Submitted by Emanuel Varela Cardoso (emanuel.varela@ufcg.edu.br) on 2018-08-28T20:15:07Z No. of bitstreams: 1 DIEGO ALBERTO ACEVEDO BUENO – DISSERTAÇÃO (PPGEEI) 2015.pdf: 8647076 bytes, checksum: c16b323a227c1c3224d8f023324db513 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-28T20:15:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DIEGO ALBERTO ACEVEDO BUENO – DISSERTAÇÃO (PPGEEI) 2015.pdf: 8647076 bytes, checksum: c16b323a227c1c3224d8f023324db513 (MD5) Previous issue date: 2015-08 / CNPq / Esta dissertação examina seis topologias hibridas assimétricas com acoplamento magnético. O termo topologia hibrida assimétrica se refere a qualquer topologia que combine os princípios das topologias clássicas com duas fontes de tensão isoladas ou mais com tensões diferentes. Das topologias propostas, quatro possuem saída única conectada ao ponto intermediário do barramento e as restantes dispõem de saída diferencial usando outro braço de dois níveis. Para simplificar o estudo destas topologias, desenvolveu-se um modelo elétrico e magnético detalhado dos indutores acoplados usando componentes de modo comum e diferencial. Posteriormente, esse modelo foi inserido no modelo do conversor para o desenvolvimento de uma estratégia de controle da corrente de saída e da corrente de modo diferencial garantindo a operação em modo de condução continua com número reduzido de componentes. Os modos de operação e as respectivas estratégias de modulação são apresentados. Além disso, o efeito da diferença das tensões de polo máximas sobre o desempenho dos conversores e na escolha do indutor acoplado foi analisado. Para avaliar o desempenho destas topologias, foram realizadas simulações com os modelos completos das chaves e dos diodos usando o software PSIM fixando a potência de saída para todas as topologias em 1 kVA. Também, alguns resultados experimentais em malha aberta são apresentados para validar os modelos desenvolvidos / This paper examines six asymmetric hybrid topologies with magnetic coupling. The term “asymmetric hybrid topology” refers to any topology that combines the principles of classical topologies with two isolated voltage sources or more with different voltages. From these topologies, four have single-ended output connected to the midpoint of dc-link and the remaining has differential output employing another two-level arm. To simplify the analysis, a detailed electric and magnetic model of the coupled inductors was developed appealing to common- and differential-mode components. Subsequently, this model was inserted into the model of the converter for developing a control strategy for the output and the differential mode currents, ensuring the operation in continuous conduction mode with a reduced number of components. The modes of operation and the modulation strategies are presented. In addition, the difference of the maximum pole voltages was analyzed for determining its effect on the converter performance and the coupled inductor selection. To evaluate the performance of these topologies, simulations were performed with the complete models of switches and diodes using the PSIM software by setting the output power at 1 kVA for all topologies. Also, experimental open loop results are presented to validate the developed models.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:15:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseJV.pdf: 3915378 bytes, checksum: f5352fc1801d3994bd3db7390cb8cd4d (MD5) Previous issue date: 2004-10-29 / Financiadora de Estudos e Projetos / In the context of spin electronics, this doctorate thesis presents an experimental study of spin polarized transport in epitaxial heterostructures as planar magnetic tunnel junctions formed by semiconductors and metallic ferromagnets. It was demonstrated that the epitaxial Fe/ZnSe/Fe structures fabricated by molecular beam epitaxy have the microscopic and macroscopic properties necessary for application in magnetic tunnel junctions. The experimental observation of antiferromagnetic coupling in these structures indicates strongly that samples are free of pinholes for barrier thickness down to 25 Å. Spin polarized transport studies using microjunctions demonstrated that the conductance mechanism is the resonant tunneling via defect states in the barrier, reinforcing the idea anticipated theoreticaly that the transport depends on the magnetic tunnel junction structure as a whole. This result is general since defect states near the Fermi energy are expected for semiconductor and insulanting barriers, pointing out the importance of their roles in the understanding of the spin polarized