Tese (Doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T03:19:27Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T23:42:06Z : No. of bitstreams: 1 142851.pdf: 56350805 bytes, checksum: d8ad50da65692c12a5e9882d61d9410c (MD5)

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2009. / Made available in DSpace on 2012-10-24T12:18:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 275840.pdf: 3971644 bytes, checksum: a0f9273b20e86ad49987f992f99daade (MD5) / Este trabalho apresenta duas novas topologias de retificadores trifásicos com fator de potência unitário e bidirecionalidade no fluxo de potência. Os retificadores foram denominados de retificadores híbridos por serem originados pela conexão em paralelo de dois retificadores trifásicos com topologias distintas. Uma das topologias propostas é escolhida e analisada qualitativamente e quantitativamente. Na análise teórica qualitativa, estudaram-se as características de entrada e de saída do retificador, revelando-se os modos de operação de melhor desempenho. Na análise teórica quantitativa estudou-se o equacionamento do retificador e apresentaram-se todas as equações de projeto dos elementos passivos e dos semicondutores. Os modelos para o controle das correntes de entrada e da tensão de saída são apresentados em conjunto com a estratégia de controle. Os estudos teóricos foram comprovados com o projeto e a implementação prática de um protótipo trifásico alimentado em 380 V, possuindo tensão de saída igual a 700 V e potência de saída igual a 20 kW. / This work presents two new three-phase rectifier topologies with unity power factor and bidirectional power flow capability. The rectifiers were named Hybrid Rectifiers because they are generated by the parallel connection of two different topologies of three-phase rectifiers. The proposed three-phase hybrid rectifier with output voltage control was chosen and studied in its details. In this work, theoretical analyses of the hybrid rectifier presented the main input and output characteristics, the energy distribution processing, the operation modes with improved performance, the design equations, the modeling and the control strategy. The theoretical studies were validated by the implementation of a prototype with 380 V input voltage, 700 V output voltage, 10 kHz switching frequency and 20 kW rated output power.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-25T23:16:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 295250.pdf: 4524611 bytes, checksum: 9bce1ab46936cf94dd570d00b4e46b6e (MD5) / Este trabalho apresenta dois novos conversores empregando a célula de acoplamento indutivo de 4 estados. Inicialmente apresenta-se uma revisão bibliográfica onde são trazidas as publicações mais relevantes na área de estudo. Na seqüência apresentam-se a motivação para o trabalho e a contribuição desta Tese. O trabalho conta com um estudo detalhado do indutor trifásico acoplado, que é parte integrante da célula de acoplamento indutivo. Também descreve o comportamento do indutor, quando submetido às tensões com componentes de seqüência zero e seqüência positiva. A célula de acoplamento indutivo de 4 estados é aplicada a dois conversores clássicos, gerando dois novos conversores: o conversor VSI em ponte completa empregando a célula de acoplamento indutivo e o conversor NPC de 3 níveis com célula de acoplamento indutivo. As análises compreendem o estudo do modulador, principais formas de onda, distorção harmônica da tensão na carga, interpretação vetorial da tensão na carga e resultados experimentais.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-26T05:12:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 292267.pdf: 14210369 bytes, checksum: 24c45fe9f804e127c5cb33e991f68963 (MD5) / Este trabalho apresenta o estudo de conversores ca-cc monofásicos isolados com elevado fator de potência e alto rendimento, baseado em estruturas de estágio único e, visando baixo custo. As estruturas apresentadas fazem uso da técnica de interleaving para a corrente de entrada e apresentam comutação suave do tipo ZVS (do inglês Zero Voltage Switching) dentro de determinadas faixas de operação. São destinadas para aplicação em fontes chaveadas de baixa potência (abaixo de 600 W) e, contribuem como novas soluções para a faixa de potência em que os filtros passivos não são viáveis e as técnicas de dois estágios possuem custo elevado. É apresentada uma breve revisão bibliográfica, contendo algumas das estruturas de conversores ca-cc de estágio único com CFP (Correção do Fator de Potência). Em seguida, são apresentadas as estruturas propostas, as quais foram analisadas matematicamente e avaliadas em simulações numérico computacionais. Foram propostas metodologias de projeto para cada estrutura estudada, bem como sugeridas diferentes estratégias de acionamento dos interruptores. Para duas estruturas foram montados protótipos para a verificação dos resultados obtidos teoricamente e através das simulações. Os resultados experimentais ratificaram os resultados teóricos obtidos.