Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2006. / Submitted by Diogo Trindade Fóis (diogo_fois@hotmail.com) on 2009-11-26T17:34:58Z No. of bitstreams: 1 2006_Élcio Parreira de Freitas.pdf: 5041259 bytes, checksum: 5d7d4301d9aa11ff0fd9a7ee3ec2a0db (MD5) / Approved for entry into archive by Carolina Campos(carolinacamposmaia@gmail.com) on 2010-01-12T18:05:05Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2006_Élcio Parreira de Freitas.pdf: 5041259 bytes, checksum: 5d7d4301d9aa11ff0fd9a7ee3ec2a0db (MD5) / Made available in DSpace on 2010-01-12T18:05:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2006_Élcio Parreira de Freitas.pdf: 5041259 bytes, checksum: 5d7d4301d9aa11ff0fd9a7ee3ec2a0db (MD5) Previous issue date: 2006-05-05 / Sistemas de energia têm sido bastante afetados pelo aumento da utilização das cargas nãolineares nos sistemas de distribuição. Essas cargas são alimentadas por estruturas retificadoras que injetam conteúdos harmônicos em toda a rede. Quando se trata de cargas de potências mais elevadas, os retificadores de 12-pulsos e seus múltiplos são as melhores alternativas para a redução das distorções harmônicas da corrente de entrada, por garantirem um bom desempenho do conjunto retificador. Vários estudos apresentam diversas estruturas que garantem um bom desempenho. Entretanto, isso só é possível através do uso de transformadores desfasadores e transformadores de interfase (IPT’s). Essas estruturas apresentam grande robustez, mas, em contrapartida, apresentam um custo bastante elevado, limitando seu uso para aplicações em potências mais elevadas. A tese de doutorado [Gomes, 2006] propõe uma inovadora topologia, onde a estrutura do retificador é composta por um retificador trifásico de 6-pulsos não-controlado convencional, associado a 03 retificadores monofásicos controlados. Os retificadores controlados são capazes de impor uma forma de onda de corrente de entrada, fazendo a composição dos 12-pulsos ou mais, garantindo a redução da DHTI na corrente de entrada e um elevado fator de potência, assim como nos retificadores de 12-pulsos convencionais, porém, sem a necessidade da utilização dos transformadores de interfase (IPT’s) e transformadores defasadores, proporcionando uma redução de 20% a 30% no custo final do retificador. A estrutura retificadora proposta apresenta um custo bastante reduzido, pois os retificadores de 6-pulsos não-controlados convencionais processam entre 50% e 80% da potencia total de saída, dependo da DHTI desejada da corrente de entrada, tornando a sua estrutura robusta e bastante reduzida. Esse trabalho vem colaborar com essa idéia inovadora, analisando o comportamento do retificador no contexto da qualidade da energia. Seus efeitos na rede quanto ao atendimento às normas e recomendações de distorção harmônica, bem como o seu comportamento diante distorções preexistentes na própria fonte de alimentação. Essa dissertação de mestrado propõe estudar o retificador híbrido, o impacto que causa à rede, quais os benefícios em relação aos Retificadores Multipulsos convencionais, bem como qual a melhor forma de modelar a corrente para obter a potência desejada, com o menor nível de distorção harmônica da corrente de entrada. Para isso, a presente dissertação apresenta procedimentos que visam à implementação computacional desses modelos, utilizando o programa de simulação SPICE para avaliar o desempenho do retificador proposto no contexto da qualidade da energia. Depois de concluída a fase de simulações, um protótipo de 6 kW foi montado no laboratório, visando validar os resultados das simulações. _________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Systems of energy have been sufficiently affected for the increase of the use of nonlinear loads in the distribution systems. These loads are fed by rectifying structures that inject harmonic contents in all the net. When one is about loads of raised powers more, the rectifiers of 12-pulses and its multiples are the best alternatives for the reduction of the harmonic distortions of the entrance chain, for guaranteeing a good performance of the rectifying set. Some studies present diverse structures that guarantee a good performance, however, this is only possible through the use of balancing transformer and interphase transformer of (IPT's). These structures present great robustness, but, on the other hand present a sufficiently high cost, limiting its use for applications in raised powers more. A thesis of doctored [Gomes, 2006] considers an innovative topology, where the structure of the rectifier is composed for conventional an three-phase rectifier of 6-pulses