tunneling phenomena. The study of growth properties associated with magnetic properties made possible the use of MnAs films as current polarizer electrode in magnetic tunnel junctions. Experiments exploiting magnetic phase transition were also realized for these MnAs films. Our first results of spin polarized transport in a Fe/ZnSe/MnAs presented a tunnel magnetoresistance variation of 10 %, indicating that MnAs can transmit spin polarized electrons across a ZnSe barrier. / No contexto da eletrônica de spin, esta tese de doutorado apresenta um estudo experimental em física básica sobre transporte polarizado em spin em heteroestruturas epitaxiais do tipo junções túnel magnéticas planares constituídas por semicondutores e ferromagnetos metálicos. Foi demonstrado que as estruturas epitaxiais Fe/ZnSe/Fe fabricadas possuem as propriedades microscópicas e macroscópicas necessárias à aplicação em junções túnel magnéticas. A observação experimental da presença acoplamento antiferromagnético nestas estruturas indica fortemente que as amostras estão livres de pinholes para espessuras de até 25 Å de barreira. Estudos de transporte polarizado em spin em microjunções demonstraram que este ocorre por tunelamento ressonante via estado de defeito na barreira, reforçando a idéia prevista teoricamente de que o transporte polarizado em spin depende da estrutura da junção túnel magnética como um todo. O resultado tem caráter geral pois estados de defeitos próximos à energia de Fermi são esperados para barreiras semicondutoras e isolantes, destacando sua importância na compreensão do fenômeno de tunelamento polarizado em spin. O estudo das propriedades de crescimento dos filmes de MnAs associado com suas propriedades magnéticas possibilitou a utilização deste material como eletrodo polarizador de correntes em junções túnel magnéticas. Também foram realizados experimentos explorando as transições de fases magnéticas destes filmes. São apresentados nossos primeiros resultados de transporte polarizado em spin em uma estrutura Fe/ZnSe/MnAs. Foi observada uma variação de magnetorresistência túnel de 10 %, indicando que o MnAs é capaz de transmitir elétrons polarizados através de uma barreira de ZnSe.

Submitted by Biblioteca do Instituto de Física (bif@ndc.uff.br) on 2017-07-06T19:06:18Z No. of bitstreams: 1 tese.pdf: 4548404 bytes, checksum: f3c3be1c9d5bbc0d098d37be6674bd4b (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-06T19:06:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese.pdf: 4548404 bytes, checksum: f3c3be1c9d5bbc0d098d37be6674bd4b (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Universidade Estadual de Feira de Santana / Neste trabalho, utilizamos cálculos de primeiros princípios baseados na Teoria do Funcional da Densidade (DFT - Density Functional Theory) para investigar a estabilidade energética e as propriedades magnéticas de compostos químicos. Foram estudados os complexos com metais de transição contendo radicais do tipo nitronilnitróxido [M(II)(Phtfac)2(NITpPy)2] [M = Co, Mn] e [M(II)(NITmPy)2(DMSO)2] [M = Cu, Ni, Co], bem como o silicato de cobre Na2Cu5(Si2O7)2. A partir do cálculo da energia total, determinamos a configuração de equilíbrio para os cinco complexos metálicos e os valores das constantes de acoplamento. Além disso, foram obtidas também as respectivas distribuições de densidade de magnetização, fundamentais para entender os mecanismos de acoplamento magnético nesse tipo de sistema. Para o silicato de cobre, cujos responsáveis pelas propriedades magnéticas são cadeias alternadas de trímeros e dímeros, calculamos a energia total das 32 configurações possíveis; determinamos o estado fundamental e as constantes de acoplamento magnético. / In this work we use first principles calculations based on density functional theory (DFT) to investigate the energy stability and the magnetic of chemical compounds. We studied the transition metal complexes with nitronyl nitroxide radical M(II)(P[htfac)2(NITpPy)2] [M = Co, Mn] and [M(NITmPy)2(DMSO)2] [M = Cu, Ni, Co], as well as the copper silicate Na2Cu5(Si2O7)2. By calculating the total energy, we determine the equilibrium configuration for the five metal complexes and the values of coupling constants. Moreover, we obtained their magnetization density distributions, fundamental for understanding the mechanisms of magnetic coupling in this type of system. For the copper silicate, whose magnetic properties are responsible for alternate chains of dimers and trimers, we calculate the total energy of the 32 possible configurations and determine the ground state and magnetic coupling constants.

