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Modelo computacional para análise de radiadores de calor espaciais : plano e aletado

Rafael Dias Vilela 27 June 2014 (has links)
O presente trabalho apresenta a comparação numérica entre dois tipos de radiadores de calor para aplicações espaciais: o radiador plano (convencional) e o radiador aletado. Projetados para atuar no controle térmico passivo de satélites, estes dispositivos rejeitam o calor gerado pelos componentes eletrônicos e minimizam a absorção de calor proveniente de fontes externas (especialmente do Sol) com o objetivo de manter a temperatura dos componentes do satélite dentro de suas respectivas faixas de operação. Com esta finalidade, foram desenvolvidos dois algoritmos em FORTRAN para a solução do sistema de equações não lineares que governam o acoplamento condutivo-radiativo presente em cada radiador. Estas equações foram discretizadas bidimensionalmente pelo Método dos Volumes Finitos e o sistema resultante foi resolvido com a aplicação do Tri-Diagonal Matrix Algorithm combinado com um processo iterativo. Os resultados numéricos obtidos demonstram que o radiador aletado possui maior capacidade de rejeição de calor em comparação com o radiador plano para as configurações dimensionais adotadas. As simulações realizadas também mostram que a degradação das propriedades termoópticas acentua o aumento das temperaturas no radiador. Por fim, são apresentados os perfis de temperaturas de ambos os radiadores estudados em condições críticas de operação.
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Desenvolvimento de processo de fabricação de uma superfície óptica refletora para radiadores térmicos de satélites

Marcos Galante Boato 18 December 2014 (has links)
Este Trabalho apresenta um ciclo completo de desenvolvimento incluindo manufatura, instalação e testes de uma Superfície Óptica Refletora conhecida na literatura como Optical Solar Reflector - OSR, utilizadas como radiador térmico de satélites. O OSR é basicamente um espelho de segunda superfície composto por uma lâmina de borossilicato ou sílica fundida, com um filme fino de prata depositado na face não exposta ao ambiente espacial. Esses radiadores são utilizados em determinadas partes do satélite para a rejeição de calor para o meio espacial. No Brasil utiliza-se, no lugar de OSR, superfícies pintadas com tinta branca que, embora de custo menor, sofrem degradação das propriedades ópticas quando expostas ao ambiente espacial, e por consequência aumentando a temperatura interna do satélite no final de sua vida útil. Este projeto visa oferecer uma alternativa para substituição da tinta por esse modelo de radiador, considerando suas características de baixa degradação ao longo da vida orbital do satélite. No processo de manufatura do OSR, utilizou-se o borossilicato com 115m de espessura e o filme metálico foi depositado pelo processo Electro Beam de deposição de filme fino utilizando-se o equipamento do CTE-INPE. Tendo o OSR fabricado, foram pesquisados alguns tipos de adesivo para a fixação dos mesmos no satélite, sendo considerada tanto a adesão a resistência a dilatação e contrações térmicas devido aos ciclos térmicos no qual o satélite é exposto durante a sua vida orbital. Um radiador simples foi montado em uma placa de alumínio e foram submetidos a testes de vibração, medidas de absortividade ( S) e emissividade ( IR , e testes vácuo-térmico e de choque térmico. Estes testes comprovaram as boas propriedades termo ópticas do refletor, e validaram a aderência da prata no borossilicato, assim como a aderência da cola escolhida para a fixação dos OSR';s na estrutura do satélite. Todos os testes foram executados no Laboratório de Integração e Testes do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (LIT- INPE).
