Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T03:21:24Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T22:58:21Z : No. of bitstreams: 1 150532.pdf: 4456797 bytes, checksum: ef087a96b2f1c734b21e325f2a7291c6 (MD5)

Tese (Doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T06:59:57Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T23:28:02Z : No. of bitstreams: 1 137845.pdf: 90886538 bytes, checksum: 3c7b604423d8b0330441c9b472da1baa (MD5)

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2012-10-26T03:33:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 298390.pdf: 10373042 bytes, checksum: 8f4333c73671d8af9ef6af3a043c1398 (MD5) / O presente trabalho aborda o desenvolvimento e a implementação de novas estruturas de conversores multiníveis para inversores de tensão trifásico multiníveis. Estes inversores são híbridos, empregando duas topologias diferentes conectadas em cascata para sintetizar uma tensão de saída com maior quantidade de níveis de tensão e baixa distorção harmônica. A associação proposta é baseada na conexão série de um inversor de tensão trifásico com pares de células monofásicas de conversores meia-ponte. Os conversores meia-ponte são conectados aos pares no intuito de se obter uma tensão sem nível contínuo na saída. Obtêm-se assim conversores modulares e com capacidade de expansão. As etapas de operação, as equações que definem as correntes médias e eficazes nos semicondutores e uma análise teórica da tensão de saída são apresentadas em detalhe. Também é proposta uma estratégia de modulação com a comutação em baixa frequência do inversor trifásico. Esta estratégia permite a alteração da lógica de comutação dos interruptores de forma a manter o fluxo unidirecional de energia nos retificadores de entrada, possibilitando a redução de custos associados a estes. É realizado um estudo detalhado das perdas de condução e comutação nos interruptores, o dimensionamento dos capacitores de barramento e uma comparação do conversor proposto com conversores existentes na literatura. Apresenta-se ainda uma proposta de retificador multipulsos de entrada para realizar a conversão ca-cc, necessária à alimentação com fontes isoladas e garantir correntes drenadas de alta qualidade.O presente trabalho aborda o desenvolvimento e a implementação de novas estruturas de conversores multiníveis para inversores de tensão trifásico multiníveis. Estes inversores são híbridos, empregando duas topologias diferentes conectadas em cascata para sintetizar uma tensão de saída com maior quantidade de níveis de tensão e baixa distorção harmônica. A associação proposta é baseada na conexão série de um inversor de tensão trifásico com pares de células monofásicas de conversores meia-ponte. Os conversores meia-ponte são conectados aos pares no intuito de se obter uma tensão sem nível contínuo na saída. Obtêm-se assim conversores modulares e com capacidade de expansão. As etapas de operação, as equações que definem as correntes médias e eficazes nos semicondutores e uma análise teórica da tensão de saída são apresentadas em detalhe. Também é proposta uma estratégia de modulação com a comutação em baixa frequência do inversor trifásico. Esta estratégia permite a alteração da lógica de comutação dos interruptores de forma a manter o fluxo unidirecional de energia nos retificadores de entrada, possibilitando a redução de custos associados a estes. É realizado um estudo detalhado das perdas de condução e comutação nos interruptores, o dimensionamento dos capacitores de barramento e uma comparação do conversor proposto com conversores existentes na literatura. Apresenta-se ainda uma proposta de retificador multipulsos de entrada para realizar a conversão ca-cc, necessária à alimentação com fontes isoladas e garantir correntes drenadas de alta qualidade. / This work presents the proposal, analysis, development and implementation of novel three-phase voltage source multilevel inverter structures. The structures form hybrid inverters employing two different cascaded connected topologies used to synthesize a multilevel output voltage with low harmonic distortion. Specifically, the proposed converter is based on a series connection of a three-phase voltage source inverter with pairs of single-phase halfbridge converters. Thus, a modular converter structure is achieved and the topologies become easily expandable to a high number of levels. The half-bridge converters are connected in pairs to eliminate the dc level at the output voltage. The operation stages, the equations that describes the average and the RMS current values at the semiconductors and a theoretical analysis of the output voltage are presented in detail. An appropriated modulation strategy is also proposed in this work. The proposed modulation switches the three-phase voltage source inverter at the fundamental frequency, while the half-bridge converters are driven at high switching frequency. The modulation scheme features changes in the switching signals to achieve a unidirectional power flow in the input rectifiers. Detailed studies are done regarding conduction and switching losses, design of the retictifier#s dc-link capacitors and a comparison between the proposed converter and converters presented in the literature. A multipulse rectifier is also presented to feed the proposed inverter with low harmonics in the input current.