Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2012-10-22T10:35:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 234305.pdf: 5776936 bytes, checksum: 411fd1fd47ded165727b22c4a308da8e (MD5) / O trabalho apresentado nesta dissertação tem como objetivo analisar o comportamento eletromecânico de um atuador piezelétrico operando no modo longitudinal, bem como seu controle através da injeção de corrente. São analisadas as características de algumas topologias inversoras para se optar pela forma de acionamento e de controle mais adequadas. A opção pelo controle da corrente é realizada devido às melhorias na linearidade da resposta dinâmica do atuador. A estrutura de controle é projetada para se garantir o seguimento em regime a sinais periódicos e as malhas de controle propostas são baseadas em modelos por valores médios instantâneos. A modelagem da viga e do atuador são baseadas na teoria de Bernoulli. Com o intuito de verificarem-se as estratégias de modelagem e controle, são realizadas simulações do conversor e de suas estruturas auxiliares. Propõe-se na etapa de implementação o controle das vibrações de uma viga de aço sujeita a perturbações causadas por forças pontuais impulsivas. The present work aims to analise the electromechanical behavior of a piezoelectric actuator operating on longitudinal mode; as well it#s control by means of current injection. There are analised the characteristics of some inverter topologies to choose the most apropriate way to drive and control it. The current driving option is taken due to the improvement that it brings to the actuator#s dynamic response. The control structure is designed to ensure the correct tracking of periodic signals and it is based on instantaneous mean values modeling technique. The beam and actuator#s modeling are based on Bernoulli beams theory. Aiming to check the modeling and control techniques, simulations are developed of the converter and its auxiliary circuitry. And an experimental setup is built to test the control loop onto a steel beam under action of impulsive pointed forces.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-15T19:24:27Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T13:01:32Z : No. of bitstreams: 1 180192.pdf: 9299133 bytes, checksum: c4d5d2b991850c4d77c69ea2af80cfb0 (MD5)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-24T00:59:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 259476.pdf: 4445060 bytes, checksum: ffa2778cda64d141381eb04d1f3e21f7 (MD5) / Este trabalho apresenta o projeto e implementação de uma fonte de alimentação para um equipamento de raio laser. Inicialmente, descreve-se o funcionamento do raio laser e os parâmetros de tensão e corrente que influenciam no seu desempenho. Em seguida, analisa-se o conversor meia ponte ressonante com saída em fonte de tensão, modulado por largura de pulso e com freqüência de comutação menor que a freqüência de ressonância. Para atender os requisitos do laser é necessária a utilização de transformadores e multiplicadores de tensão, uma vez que a tensão de acionamento é de . Desta forma, apresenta-se neste trabalho o projeto dos transformadores e multiplicadores de tensão, avaliando a influência dos parâmetros do transformador na freqüência de ressonância. A partir de todos os estudos efetuados, dimensionam-se os principais componentes dos circuitos de potência e controle, possibilitando a implementação prática da estrutura. Por fim, os resultados teóricos são comparados com os resultados experimentais, comprovando as características analisadas na estrutura.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-22T09:45:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 241201.pdf: 4936153 bytes, checksum: 60ae53b50f60353fa0398f3b9fd82d81 (MD5) / Este trabalho introduz uma nova célula de comutação formada por dois diodos, dois interruptores comandados, dois indutores e um capacitor. Conectada adequadamente aos terminais de uma fonte de tensão (entrada) e de uma carga, as três principais topologias dos conversores CC-CC básicos não-isolados são concebidas: buck, boost e buck-boost. A célula de comutação proposta, juntamente com uma modulação apropriada dos dois interruptores, atribui aos conversores duas características muito importantes: em nenhum instante a tensão sobre cada interruptor atinge o maior valor envolvido na conversão (entrada no buck e saída no boost) ou a soma das tensões de entrada e saída (buck-boost), e o ganho estático varia com o quadrado da razão cíclica, tornando-os atrativos em ganhos altos, especialmente o conversor boost. Além disso, o fato de haver dois interruptores acrescenta aos conversores um grau de liberdade a mais em relação às topologias convencionais, representado pelo parâmetro a. Para cada conversor foi realizada uma análise teórica detalhada, incluindo etapas de operação, ganho estático ideal, principais formas de onda, ondulação de corrente nos indutores e de tensão nos capacitores, bem como a característica externa, matemática e graficamente. Os três conversores foram montados e as principais formas de onda adquiridas a fim de validar a teoria apresentada.