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Controle de aquecedores de passagem a gás com chama modulante

Gutterres, Leonardo Maraschin January 2014 (has links)
Este trabalho aborda o desenvolvimento de um sistema de controle de temperatura para um aquecedor de passagem de água a gás. O sistema de controle Controlgás é apresentado e comparado ao sistema de controle típico, usado em aquecedores de passagem convencionais. São apresentadas as características e objetivos do projeto Controlgás, o qual serviu de base para o desenvolvimento deste trabalho. É apresentada uma fundamentação teórica sobre técnicas de controle para compensação de variações paramétricas e de atrasos de transporte, bem como uma revisão sobre as principais soluções já desenvolvidas para o controle de temperatura da água em aquecedores de passagem. A bancada experimental, contendo o aquecedor e o sistema de controle, utilizada em trabalhos anteriores, foi reestruturada e instrumentada com sensores de temperatura na entrada e na saída de água e com sensores que detectam a presença de chama e de fluxo de água. Foi desenvolvida uma servo-válvula que permite a regulagem automática da vazão de gás. Desenvolveu-se um circuito de potência para o acionamento dos atuadores (solenoides e servo-válvula) da bancada, assim como algoritmos que geram os sinais adequados para seu funcionamento. Foi feita a identificação do processo e o modelo da servo-válvula foi obtido por meio da análise de ensaios experimentais. O modelo do sistema completo foi desenvolvido no programa Simulink, onde foram feitas simulações do comportamento dinâmico do sistema proposto. O sistema foi implantado experimentalmente e foi capaz de convergir para as temperaturas de referência durante os ensaios. / This work addresses the development of a temperature control system for a gas tankless water heater. The Controlgás control system is presented and compared to typical control systems used in regular tankless water heaters. The characteristics and objectives of Controlgás project, which formed the basis for the development of this work, are presented. A theoretical foundation on control techniques for compensation of parametric variations and transport delays is presented, as well as a review of the main solutions already developed for the control of water temperature on tankless water heaters. The experimental set containing the heater and the control system used in previous work was restructured and instrumented with temperature sensors at the water's input and output and with sensors which detect the presence of flame and the water flow. A servo-valve that allows automatic adjustment of the gas flow was developed. A power circuit was created to drive the actuators (solenoids and servo-valve) of the set, as well as algorithms that generate the appropriate signals for its operation. The process identification and the servo-valve‟s model were obtained through experimental analysis. The system‟s complete model was developed in Simulink, where simulations of the dynamic behavior of the proposed system were made. The system was implemented experimentally and was able to converge to the reference temperatures during the tests.
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Concepção de bancada para geração de condições conhecidas e controladas de vazão mássica de fluido de refrigeração

Martins, Erick Finzi January 2011 (has links)
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-26T02:02:41Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Ensaios de desempenho de compressores de refrigeração são importantes para avaliar características energéticas do compressor, tais como capacidade de refrigeração e consumo. Essas características são indicadores de eficiência desses produtos. Os resultados desses ensaios são geralmente obtidos pela indústria através de bancadas específicas. Tais bancadas são produzidas utilizando conceitos e equipamentos semelhantes. Entretanto, possíveis desvios podem ocorrer na medição da capacidade de refrigeração de um compressor, quando esse é ensaiado em diferentes bancadas ou numa mesma bancada em momentos distintos. É usual a utilização de compressores amaciados para intercomparação e avaliação da deriva temporal das bancadas de ensaios de desempenho de compressores. Porém, existem algumas limitações no uso desses compressores específicos como padrões de capacidade de refrigeração. Os compressores padrões utilizados, como qualquer outro, sofrem desgastes naturais com o passar do tempo, gerando, assim, dúvidas quanto à fonte dos possíveis desvios de resultados detectados. Tais desvios podem ser devidos tanto à bancada de ensaio quanto ao próprio compressor padrão. Além disso, quando um compressor padrão se danifica a referência histórica é perdida. Este trabalho propõe o desenvolvimento de um conceito de padrão de capacidade de refrigeração. A capacidade de refrigeração, em condições preestabelecidas, é proporcional à vazão mássica do fluido de refrigeração. Sendo assim, o padrão proposto neste trabalho consiste basicamente de um medidor de vazão mássica e um compressor de capacidade variável cuja frequência rotacional é realimentada através da vazão mássica medida. Através dos resultados obtidos, em ensaios de controle de vazão mássica realizados em bancada desenvolvida para esse fim, foi possível validar o conceito de padrão de capacidade.