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-22T15:40:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 228501.pdf: 10061820 bytes, checksum: 84942b4ab5dcdfcb567c27ff9d1d6463 (MD5) / Este trabalho apresenta um estudo na área de eletrônica de potência aplicada à tecnologia de células a combustível tipo PEM. Mostra-se em detalhe as características elétricas das CaCs, incluindo-se o estudo da modelização, apresentando-se um modelo para simulação numérica, estática e dinâmica, com foco nas grandezas elétricas das CaCs. Apresenta-se uma revisão das arquiteturas utilizadas até o momento para realizar a conversão de energia de CaCs, e identifica-se as características que as arquiteturas de eletrônica de potência devem possuir. Como principais contribuições do trabalho, mostra-se um estudo da propagação de energia reativa por um determinado sistema de processamento de energia baseado em CaCs, provendo o leitor de ferramentas analíticas que permitem dimensionar os filtros dos conversores, bem como auxiliam na escolha da estratégia de controle com vistas ao bloqueio ou filtragem desta energia reativa, a qual é proveniente da pulsação de potencia gerada por inversores monofásicos. Contribui-se também com a análise e implementação de um filtro ativo para sistemas de tensão contínua, mostrando-se sua viabilidade para aplicações em CaCs. Um sistema ininterrupto de energia baseado em múltiplas fontes de energia, neste caso CaCs, é utilizado como exemplo de aplicação e projetado considerando-se as características inatas das CaCs. Destaca-se também as dificuldades encontradas na escolha da arquitetura e das topologias, incluindo estratégias de controle. No último capítulo apresenta-se um novo conversor elevador, quadrático e de três níveis, o qual é interessante para utilização na área de CaCs pois possui ganho elevado e entrada em corrente.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T15:14:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 243188.pdf: 2050467 bytes, checksum: 5efe86fc3caf35740fa402fcb4850ce9 (MD5) / Este trabalho visa a análise e a implementação prática de um conversor CC-CC elevador de tensão, baseado na topologia do inversor Z-Source, e o estudo de seu comportamento, ao ser alimentado por uma Célula a Combustível. Primeiramente, foram abordados os conceitos e os princípios de funcionamento das Células a Combustível, juntamente com suas características elétricas, estáticas e dinâmicas, de forma a auxiliar na compreensão de seu funcionamento. Em seguida, procedeu-se à compreensão da topologia do conversor CC-CC; suas etapas de operação, equacionamentos, características externas e dimensionamento dos elementos passivos e esforços nos componentes. A modelagem dinâmica foi realizada, tendo sido proposta uma estrutura de controle em malha fechada. O projeto e o controle do conversor incluíram o dimensionamento dos elementos e a realização dos cálculos do filtro para a Célula a Combustível. Por fim, são apresentados os resultados de simulação do sistema completo e em seguida os resultados dos ensaios de laboratório obtidos com a implementação prática do protótipo.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2012-10-24T04:02:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 258003.pdf: 3936337 bytes, checksum: c3a117ec3b94d8242145c16d1006ca3f (MD5) / Este trabalho apresenta o estudo e a implementação de um sistema para o controle da cor e da intensidade luminosa utilizando LEDs de potência, buscando aproveitar as principais características destes dispositivos. São propostos conversores buck operando como fontes de corrente controladas para a alimentação de três conjuntos de LEDs, nas cores vermelho, verde e azul. Um conversor CC-CC do tipo meia-ponte com comando assimétrico também é proposto com estágio intermediário entre um retificador e os drivers. É realizada tanto a análise estática quanto a dinâmica das diversas estruturas de potência, possibilitando o desenvolvimento de uma metodologia de projeto para as mesmas. A comutação do conversor CC-CC é estudada a fim de garantir a operação do conversor com comutação suave para qualquer ajuste de cor ou de intensidade luminosa. Também são apresentados os diversos circuitos auxiliares que compõem o sistema, incluindo uma interface que possibilite o controle do usuário.