notcontrolled, associate the 03 controlled single-phase rectifiers. The controlled rectifiers are capable to more impose a form of entrance chain wave, making the composition of the 12- pulses or, guaranteeing the reduction of the DHTI in the chain of entrance and one raised power factor, as well as in the rectifiers of conventional 12-pulses, however, without the necessity of the use of transforming of interphase (IPT' s) and the transforming defasadores, providing a 20% reduction 30% in the final cost of the rectifier. The rectifying structure proposal presents a sufficiently reduced cost, therefore the rectifiers of 6-pulses not controlled conventional process between 50% and 80% of harness exit total, depend on the desired DHTI of the entrance chain, becoming its robust structure and sufficiently reduced. This work of comes to collaborate with this innovative idea, analyzing the behavior of the rectifier in the context of the quality of the energy. Its effect in the net how much to the attendance to the norms and recommendations of harmonic distortion, as well as its behavior ahead preexisting distortions in the proper source of feeding. This work considers to study the hybrid rectifier, the impact that cause to the net, which the benefits in relation to conventional the Multipulsos Rectifiers, as well as which the best shape form of the chain to get the desired power, with the lesser level of harmonic distortion of the entrance chain. For this, the present work presents procedures that they aim at to the computational implementation of these models, using the program of simulation SPICE to evaluate the performance of the rectifier considered in the context of the quality of the energy. After concluded the simulation phase, an archetype of 6 kW was mounted in the laboratory, aiming at to validate the results of the simulations.

Submitted by Samira Prince (prince@ufpa.br) on 2012-10-10T13:54:16Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_EstimacaoContribuicaoMultiplas.pdf: 2448614 bytes, checksum: 1a6b2ae9358b9b2d5f16dbc9abdca046 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva(arosa@ufpa.br) on 2012-10-10T15:52:28Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_EstimacaoContribuicaoMultiplas.pdf: 2448614 bytes, checksum: 1a6b2ae9358b9b2d5f16dbc9abdca046 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-10-10T15:52:28Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_EstimacaoContribuicaoMultiplas.pdf: 2448614 bytes, checksum: 1a6b2ae9358b9b2d5f16dbc9abdca046 (MD5) Previous issue date: 2012 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Este trabalho apresenta uma nova metodologia para estimar a contribuição harmônica de múltiplas cargas geradoras de harmônicos na distorção de tensão de um sistema elétrico. Essa metodologia cria modelos estatísticos que descrevem o comportamento da tensão harmônica de um sistema elétrico qualquer em função da corrente harmônica das cargas presentes nele, de tal forma, que seja possível avaliar o impacto das cargas geradoras de harmônicos nos níveis de distorção harmônica de tensão do sistema elétrico em análise. A criação desses modelos é realizada com base no método estatístico chamado de regressão polinomial local de kernel, que é um método de regressão não paramétrica, cuja característica principal é criar modelos não condicionados a uma família específica de curvas de regressão, ou seja, os dados são os únicos responsáveis pelo formato do modelo. Uma vez criado o modelo, estima-se a tensão harmônica que as cargas provocaram no período em análise e, por fim, avalia-se seu valor em relação à medida. / This paper presents a new methodology for estimating the contribution of multiple harmonic-producing loads in the voltage harmonic distortion in an electrical system. This method creates statistical models that describe the behavior of the harmonic voltage of an electrical system in function of the harmonic current of the loads present in the system so that it is possible to evaluate the impact of harmonic-producing loads in the levels of harmonic voltage in the electrical system under consideration. The creation of these models is performed based on the statistical method called local polynomial kernel regression, which is a nonparametric regression method, whose main feature is to create models not conditional on a specific family of regression curves, that is, data are solely responsible for the shape of the model. Once the model is created, it is estimated the harmonic voltage caused by the loads in the period under consideration, and, finally, this voltage is evaluated in relation to the harmonic voltage measured.