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Dispositivo móvel para análise de conforto térmico e ambiência /

Oliveira Junior, Arilson José de, 1991. January 2016 (has links)
Orientador: Silvia Regina Lucas de Souza / Banca: Leda Gobbo de Freita Bueno / Banca: Osvaldo Cesar Pinheiro de Almeida / Resumo: Nos países de clima tropical, como o Brasil, um dos maiores desafios para produção animal e trabalho humano são os fatores ambientais, como altas temperaturas e umidades dentro de ambientes, assim como as tipologias das instalações, muitas vezes limitantes para o desempenho produtivo. O conforto térmico e a ambiência são áreas de estudo que tem por objetivo conceder o bem-estar para indivíduos, sejam eles animais ou seres humanos. Nos dias atuais grande parte das análises de conforto térmico no meio agrícola, ressaltando às em ambientes de produção animal, utilizam índices que possibilitam a avaliação do nível de estresse térmico de um determinado local por meio de variáveis climatológicas, como o Índice de Temperatura e Umidade - ITU, Índice de Temperatura de Globo Negro e Umidade - ITGU e Índice de Temperatura Equivalente - ITEq. Semelhantemente, em locais de trabalho humano há um limite de tolerância para exposição ao calor que deve ser monitorado mediante o chamado Índice de Bulbo Úmido Termômetro de Globo - IBUTG. Para a resolução desses índices, não há atualmente um sistema computacional específico, de hardware e software, que forneça, em tempo real, a condição térmica de um ambiente. Deste modo, o presente trabalho teve por objetivo desenvolver um sistema computacional capaz de avaliar, em tempo real, o conforto térmico de instalações de produção animal e de ambientes de trabalho humano. O sistema foi desenvolvido baseado na criação de um dispositivo portátil ... / Abstract: In tropical weather countries, such as Brazil, one of the greatest challenges for animal production and human work environments are environmental factors, among them high temperature and humidity inside of the environments, as well as the type of facilities which are limiting for productive performance. The thermal comfort and the ambience are study areas that aims the well-being of individuals, whether they are animals or humans. It is possible to define thermal comfort as the pleasant thermal sensation of the body, in which are not necessary physiological efforts to keep the body in thermal balance. Nowadays, several analysis of thermal comfort in the agriculture environment, mainly at env(...) / Mestre
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Influência da temperatura e período de armazenamento na composição química e fisicoquímica de frutos de abacaxi da cv. Pérola

Zorzal, Tatiane Aparecida 23 February 2015 (has links)
Submitted by Maykon Nascimento (maykon.albani@hotmail.com) on 2016-06-01T18:28:17Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) dissertacao Tatiane Aparecida Zorzal.pdf: 843761 bytes, checksum: 2b548d6b4190ed9b5fd1128b6ce0a9db (MD5) / Approved for entry into archive by Patricia Barros (patricia.barros@ufes.br) on 2017-05-10T14:09:29Z (GMT) No. of bitstreams: 2 dissertacao Tatiane Aparecida Zorzal.pdf: 843761 bytes, checksum: 2b548d6b4190ed9b5fd1128b6ce0a9db (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-10T14:09:30Z (GMT). No. of bitstreams: 2 dissertacao Tatiane Aparecida Zorzal.pdf: 843761 bytes, checksum: 2b548d6b4190ed9b5fd1128b6ce0a9db (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / The use of temperature for the storage of fruits for conservation of acceptable characteristics to market and increase the shelf life is a simple procedure, because it reduces the metabolism fruits besides delayed ripening process. Therefore, the aim of this work was to check the physical and physico-chemical changes in pineapple fruits subjected to storage at different temperatures. Fruits of pineapple cv. Pérola selected in the Central de Abastecimento do Espírito Santo, Espírito Santo, Brazil, were subjected to differents temperatures at 4°, 8°, 12°, 16° e 22° for 23 days. The analysis performed in the intervals of 4, 8, 16 and 23 days, included: soluble solids, pulp pH, titratable acidity, reason soluble solids/titratable acidity, phenolics compounds, antioxidant capacity, as well as, the enzimes peroxidase, polyphenoloxidase, phenylalanine ammonia-lyase and catalase. The results showed that the temperatures of 16° and 22° C are not recommended for storage of fruits, such as temperatures were not sufficient to prevent the