtro de Kalman estendido. Resultados de simulação computacional e experimentais validam a proposta / Abstract: This thesis presents the results concerning the control of rotor flux and speed of the induction motor using MBPC strategy, which is based on the error minimization between the future set point and model prediction, resulting in control signals. In the case studied in this thesis the motor model is described in space-state. The non linear MBPC emploies search algorithms to find the control signals, whereas the technique used in this thesis made sucessives linearizations on model; therefore in every control cicle a new algebraic control lay is found. The predictive control needs to know the stator voltage and the following state variables: stator current, rotor flux and speed. In the order to estimate the states an extended Kalman filter is employed. The load torque is considered as a disturbance and its amplitude is obtained in two ways: by calculation via eletromechanical equation and by estimation via Kalman filter. The proposal has been validated by imulations and experiments / Doutorado / Energia Eletrica / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Edson Bim / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-19T12:13:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Kanekiyo_MarcoTadashi_M.pdf: 2199502 bytes, checksum: 0f0e07fdf7f52de94709720bdddef861 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: O objetivo deste trabalho é o de implementar o controle de velocidade e de potência reativa de um motor de indução duplamente alimentado com orientação de fluxo de estator, mediante o ajuste das componentes de eixo direto e em quadratura das correntes de rotor, sendo o estator conectado à rede elétrica trifásica. Para isto foram utilizados quatro controladores PI: dois deles têm a função de gerar as referências dessas correntes a partir dos erros da potência reativa e da velocidade, e os outros dois, a de gerar as referências das tensões de eixo direto e em quadratura, a partir dos erros dessas mesmas correntes. Resultados experimentais do motor operando com fator de potência adiantado, unitário e atrasado são apresentados para validar a proposta. O sistema de controle, implementado por um DSP TMS320F2812, é responsável pela leitura das tensões e correntes de estator, da velocidade e da estimação da posição do eixo, pelas transformações de variáveis, pela implementação dos controladores PI, pela determinação da magnitude e posição do fluxo de estator e pela implementação da modulação do vetor espacial / Abstract: The purpose of this work is to present the implementation of the speed control and reactive power of a doubly fed induction motor with stator flux orientation, by adjusting of the direct and quadrature-axis rotor current components, being the stator fed by a triphasic network. With this aim, four PI controllers are used: two of them have the function of generating the direct and quadrature references of the rotor current from the direct and quadrature rotor voltage errors and the others two, of generating the direct and quadrature references of the rotor voltage from the direct and quadrature rotor current errors. Experimental results of the motor operating with leading, lagging and unity power factor are presented to validate the proposal. The control algorithm is implemented with a digital signal processor and it has the following functions: lecture of the voltages and currents of rotor, lecture of speed and estimation of rotor position, transformations of variables, implementation of the PI controllers, calculus of magnitude and position of stator flux and space vector modulation / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Ernesto Ruppert Filho, Alfeu Joãozinho Sguarezi Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-22T11:09:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AzcuePuma_JoseLuis_D.pdf: 5829554 bytes, checksum: 6f4467c529a778cc79e42550a272a6b3 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Na presente tese de doutorado propõe estratégias de controle por orientação direta de campo (FOC direto) e de controle direto de torque (CDT) com emprego de controladores fuzzy do tipo Takagi-Sugeno (fuzzy T-S). Propõe-se também, uma estratégia de CDT baseado no controle do ¿angulo de carga com o emprego do controle por modos deslizantes (CDT-CMD). As estratégias de controle vetorial propostas são utilizadas para o controle de alto desempenho do motor de indução trifásico. O controlador fuzzy T-S proposto utiliza uma única base de regras para gerar as componentes de eixo direto e de quadratura do vetor espacial da tensão do estator. Isto simplifica a estrutura do controlador fuzzy T-S e em consequência diminui o custo computacional e seu tempo de processamento. Na estratégia de CDT com o controle por modos deslizantes o esforço de controle é sempre o máximo possível no sentido de reduzir os erros do torque e do fluxo. Assim, é possível obter uma resposta rápida no controle do fluxo e do torque. Os resultados de simulação e experimentais são apresentados para validarem as propostas desta tese de doutorado. Os controladores apresentaram um desempenho dinâmico satisfatório pois as referências de torque e de fluxo foram atendidas. Todos os resultados obtidos mostraram-se compatíveis com os resultados apresentados na literatura, validando as estratégias de CDT e de FOC direto propostas / Abstract: This thesis proposes a direct field oriented control (D-FOC) and direct torque control (DTC) strategies with Takagi-Sugeno fuzzy controllers (T-S fuzzy). Also it proposes a DTC strategy based on load angle control with the use of sliding mode control (DTC-SMC). The proposed vector control strategies are used for high performance control of three-phase induction motor. The proposed T-S fuzzy controller uses a single rule base to generate the direct-axis and quadrature-axis components of the stator voltage space vector. This simplifies the structure of the T-S fuzzy controller and consequently it reduces the computational cost and its processing time. However, in the sliding mode control the control effort is always the maximum possible in order to reduce the errors of the torque and the flux. Hence, it is possible to get a fast response in the control of the torque and the flux. The proposed controllers showed a good dynamic performance because the references were achieved. The experimental and simulation results of the vector control strategies were presented to validate the proposed controllers. All the obtained results were consistent with the results reported in the literature, validating the proposed DTC and D-FOC strategies / Doutorado / Energia Eletrica / Doutor em Engenharia Elétrica

Nos últimos 20 anos, o inversor de frequência PWM passou a ser largamente utilizado. Dentre as razões principais de sua ampla difusão, cita-se a introdução do IGBT que, devido à sua capacidade de comutação rápida, possibilitou a redução de perdas, tamanho e custo dos conversores, ao mesmo tempo em que permitiu o uso do motor de indução em aplicações que demandam alto desempenho dinâmico. Porém, esta mesma característica que trouxe tais benefícios, contribuiu para acentuar os efeitos relacionados a fenômenos eletromagnéticos, devido à rápida transição que produz sinais em alta frequência, responsáveis por tornar os sistemas de acionamentos potenciais fontes de interferência eletromagnética. Os principais fenômenos desta natureza são a tensão de onda refletida, associada a ruídos de modo diferencial, e a corrente de modo comum. De maneira geral, a corrente de modo comum tem maior potencial de contribuição para a emissão radiada que a de modo diferencial e, em sistemas de acionamento, constitui a principal fonte de interferência eletromagnética. Esta não é resultado apenas da rápida comutação dos IGBTs, mas, também, da configuração do sistema, que propicia o surgimento das tensões de modo comum. Este trabalho visa estudar alternativas que minimizem, naturalmente, estas tensões através de sua configuração, reduzindo-se a necessidade de novos componentes, como filtros passivos ou circuitos ativos. Ressalta-se, assim, que o primeiro passo consistiu-se na compreensão do problema de geração da tensão de modo comum. Visando atingir os propósitos anteriormente mencionados, foi idealizado um inversor, composto de duas pontes chaveando em oposição, chamado de duplo-trifásico. A partir de simulações, avaliou-se seu potencial e definiu-se sua implementação, a partir de dois inversores idênticos. Testou-se o protótipo contra um terceiro módulo de mesmo tipo, em iguais condições. A comparação dos resultados indicou que a configuração proposta pode ser eficiente no controle do ruído de modo comum, obtendo-se valores de redução de 86%. Nota-se que o comportamento observado via o protótipo, permite um melhor entendimento dos fenômenos relativos à circulação da corrente de modo comum. Desta forma, à luz da pesquisa realizada, nota-se que, conceitualmente, a solução proposta se destaca das demais apresentadas na literatura pela sua exequibilidade e simplicidade. / Over the last 20 years, the PWM frequency inverter has become widely used. Among the main reasons for its widespread distribution is the introduction of the IGBT, due to its ability for fast switching allowing the reduction of losses, size and cost of the converters, and the use of the induction motor in applications that demand high dynamic performance. However, this same characteristic that brought such benefits, stressed the effects related to electromagnetic phenomena, due to the fast transition that produces high frequency signals, responsible for turning drive systems, potential sources of electromagnetic interference. The main phenomena of this nature are the reflected wave overvoltage, associated with differential mode noise, and the common mode current. In general, the common mode current has greater potential of contribution to the emission of radiated interference than the differential mode current and is the main source of electromagnetic interference in drive systems. The common mode current is not just the result of the fast transitions of IGBTs, but also of the system configuration, which produces common mode voltages. This work aims to study alternatives that minimize, naturally, those voltages through its configuration, reducing the need for additional components, such as passive filters or active circuits. It is pointed, that the first step consisted in the understanding of the problem of the common mode voltage generation. In order to address this objective, an inverter composed of two bridges, switching in opposition, called double-three-phase was designed. Its potential for noise mitigation, as well, its implementation, with two identical inverters was evaluated by simulations. The prototype was tested against a third module of the same type, under the same conditions. The comparison of the results indicated that the proposed configuration can be efficient in the common mode noise control, with 86% reduction. The behavior observed through the prototype allows a better understanding of the phenomena involving common mode current. Thus, in the light of the research, we note that, conceptually, the proposed solution stands out for its practicality and simplicity, from the others presented in the literature.