Os principais objetivos deste trabalho são estudar e caracterizar as perdas em acoplamentos magnéticos a ímãs permanentes, quando da existência de uma barreira de material condutor entre seus rotores. Tais perdas são originadas da circulação de correntes parasitas de Foucault na barreira e implicam um torque resistivo ao torque transmitido pelo acoplamento, diminuindo, dessa maneira, a eficácia de sua transmissão. Com este estudo pretendeu-se investigar também a influência desse efeito resistivo na curva característica do acoplamento, ou seja, na curva torque em função do deslocamento angular entre os rotores. A determinação dessa influência da placa condutora no comportamento do acoplamento magnético é de suma importância, uma vez que permite seu correto dimensionamento em aplicações como bombas seladas e agitadores. Para a determinação da influência da barreira, recorreu-se a uma abordagem analítica para o cálculo das perdas geradas pelas correntes parasitas, que são induzidas na placa condutora. Desta forma, foi possível obter o torque resistivo em função dos parâmetros construtivos do acoplamento e da velocidade de rotação. A validação da metodologia empregada será feita pela comparação dos resultados teóricos com os experimentais, através de ensaios num protótipo já construído. / The main objectives of this work are to study and to determine losses in permanent magnet couplings in the presence of a conductive barrier between its rotors. These losses are originated from eddy currents that circulate in the barrier and entail a resistive torque to the torque that is transmitted by the coupling and therefore, reduces the efficiency of its transmission. With this study, it was also intended to investigate such resistive effect influence in the coupling characteristic curve, i.e. in the torque versus angular shift between rotors curve. The determination of the conductive barrier influence on the magnetic coupling behavior is of major importance, since it allows the correct designing in applications as sealed pumps and magnetic stirrers. In order to determine the barrier influence, an analytical approach was used in order to calculate the losses generated by the eddy current circulation, which are induced in the conductive wall. As a result, it was possible to obtain the resistive torque as a function of the magnet coupling geometrical parameters and angular speed. The validation of the employed methodology will be made comparing the theoretical results with the experimental ones, obtained from tests in the existing prototype.

Os principais objetivos deste trabalho são estudar e caracterizar as perdas em acoplamentos magnéticos a ímãs permanentes, quando da existência de uma barreira de material condutor entre seus rotores. Tais perdas são originadas da circulação de correntes parasitas de Foucault na barreira e implicam um torque resistivo ao torque transmitido pelo acoplamento, diminuindo, dessa maneira, a eficácia de sua transmissão. Com este estudo pretendeu-se investigar também a influência desse efeito resistivo na curva característica do acoplamento, ou seja, na curva torque em função do deslocamento angular entre os rotores. A determinação dessa influência da placa condutora no comportamento do acoplamento magnético é de suma importância, uma vez que permite seu correto dimensionamento em aplicações como bombas seladas e agitadores. Para a determinação da influência da barreira, recorreu-se a uma abordagem analítica para o cálculo das perdas geradas pelas correntes parasitas, que são induzidas na placa condutora. Desta forma, foi possível obter o torque resistivo em função dos parâmetros construtivos do acoplamento e da velocidade de rotação. A validação da metodologia empregada será feita pela comparação dos resultados teóricos com os experimentais, através de ensaios num protótipo já construído. / The main objectives of this work are to study and to determine losses in permanent magnet couplings in the presence of a conductive barrier between its rotors. These losses are originated from eddy currents that circulate in the barrier and entail a resistive torque to the torque that is transmitted by the coupling and therefore, reduces the efficiency of its transmission. With this study, it was also intended to investigate such resistive effect influence in the coupling characteristic curve, i.e. in the torque versus angular shift between rotors curve. The determination of the conductive barrier influence on the magnetic coupling behavior is of major importance, since it allows the correct designing in applications as sealed pumps and magnetic stirrers. In order to determine the barrier influence, an analytical approach was used in order to calculate the losses generated by the eddy current circulation, which are induced in the conductive wall. As a result, it was possible to obtain the resistive torque as a function of the magnet coupling geometrical parameters and angular speed. The validation of the employed methodology will be made comparing the theoretical results with the experimental ones, obtained from tests in the existing prototype.