ripening of fruits, as well as the appearance of diseases such as fusariosis and a black rot. However, fruits storage in the temperatures (4°, 8° and 12° C) even long periods maintained characteristics accepted for consumption, which increases the shelf life of fruits. The storage temperature to 12° C, stood out as great, allowing maintain the best quality of the fruit, requiring a lower cost for maintenance the storage incubators / O uso da temperatura para o armazenamento de frutos para a conservação de características aceitáveis para o mercado consumidor e aumentar o tempo de vida de prateleira é um procedimento simples, pois reduz o metabolismo dos frutos além de retardar o processo de amadurecimento. Sendo assim, objetivou-se com este trabalho verificar as mudanças físicas e físico-químicas de frutos de abacaxizeiro submetidos ao armazenamento em diferentes temperaturas. Frutos de abacaxi da cv. Pérola selecionados na Central de Abastecimento do Espírito Santo (Ceasa), na cidade de Cariacica, Espírito Santo, Brasil, foram submetidos a diferentes temperaturas de armazenamento em estufas a 4°, 8°, 12°, 16° e 22°C por até 23 dias. As análises foram realizadas em intervalos de 4, 8 16 e 23 dias, que incluíram: sólidos solúveis, pH da polpa, acidez titulável, razão sólidos solúveis/acidez titulável, compostos fenólicos, capacidade antioxidante, além atividade das enzimas polifenoloxidase, peroxidase, fenilalanina amônio-liase e catalase. Os resultados mostraram que as temperaturas de 16° e 22° C não são recomendadas para o armazenamento dos frutos, pois tais temperaturas não foram suficientes para impedir o amadurecimento dos frutos, bem como o aparecimento de doenças, como a fusariose e a podridão negra. Entretanto, frutos armazenados nas temperaturas mais baixas (4°, 8° e 12° C) mesmo por longos períodos, mantiveram características aceitas para o consumo, o que aumenta a vida de prateleira dos frutos. A temperatura de armazenamento a 12° C destacou-se como ótima, possibilitando manter a melhor qualidade da fruta, exigindo um menor custo para a sua manutenção nas câmaras de armazenamento.
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Controlador de temperatura para célula de medição de propriedades de líquidos por ultrassom / Temperature controller for a ultrasound liquid properties measurement cell

Lugão, João Ricardo Lhullier [UNESP] 26 February 2016 (has links)
Submitted by JOÃO RICARDO LHULLIER LUGÃO null (joaolhullier@gmail.com) on 2016-03-15T16:09:46Z No. of bitstreams: 1 Lugao_mestrado_final.pdf: 1607482 bytes, checksum: 491a719f2f4f3a0afea89af732d1753c (MD5) / Approved for entry into archive by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br) on 2016-03-15T18:11:15Z (GMT) No. of bitstreams: 1 lugao_jrl_me_ilha.pdf: 1607482 bytes, checksum: 491a719f2f4f3a0afea89af732d1753c (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-15T18:11:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 lugao_jrl_me_ilha.pdf: 1607482 bytes, checksum: 491a719f2f4f3a0afea89af732d1753c (MD5) Previous issue date: 2016-02-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Sistemas de controle de temperatura são necessários em diversos setores da indústria e pesquisa científica. Neste trabalho propõe-se um sistema de controle de temperatura para líquidos, que será utilizado em uma célula de medição de propriedades de líquidos por ultrassom. O sistema de controle tem como requisito atingir uma variação máxima de 0,01 ◦C em regime permanente. Os atuadores térmicos empregados são células de efeito Peltier e utilizam-se circuitos de potência do tipo ponte H para injetar ou retirar calor do objeto de interesse. São utilizados sensores de temperatura do tipo resistivos (RTDs), que são lineares e muito utilizados na indústria como referência para medição de temperatura. É utilizado um controlador proporcional, integral e derivativo (PID) digital, sintonizado a partir de um experimento em que o sistema é realimentado através de um controlador do tipo relé. A partir dos resultados desse experimento utilizam-se métodos diretos, como o de Ziegler-Nichols, para a sintonização dos coeficientes. Em seguida um ajuste fino é feito a partir dos coeficientes gerados por esses métodos. Um controlador PID capaz de atingir as meta de variação máxima de 0,01 ◦C é implementado. Com essa baixa oscilação no regime permanente concluiu-se que é possível realizar medidas de velocidade de fase de ondas de ultrassom propagando-se em água destilada com variação máxima de 0,05 m/s em