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T07:45:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 246923.pdf: 3049856 bytes, checksum: 36c10464f0f96078501e736c7525b66e (MD5) / Esta dissertação apresenta estudos e projeto de motores de alta velocidade para aplicação em compressores herméticos. Aspectos gerais sobre sistemas de refrigeração são apresentados. Uma revisão dos principais conceitos relativos ao magnetismo é feita e os mecanismos de perdas em materiais magnéticos abordados. Os resultados da caracterização de alguns materiais, indicados para aplicação em questão, são apresentados. Diferentes tipos de máquinas são considerados durante a escolha da estrutura mais adequada à aplicação. O motor de corrente contínua sem escovas é escolhido por ser relativamente simples de se controlar e fabricar. Aspectos construtivos, como a fragilidade dos ímãs quando submetidos a altas rotações, sugeriu a adoção de uma estrutura com rotor externo. Para o projeto da máquina, um modelo analítico que permite um rápido dimensionamento do motor foi realizado e sua validação comprovada através de simulações numéricas com o método de elementos finitos. Como resultado, apresenta-se um projeto atendendo aos requisitos de desempenho. This work approaches the study and design of high-speed motors for application in hermetic compressors. General issues about cooling systems are presented. A review of the main concepts related to the magnetism theory is presented and the losses functioning highlighted. Some results of material's characterization, indicated for the proposed application, are presented. Different types of machines are considered during the choice of the most appropriated structure to the application. The brushless DC motor is selected because of its relative control and manufacture simplicity. Constructive issues, like the magnets brittleness when they are submitted to high-speed conditions, indicate that an outer-rotor structure should be used. Concerning the machine design, an analytical formulation which allows a fast motor sizing is introduced and its validation is achieved throughout finite element analysis. A motor design, which reaches the performance requirements, is presented as a result.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-24T05:28:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 256744.pdf: 2755654 bytes, checksum: 54f64d85429558aa50145e2b66be9947 (MD5) / Este trabalho propõe uma metodologia experimental para a avaliação das perdas no ferro de motores alimentados com tensão do tipo PWM. Dentre a enorme variedade existente hoje em dia de tipos de máquinas elétricas e conversores estáticos de freqüência, este trabalho enfoca os motores de indução de gaiola trifásicos alimentados por conversores de freqüência PWM com tensão imposta. Resultados de ensaios em vazio realizados com motores de indução trifásicos de diferentes potências e construídos com diferentes qualidades de laminações são apresentados e discutidos. Os motores foram alimentados primeiramente com tensão senoidal e posteriormente com tensão PWM, variando-se a freqüência de operação em ambas as condições. O tratamento de dados para cada situação analisada seguiu basicamente o método IEEE-112 de separação de perdas em vazio, com algumas adaptações necessárias para que o método tradicional se adequasse às propostas deste estudo. Como resultado, as perdas no motor de indução, quando alimentado por dois tipos de fontes de tensão, senoidal e PWM, foram comparadas levando em conta também a variação de freqüência. This work proposes an experimental methodology for the evaluation of the iron losses in motors supplied with PWM voltage. Among the huge variety of modern electrical machines and PWM frequency converter types, this work focuses on three-phase cage induction motors fed by voltage source static frequency converters. Results of no-load tests accomplished with two groups of three motors are presented. Each group was formed by identical motors, except for the quality of their lamination steel. The motors have been separately fed by sinusoidal and PWM voltage supply, at varying operation frequencies. Adapting IEEE-112 method for each situation analysed, loss segregation have been carried out and the obtained results were compared. Thereby, the induction motor no-load losses could be verified taking into account both the nature of the voltage source, sinusoidal or PWM, and the operation frequency variation.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Departamento de Antropologia, Programa de Pós-graduação em Antropologia Social, 2007. / Submitted by Luis Felipe Souza (luis_felas@globo.com) on 2008-12-16T16:55:32Z No. of bitstreams: 1 Tese_2007_GerlaineMartini.pdf: 3930539 bytes, checksum: e4b06f7f02c62e8b059d1b3e96a75220 (MD5) / Approved for entry into archive by Georgia Fernandes(georgia@bce.unb.br) on 2009-02-19T15:39:10Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese_2007_GerlaineMartini.pdf: 3930539 bytes, checksum: e4b06f7f02c62e8b059d1b3e96a75220 (MD5) / Made available in DSpace on 2009-02-19T15:39:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese_2007_GerlaineMartini.pdf: 3930539 bytes, checksum: e4b06f7f02c62e8b059d1b3e96a75220 (MD5) / Este trabalho tem por objeto de estudo o comércio tradicional de acarajé que se originou das práticas votivas dos cultos afro-brasileiros, tornando-se uma atividade secular na história da cidade de Salvador, caracterizada como um ofício feminino. A análise do ofício implicou em uma história das transformações sofridas por suas formas tradicionais de venda a partir do século XX, sempre confrontadas pelos poderes públicos e, recentemente, pelas novas correntes evangélicas das igrejas neopentecostais. Esses confrontos conduziram finalmente ao registro desse ofício como bem imaterial do