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-21T18:34:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 208497.pdf: 5987253 bytes, checksum: b8782f1c380dca63d3260584d28ad8ea (MD5) / O presente trabalho aborda o desenvolvimento de acionamentos à velocidade variável para o motor de indução monofásico utilizados em ventiladores. São estudados dois métodos: variação de escorregamento e variação de freqüência. Protótipos são implementados para experimentação. Uma comparação dos acionamentos é efetuada, destacando-se a solução que se considera mais adequada para o propósito. Os conversores operam em malha aberta. Em seqüência, aborda-se o motor bifásico simétrico. Adota-se a modulação vetorial por esta permitir estender a região linear bem como melhorar a distribuição das perdas nos elementos de comutação dos conversores. Os resultados obtidos mostram que pelo método de variação de freqüência o acionamento bifásico é a solução mais adequada e que o uso de uma máquina bifásica simétrica é recomendado ao invés da assimétrica.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-22T00:41:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 208561.pdf: 27464871 bytes, checksum: a73c62a89492da9872e5ccbbe4e79a37 (MD5) / A presente tese mostra o estudo de fontes auxiliares que permitam uma tensão de entrada de 300Vcc até 1200Vcc. Todas as estruturas apresentam redução na tensão de bloqueio dos interruptores como sendo metade do valor da tensão de entrada e permitem múltiplas saídas. Duas das estruturas estudadas são inéditas na literatura e possuem como característica principal a elevada semelhança com os conversores conhecidos forward e flyback. A essas estruturas, devido justamente ao seu ineditismo, uma ênfase maior é dada com relação às etapas de funcionamento e mecanismo de transferência de energia. As outras duas estruturas são conversores já apresentados na literatura e mostrados nesta tese apenas para efeito de comparação. O foco desta comparação se dá principalmente na questão do uso destes conversores em potências de poucas centenas de watts e múltiplas saídas. O outro foco de comparação é a questão do equilíbrio da tensão dos capacitores que fazem a divisão da tensão de entrada e permitem o grampeamento da tensão de bloqueio nos interruptores.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-20T15:34:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 194129.pdf: 6919364 bytes, checksum: b75a73364ee5c774b6343772729a6f82 (MD5) / Este trabalho propõe uma estrutura de filtragem ativa série para a redução de harmônicas de tensão. Com a modificação de um filtro ativo híbrido gera-se o filtro ativo série. A partir deste, propõe-se um conjunto de estruturas básicas de filtragem do tipo paralelo e série. Desse conjunto de estruturas, o filtro ativo série com o inversor de tensão e entrada em tensão, (FAS-VSI-V), é escolhido para análise. O FAS-VSI-V é equacionado e seus parâmetros e componentes são determinados. Com esses dados várias simulações numéricas são efetuadas e seus resultados exibem o comportamento da estrutura de filtragem ativa série. Um protótipo foi construído, com o qual se obteve vários resultados experimentais. Esses resultados demonstraram a adequada operação do filtro ativo série que disponibilizou à carga uma tensão com reduzido conteúdo harmônico. As experiências com o filtro foram realizadas usando cargas lineares e não lineares. O controle do filtro ativo utiliza a tecnologia analógica. Esta tecnologia não permite modificações, é suscetível ao envelhecimento de componentes e à ação da temperatura. Adicionalmente, a estratégia de controle proposta inclui uma etapa de filtragem para a extração da componente fundamental da tensão de entrada. Estes aspectos incentivaram o estudo e aplicação da tecnologia digital ao filtro ativo. Ainda, nesta etapa outro processo de modelagem é apresentado e aplicado ao filtro ativo. Com os modelos obtidos, projeta-se o sistema de controle digital. Através do protótipo mencionado realizam-se outras experiências. Seus resultados são coletados, analisados e apontam o adequado funcionamento do filtro ativo série.