torno do valor médio. / Temperature control systems are required in several industry and scientific research areas. This work proposes a liquid temperature control system applied to an ultrasonic mea- surement cell for liquids. The control system requires a maximum steady state deviation of 0,01 ◦ C. Thermoelectric coolers (TEC) work as thermal actuators with H bridge power circuits to pump heat to or from the object of interest. Resistive temperature detectors (RTD) are used in this work, which are linear and widely used in the industry as temperature measurement reference. A proportional, integral and derivative (PID) digital controller is tuned using relay feedback identification with direct tuning methods, such as Ziegler-Nichols’. To improve the results a fine tuning is implemented from the parameters estimated by the direct methods. A PID controller capable of achieving the 0,01◦ C maximum variation goal is implemented. With this low steady-state oscilation it is possible to measure phase velocity of ultrassound waves in distilled water with maximum variation of 0,05 m/s around the mean value.
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Estudo da relação entre os parâmetro do processo de injeção em alta pressão de espuma rígida de poliuretano na indústria de refrigeração

Orsioli, Douglas Augusto 29 August 2005 (has links)
Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 1_Capa .pdf: 59516 bytes, checksum: cf82849497a333bab0083a69576de904 (MD5) Previous issue date: 2005-08-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Rigid polyurethane foam (PU) can be formulated to easily flow during the foam expantion, thus filling complicated cavities. One of the most sucessful applications, of this property, lies in the thermal isolation of refrigerators and freezers. The rigid foam application PU in the refrigerating industry is linked to its low thermal conductivity, good structural resistence with low density and easy processing. Independent of the sort of technology to be used in the production of moulded rigid foams, the following parameters must be observed: Temperature control of the components; Dosing accuracy; and Efficient mixture. In this paper, it was conducted a study of the relations between the parameters of the rigid foam injection process PU in high pressure injectors, aiming to evaluate the effect of a range of work, previously determined, in the final proprieties of the moulded piece. Applying an statistic methodology for the analysis of the data and Scanning Electronic Microscopy (SEM), to characterize the microscopic properties of the rigid foam PU, it was concluded that the parametering of a piece, to be filled with rigid foam of PU, in a high pressure injector, depends on the dosing of a unique time of injection in accordance with the volume of the piece, and the ranges of injection pressure and temperature control of the materials do not cause variation in either the aesthetics nor in the final physical proprieties of the moulded piece. / Sistemas de espumas rígidas de poliuretano [PU] podem ser formulados para fluir facilmente durante a expansão da espuma, de modo a preencher cavidades complicadas. Uma das aplicações de maior sucesso, desta propriedade, é no isolamento térmicos de refrigeradores e frigoríficos. A aplicação da espuma rígida de PU na indústria de refrigeração está ligada a sua baixa condutividade térmica, boa resistência estrutural com baixa densidade e fácil processamento. Independente do tipo de tecnologia a ser usado na produção de espumas rígidas moldadas, os seguintes parâmetros devem ser observados: Controle de temperatura dos componentes; Precisão de dosagem; e Mistura eficiente. Neste trabalho foram estudadas as relações entre os parâmetros do processo de injeção de espuma rígida de PU em injetoras de alta pressão, com o objetivo de avaliar o efeito de uma faixa de trabalho, previamente determinado, nas propriedades finais da peça moldada. Aplicando uma metodologia estatística para análise dos dados e a técnica de microscopia eletrônica de varredura (MEV), caracterizando-se as propriedades microscópicas da espuma rígida de PU, concluiuse que a parametrização de uma peça para ser preenchida com espuma rígida de PU, em uma injetora de alta pressão, depende da dosagem de um tempo único de injeção de acordo com o volume da peça, e as escalas de trabalho de pressão de injeção e de controle de temperatura dos materiais, não causam variação estética ou nas propriedades físicas finais da peça moldada.