patrimônio nacional brasileiro, processo aqui discutido a partir das reações desta atividade tradicional com relação às novas tentativas institucionais de uniformização. __________________________________________________________________________________________ RESUMEÉ / Ce travail a pour objet le commerce traditionel d’acarajé, dont l’origine se rencontre dans les pratiques votives des cultes afro-brésiliens, et qui est devenu une activité seculaire dans l’histoire de la cité de Salvador, caracterisée comme un métier traditionel féminin. L’analyse de ce métier a impliqué une histoire des transformations que ses formes traditionelles de vente ont souffert depuis le XXème siècle, toujours confrontées aux pouvoirs publiques et il y a peu de temps aux nouveaux courants évangéliques des églises neopentecôtistes. Ces confrontations ont mené à l’inscription du métier au patrimoineimmatériel national brésilien, ce qu’on discute ici selon les reactions de cette activité traditionelle par rapport aux nouvelles tentatives institutionelles d’uniformisation.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnonológico, Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2009 / Made available in DSpace on 2012-10-24T08:08:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 275242.pdf: 5522254 bytes, checksum: fd81e45812f5b53e477ed10de9495647 (MD5) / Esta dissertação aborda um estudo de transformadores de corrente (TCs) utilizados em instrumentação. Propõe-se um algoritmo de simulação com base no circuito elétrico equivalente do TC para auxiliar no projeto destes dispositivos. O modelo depende de ensaios de caracterização do núcleo, os quais fornecem dados para os cálculos dos seguintes parâmetros de entrada: a permeabilidade e as perdas magnéticas. A permeabilidade é considerada de três maneiras distintas para avaliar qual a melhor forma de representação deste parâmetro no modelo. As perdas magnéticas são inseridas através de resistências elétricas equivalentes, calculadas analiticamente por constantes obtidas nos ensaios de caracterização. Este trabalho também aborda a utilização de materiais nanocristalinos em TCs, os quais apresentam menores perdas e permeabilidade magnética mais alta quando comparados às ligas de ferro-silício de grão orientado. Para a validação do modelo, duas amostras de TCs são fabricadas com materiais magnéticos distintos (liga de ferro-silício de grão orientado e material nanocristalino), ensaiadas sob condições de carga e caracterizadas magneticamente. Os resultados dos ensaios são comparados com os obtidos através da simulação e os desempenhos dos TCs são avaliados qualitativamente para cada um dos materiais utilizados. Os materiais nanocristalinos confirmam-se como uma alternativa interessante para aplicações específicas em que alta eficiência é requerida. / This dissertation addresses a study of current transformers (CT) utilized in instrumentation. A mathematical algorithm is proposed based on the equivalent electric circuit of the CT and it provides a useful tool to analyze the design of these devices. The model depends on the magnetic characterization of the core which supplies data to set the following input parameters: permeability and magnetic losses. The permeability is considered using three different methods and an evaluation is made to discover which one is the best to represent it. The magnetic losses are inserted in the simulation through equivalent electric resistances, which are analytically calculated by constants obtained experimentally from the characterization tests. This work also addresses the utilization of nanocrystalline materials, which present lower losses and higher magnetic permeability when compared to grain-oriented silicon-iron alloys. To validate the proposed algorithm, two CTs prototypes with different magnetic materials were prepared (grain-oriented silicon-iron alloy and nanocrystalline material), tested under normal operation and magnetically characterized. The experimental data is compared with the simulation results and the performances of each CT are evaluated qualitatively. Nanocrystalline materials confirm themselves as an interesting alternative for applications where high efficiency is required.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2013-07-16T02:32:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 222438.pdf: 3652477 bytes, checksum: c8b758ba1a8ce1422884a92fd58a196a (MD5) / O trabalho apresenta o estudo dos conversores básicos não isolados de três níveis obtidos a partir de uma célula de comutação composta de dois diodos, dois interruptores e um indutor. A célula de comutação proposta permite a obtenção das topologias Buck, Boost e Buck-Boost todas de três níveis. A disposição dos componentes na topologia somada a uma modulação adequada faz com que em nenhum instante haja a maior tensão envolvida na conversão sobre qualquer um dos interruptores (Buck e Boost) ou a soma das tensões de entrada e saída (Buck-Boost). Para as três topologias foi desenvolvido o estudo teórico envolvendo etapas de operação, ganho estático ideal, ondulação da corrente no indutor, dimensionamento dos componentes do conversor e simulação com componentes ideais para os modos de condução contínua, crítica e descontínua bem como a obtenção da característica externa. Foram realizados os projetos e simulações com componentes reais das três topologias e ensaiados os respectivos protótipos em bancada, considerando o modo de condução contínua, com o objetivo de comprovar a teoria.