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-19T08:47:21Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T21:23:19Z : No. of bitstreams: 1 175569.pdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / No acionamento de máquinas elétricas sempre se procurou máquinas que permitissem controlar o torque e consequentemente a velocidade com grande flexibilidade. Por outro lado na geração de energia elétrica, sempre se procura formas alternativas de energia que não poluam ou agridam o meio ambiente. O custo da energia elétrica vem aumentando devido a escassez dos recursos naturais e como conseqüência procura-se maximizar a eficiência do conjunto máquina primária e gerador. Uma boa solução para maximizar o rendimento da geração de energia elétrica é a Máquina Assíncrona Duplamente Alimentada. O presente trabalho propõe-se a estudar a Máquina Assíncrona Trifásica Brushless ligada em Cascata Duplamente Alimentada (MATBCDA). É mostrado a base do funcionamento da MATBCDA quando conectada na ligação "MAIS" e ligação "MENOS". São analisados em detalhes os parâmetros da máquina, tais como: indudância de dispersão, indutância mútua, indutância magnetizante e resistência dos enrolamentos. É estudado e elaborado o modelo dinâmico da MATBCDA, tomando como base a teoria do sistema de eixos de referência. Com base no modelo dinâmico é feita a análise dinâmica da MATBCDA integrando as equações diferenciais pelo método de Runge Kutta de quarta ordem. Esta análise abrange a máquina funcionando como motor e como gerador. Para completar a análise da MATBCDA é estudado o regime permanente da máquina, focando principalmente o funcionamento como motor ou gerador com fator de potência pré-estabelecido. A grande vantagem da MATBCDA é o fato dela funcionar como motor e como gerador sem necessidade de escovas, minimizando os problemas de manutenção.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-25T20:52:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 294713.pdf: 4995437 bytes, checksum: a490906899df890800a0a856b3d0b55a (MD5) / Nesta dissertação de mestrado realiza-se o estudo teórico e experimental do conversor CC-CC Zeta-Sepic bidirecional isolado com grampeamento ativo e interleaving. O estudo se desenvolve na subdivisão do conversor em três topologias que fragmentam os desafios de pesquisa e formam o corpo do presente trabalho. A primeira subdivisão constitui do estudo teórico e experimental do conversor CC-CC Zeta-Sepic bidirecional não isolado. Utiliza-se a modelagem por valores médios instantâneos em espaço de estados cujas resistências série dos componentes são consideradas resultando em um sistema amortecido. Um protótipo é construído. Baterias são utilizadas como fontes bidirecionais em corrente, sendo o controle implementado no DSP TMS320F2812. A isolação galvânica é adicionada, trazendo o problema da indutância de dispersão, que é resolvido propondo uma topologia com grampeamento ativo. O estudo do comportamento dinâmico do conversor é realizado via ferramentas de identificação de sistemas. Um protótipo de 1 kW é implementado em laboratório com o objetivo de validar o estudo realizado. Por fim, três unidades são associadas em paralelo na fonte de menor tensão e em série na de maior tensão resultando na topologia com interleaving. A ondulação de corrente é reduzida, o ganho estático é multiplicado assim como a frequência das correntes nas fontes.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2012-10-23T03:44:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 244797.pdf: 4988368 bytes, checksum: 153329d7a575fc508d0192b04854f007 (MD5) / Este trabalho apresenta o estudo de um conversor CA-CA com tensão eficaz de saída controlada e freqüência constante, destinado à aplicação em eletrodomésticos alimentados em tensões "bi-volt", e que utilizam acionamentos com motor de indução monofásico. Na escolha da topologia, foram levados em conta fatores como a faixa de operação do conversor (tensões de entrada e saída), potência do equipamento, o rendimento, o atendimento às normas de segurança, compatibilidade eletromagnética, qualidade de energia e, principalmente, o custo. Duas topologias de conversores CA-CA indiretos com capacitor de barramento da ordem dos F são escolhidas para um estudo das características peculiares e suas implicações. São analisadas formas adequadas de controlar as estruturas e uma delas é escolhida para implementação de um protótipo a fim de se comprovar os resultados teóricos. Um protótipo com potência de 500W e tensão de saída de 110V para uma carga R-L com fator de deslocamento superior a 0,6 é implementado, sendo alimentado em 110V e 220V. Toda a metodologia para o projeto é apresentada sequencialmente, desde o estágio de potência até os estágios de comando e controle, sendo os resultados experimentais comparados com os resultados teóricos, validando o estudo.