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Proposta de controle em malha fechada com alta fficiência para o aquecimento de água em chuveiros elétricos / Proposal of high efficiency closed-loop control for water heating in electric showers

Bernardo, Marcos Gomes 29 April 2014 (has links)
Made available in DSpace on 2015-05-08T14:57:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 3541450 bytes, checksum: 30c9c0221d9245f540ca0645363552fc (MD5) Previous issue date: 2014-04-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The present work deals with the analysis and development of a closed-loop system for the effective control of water temperature on the output of an electric shower, independently of both the water flow or water temperature at its entrance. The system targets low cost, small physical dimensions and high efficiency. The goal is a system with physical dimensions small enough to be directly incorporated into existing electric showers, without the need for the manufacturer to reformulate their product. The high efficiency ends up being of paramount importance because it contributes effectively in both the size and cost of the solution: the lower the losses (greater efficiency) the smaller the heatsink needed, reducing the size and cost of the solution. Based on these criteria, we decided to use a TRIAC as a power switch and turning it on only at the zero crossings of the mains. For the design and development of the system, we adopted as tools Scilab and the Arduino platform. Prior to the assembly of the prototype, several simulations of circuits and programming codes were performed using the Proteus and Scilab together. For the experimental tests, a prototype with a nominal power of 3.2 kW was built employing a commercial electric shower. Experimentally, we obtained an efficiency greater than 99 %, which in turn required a heatsink with a volume of 63 cm³, and effective control of water temperature on the output device. Moreover, no noticeable flicker was observed when considering an electrical installation in accordance with Brazilian standards. / O presente trabalho trata da análise e desenvolvimento de um sistema de controle em malha fechada para o controle efetivo de temperatura da água na saída de um chuveiro elétrico, independentemente do fluxo de água ou temperatura da água em sua entrada. O sistema vislumbrado tem como premissa ser de baixo custo e alta eficiência, além de apresentar dimensões físicas reduzidas o suficiente para que possa ser incorporado diretamente nos chuveiros elétricos existentes, evitando que o fabricante precise reformular seu produto. A alta eficiência acaba sendo de suma importância, pois contribui efetivamente tanto no custo quanto no tamanho da solução, uma vez que quanto menor a eficiência, maiores as perdas, e consequentemente, maior será o dissipador de calor agregado ao sistema, elevando-se o custo e tamanho da solução vislumbrada. Baseado nestes critérios, optou-se por utilizar o TRIAC como chave de potência, e acioná-la sempre nos cruzamentos por zero da rede elétrica. Para a concepção e desenvolvimento do sistema, adotou-se como ferramentas o Scilab e a plataforma Arduíno. Antes da construção do protótipo, várias simulações dos circuitos e códigos de programação foram realizadas, utilizando-se o Proteus e o Scilab em conjunto. Para os testes experimentais, um protótipo com potência nominal de 3,2 kW foi construído, empregando-se um chuveiro elétrico comercial. Experimentalmente, verificou-se uma eficiência maior que 99 %, o que exigiu um dissipador com volume de 63 cm³, e controle efetivo da temperatura da água na saída do equipamento. Além disso, não se observou cintilação quando considerada uma instalação elétrica de acordo com as normas brasileiras.