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2012-10-22T08:43:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 236835.pdf: 3768516 bytes, checksum: 721dcc906ced1b6584290afc0331afc5 (MD5) / O trabalho descreve o estudo, projeto e implementação de um conversor CA-CC de estágio único com correção do fator de potência, baseado na estrutura charge-pump voltage source, destinado para aplicações com potências entre 100 e 600 W, podendo ser utilizado como fonte de alimentação em diversos equipamentos eletrônicos. Esta estrutura visa obter fator de potência unitário e rendimento elevado, mostrando-se como uma solução alternativa às estruturas de dois estágios, bastante conhecidas, porém com custo elevado para esta faixa de potência, e aos filtros passivos, volumosos e pesados. Para facilitar a análise, a estrutura foi dividida nos dois estágios que a compõe. Cada estágio foi estudado separadamente, sempre tomando os devidos cuidados com as implicações de se interligar os dois. Para cada estágio são apresentados: princípio de funcionamento e equacionamento. Apresenta-se a metodologia de projeto para o cálculo dos componentes conforme especificações. Simulações numéricas e implementação prática do protótipo em laboratório também são apresentadas e discutidas, a fim de validar os estudos realizados.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2014-08-06T17:45:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 327176.pdf: 9519826 bytes, checksum: 2a516b63bb3e1d9578af098b5638ee34 (MD5) Previous issue date: 2013 / Neste trabalho estão apresentados os estudos efetuados do conversor trifásico bidirecional de três níveis (NPCm), aplicado a operação como Carga Eletrônica Ativa de corrente alternada. Os esforços de corrente e de tensão são analisados, modelados e comparados com o conversor NPC, bem como as perdas dos seus dispositivos semicondutores, para variações da defasagem da corrente e do índice de modulação. Semicondutores estado da arte foram ensaiados em laboratório e utilizados nos dois conversores, tais como os modernos diodos e transistores de Carboneto de Silício (SiC), visando a análise comparativa das perdas e a obtenção de conversores de alta eficiência. São obtidos modelos para o sistema quando composto por filtros de primeira ou de terceira ordem, apresentando os problemas inerentes de cada topologia. No caso do filtro de primeira ordem, composto por um indutor, são apresentados vários resultados de simulação com o controle da corrente drenada, para diferentes frequências harmônicas, mostrando a possibilidade de ocorrência de saturação do controlador e como contorná-la. Para o caso de utilização de um filtro de terceira ordem (LCL), é proposto um sistema de controle formado por um controlador clássico, a Realimentação dos Estados (RE) e um Observador de Estados (OE). O observador é usado para obter o valor da variável a ser controlada, sem o uso de sensores, e a RE é usada para se obter uma amortização ativa das oscilações na frequência de ressonância do filtro. Neste caso, primeiro são apresentados resultados de simulação com o sistema de controle analógico, depois são analisados os problemas causados pela discretização e implementação com controladores digitais, mostrando qual a ação foi tomada para contornar tais problemas. Por fim, vários resultados experimentais com o controlador digital são apresentados, mostrando que o protótipo construído foi capaz de emular correntes com conteúdo harmônico amplo e genérico, com boa rejeição às perturbações causadas pelas alterações da tensão ou da indutância do equipamento sob teste (EST).<br> / Abstract : This work presents a study of a modified Neutral Point Clamped (here called NPCm), a bi-directional three-phase three-levels inverter, operating as an AC Active Electronic Load. First, the current and voltage stresses are analyzed, modelled and compared with the standard Neutral Point Clamped (NPC) inverter. State-of-the-art semiconductors were selected and tested in different controlled temperature of operation, in order to obtain their energy losses characteristics, like the modern silicon carbide (SiC) diodes and transistors. Later, this devices were used as main power semiconductors for both inverter topologies and their losses were compared as function of load current and modulation index variations, in order to achieve best performance on efficiency and same time establishing know how on its usage and power losses qualification. Models are obtained for the system when with first or third order filters were used, showing inherent characteristics of each topology. In the case of the first order filter with an inductor, several simulation results are presented with current control for various harmonic frequencies, showing the possible occurrence of controller saturation and how to avoid it. In the case of utilization of a third order filter (LCL type), this work proposes a digitally implemented control strategy comprising state feedback, robust observer, phase-locked loop and a linear current controller to cope with AC AEL applications. The observer is used to obtain the value of variable to be controlled, without the utilization of sensors and the state feedback is used to obtain an active damping of oscillations at the resonance frequency. First the simulations results are presented with an analog control, later is the problems caused by the digital controllers discretization and implementation are analysed, showing how the build prototype was able to control currents with broad and generic harmonic content showing good rejection of the perturbations caused by changes on voltage or inductance of the equipment under test (EUT).