Submitted by Igor Miranda (engigordantas@gmail.com) on 2018-01-12T19:20:36Z No. of bitstreams: 1 Tese - Igor Miranda - Versão Final com Capa.pdf: 4371607 bytes, checksum: 8044fe0ec518f4129d73e83eb19e44ba (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Reis (vanessa.jamile@ufba.br) on 2018-01-15T15:26:30Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese - Igor Miranda - Versão Final com Capa.pdf: 4371607 bytes, checksum: 8044fe0ec518f4129d73e83eb19e44ba (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-15T15:26:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese - Igor Miranda - Versão Final com Capa.pdf: 4371607 bytes, checksum: 8044fe0ec518f4129d73e83eb19e44ba (MD5) / Os sistemas de detecção de disparos de arma de fogo baseados em monitoramento acústico têm se mostrado ferramentas eficazes no combate à violência urbana. Entretanto, as soluções disponíveis no mercado têm apresentado custos elevados, tornando a tecnologia pouco acessível. Reduzir o custo de implementação dos numerosos sensores acústicos presentes nesse tipo de sistema pode representar uma redução do custo global. As principais funcionalidades de um sensor acústico são a detecção de explosões e a estimação a direção de chegada da frente de onda, que são implementadas por meio de diversas operações de Processamento Digital de Sinais (PDS). Uma estratégia que tem sido utilizada em sistemas similares, como na área de ultrassom, para redução da complexidade dos algoritmos é o processamento de sequências binárias provenientes de conversores Analógico/Digital (A/D) sigma-delta sem realizar a demodulação. Essa abordagem, apesar de vantajosa, ainda não foi devidamente explorada na literatura científica para aplicações de acústica e detecção de tiros. Este trabalho teve como objetivo explorar e desenvolver técnicas de PDS para otimizar a utilização de conversores A/D sigma-delta em sistemas de detecção de disparos de arma de fogo, visando reduzir o custo desses sistemas em comparação aos convencionais através da diminuição da complexidade das operações. Métodos de propósito gerais para o processamento de sequências sigma-delta foram introduzidos, dentre eles estão um algoritmo para detecção de sinais impulsivos e dois algoritmos para o cálculo eficiente da transformada discreta de Fourier. Com base nesses algoritmos, foram desenvolvidas técnicas para explorar a diversidade espacial de dois microfones na detecção de explosões e na estimação da direção de chegada. Todos os algoritmos e métodos desenvolvidos foram validados através de simulações ou experimentos com dados de disparos de arma de fogo reais, apresentando resultados satisfatórios.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-24T08:46:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 265533.pdf: 19206594 bytes, checksum: 8b8c2e889fd616967715aa909d4cb76e (MD5) / A presente pesquisa tem como principais objetivos o estudo e a análise da estrutura eólica de pequeno porte para geração de energia elétrica a fim de se obter um modelo de simulação que possibilite o projeto e dimensionamento de conversores capazes de rastrear a máxima potência e otimizar o sistema. Primeiramente, faz-se uma introdução dos principais conceitos da energia eólica e, em seguida, com o foco nos sistemas eólicos de pequeno porte, realizam-se o equacionamento e a construção do modelo para turbinas de três pás com gerador síncrono a ímã permanente de fluxo axial para carregamento de um banco de baterias. Uma vez concebido o modelo, simula-se o mesmo e com base nos resultados aplica-se um método de rastreamento de máxima potência, que então fará parte do estágio de controle dos conversores de potência aplicados ao sistema. Três conversores básicos são abordados, Boost, SEPIC e Buck, sendo que, para o último, um projeto e implementação prática é realizado para comprovação e conclusões acerca dos modelos e teorias propostas.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-26T08:07:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 290278.pdf: 5913706 bytes, checksum: fe1730ec0f3ab7cf9bc39f3dd2699a40 (MD5) / Redes ativas de distribuição aparecem como uma solução para os desafios de distribuição de energia. Neste contexto, sistemas em corrente contínua apresentam potencial para reduzir as perdas e os custos de equipamentos eletrônicos. A eletrônica de potência é o principal facilitador para esta iniciativa e pesquisas estão em andamento, a fim de encontrar soluções e avaliar os requisitos e benefícios para os conversores de potência aplicados à sistemas de corrente contínua. Há evidências de que redes em CC bipolares são vantajosas, devido à maior confiabilidade e aumento da capacidade de transmissão de potência. Nestas redes, as correntes são tipicamente desbalanceadas e, portanto, as perdas dos alimentadores e retificador aumentam. Outro desafio em redes ativas de distribuição em CC é a estabilidade global do sistema, devido à presença de fontes de geração de energia distribuídas e cargas eletrônicas. Este trabalho propõe um conversor de potência e seus princípios de controle, que é capaz de balancear as correntes em uma rede CC bipolar e melhorar sua estabilidade. Seus princípios de funcionamento, a modelagem orientada ao controle e implementação em laboratório são apresentados e verificados experimentalmente.