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Avaliação da influência da temperatura de junção no desempenho de um módulo IGBT empregando sensores a fibra ótica

Bazzo, João Paulo January 2010 (has links)
Este trabalho tem por objetivo principal avaliar a influência da temperatura de junção nas perdas de potência de um módulo IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), monitorando a temperatura através de medida direta, empregando sensores a fibra ótica. O monitoramento direto da temperatura é realizado por meio de sensores óticos baseados em rede de Bragg instalados no interior do módulo, posicionados sobre a pastilha semicondutora que forma o IGBT. Para que as análises experimentais possam ser realizadas sob condições de temperatura controlada, foi desenvolvido um sistema de controle de temperatura digital com base em um módulo termoelétrico de efeito Peltier, que permite regular a temperatura com um erro percentual de 0,1%, numa faixa de valores que podem variar de -16 °C a 150 °C. O acionamento do módulo IGBT é realizado através de um circuito de teste capaz de variar os parâmetros elétricos do dispositivo, como largura do pulso, tensão e corrente de carga. As formas de onda que descrevem o comportamento do IGBT são obtidas por meio de um osciloscópio digital, o que proporciona a verificação do desempenho do dispositivo durante os processos de comutação e condução de corrente elétrica. O acionamento do IGBT sob temperaturas controladas permite verificar as faixas de temperatura que apresentam influência significativa nas perdas do dispositivo. O emprego do sensor ótico proporciona identificar o aquecimento gerado na junção do dispositivo em função das perdas. A medição da temperatura de forma direta também contribui para o desenvolvimento de uma técnica simples e de boa precisão para obtenção dos parâmetros térmicos da estrutura do IGBT. Os parâmetros obtidos serviram de base para elaboração de um modelo térmico preciso, que permite simular fielmente o comportamento térmico do dispositivo, onde o erro percentual máximo é de aproximadamente 0,3%. A utilização do modelo facilita a análise de pequenas variações de temperatura, inferiores à 0,01 °C, onde a medição através do sensor torna-se complicada. A associação dos resultados da análise de influência da temperatura no desempenho do IGBT, com o monitoramento e simulação do aquecimento gerado durante a operação do dispositivo pode contribuir, de fato, para o desenvolvimento semicondutores de potência mais eficientes. / This study aims to evaluate the temperature influence on power losses of an IGBT module (Insulated Gate Bipolar Transistor), monitoring the temperature through direct measurement, using optical sensors. The direct monitoring of temperature is accomplished by means of optical sensors based on fiber Bragg grating installed inside the module, positioned on the semiconductor wafer, which forms the IGBT structure. For the experimental analysis to be performed under controlled temperature conditions, a digital temperature control system based on a Peltier effect thermoelectric module was developed, which can regulate the temperature in a range between -16 °C to 150 °C, with an percentage error of 0.1%. The drive of the IGBT module is done by a test circuit that can vary the device electrical parameters, such as pulse width, voltage and load current. A digital oscilloscope, providing verification of device performance during the switching and conduction of electrical current, obtains the waveforms that describe the IGBT behavior. The drive of the IGBT under controlled temperature allows checking the temperature ranges that have significant influence on the device power losses. The use of optical sensor provided to identify the heat generated on the device junction due to the power losses. The direct measurement of junction temperature also contributed to the development of a simple technique with great precision to obtain the thermal parameters of the IGBT structure. The parameters obtained were the basis for developing a precise thermal model that faithfully simulates the device thermal behavior, where the maximum percentage error is 0.3%, approximately. The model facilitates the analysis of small variations in temperature, lower than 0.01 °C, where measurement by the sensor becomes more complicated. The association of the temperature influence analysis on the IGBT performance with monitoring and simulation of generated heat on the structure during device operation, can contribute to the research on design of novel power semiconductor devices.

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