Com o déficit de energia que atualmente preocupa o setor elétrico brasileiro, ameaçando os consumidores com a possibilidade de novos racionamentos, surge a perspectiva de aumento de produção de energia, através da criação de usinas eólicas para suprir essa demanda. Entretanto, esta forma de geração, sabidamente, provoca distorções na qualidade de energia fornecida, principalmente quanto à geração de harmônicas, que acabam por interferir diretamente nas cargas podendo provocar danos a equipamentos e instalações. Por esse motivo, este trabalho visa analisar a contribuição desse tipo de geração no sistema elétrico e discutir, com base em estudos experimentais realizados em modelos de aerogeradores e diretamente em unidades geradoras instaladas em plantas de geração eólica, as perturbações harmônicas geradas pelo controle de tensão e frequência do sistema. A metodologia utilizada será a de medição das distorções harmônicas, através de analisadores de qualidade de energia, instalados primeiramente em modelos laboratoriais dos principais tipos de aerogeradores existentes no mercado, medindo as perturbações em diversas situações de carga, obedecendo ao estabelecido na norma NBR-IEC- 61400-21/2010 Medição e Avaliação da Qualidade de Energia de Aerogeradores Conectados a Rede. / With the energy deficit that currently worries the Brazilian electric sector, threatening consumers with the possibility of further rationing comes the prospect of increased energy production through the creation of wind farms to meet this demand. However, this form of generation is known to distort the quality of power supplied, especially as the generation of harmonics, which ultimately interfere directly in the loads can cause damage to equipment and facilities. Therefore, this study aims to analyze the contribution of this type of generation on the electrical system and discuss, based on experimental studies in directly generating units installed in wind generation plants, disturbances generated by harmonic voltage and frequency control system. The methodology will be the measurement of harmonic distortion through power quality analyzers, installed primarily in laboratory models of the main types of wind turbines on the market, measuring disturbances in various loading conditions, obeying the established standard NBR-IEC-61400-21/2010 - Measurement and Evaluation of Power Quality of Wind Turbines Connected Network.

Com o déficit de energia que atualmente preocupa o setor elétrico brasileiro, ameaçando os consumidores com a possibilidade de novos racionamentos, surge a perspectiva de aumento de produção de energia, através da criação de usinas eólicas para suprir essa demanda. Entretanto, esta forma de geração, sabidamente, provoca distorções na qualidade de energia fornecida, principalmente quanto à geração de harmônicas, que acabam por interferir diretamente nas cargas podendo provocar danos a equipamentos e instalações. Por esse motivo, este trabalho visa analisar a contribuição desse tipo de geração no sistema elétrico e discutir, com base em estudos experimentais realizados em modelos de aerogeradores e diretamente em unidades geradoras instaladas em plantas de geração eólica, as perturbações harmônicas geradas pelo controle de tensão e frequência do sistema. A metodologia utilizada será a de medição das distorções harmônicas, através de analisadores de qualidade de energia, instalados primeiramente em modelos laboratoriais dos principais tipos de aerogeradores existentes no mercado, medindo as perturbações em diversas situações de carga, obedecendo ao estabelecido na norma NBR-IEC- 61400-21/2010 Medição e Avaliação da Qualidade de Energia de Aerogeradores Conectados a Rede. / With the energy deficit that currently worries the Brazilian electric sector, threatening consumers with the possibility of further rationing comes the prospect of increased energy production through the creation of wind farms to meet this demand. However, this form of generation is known to distort the quality of power supplied, especially as the generation of harmonics, which ultimately interfere directly in the loads can cause damage to equipment and facilities. Therefore, this study aims to analyze the contribution of this type of generation on the electrical system and discuss, based on experimental studies in directly generating units installed in wind generation plants, disturbances generated by harmonic voltage and frequency control system. The methodology will be the measurement of harmonic distortion through power quality analyzers, installed primarily in laboratory models of the main types of wind turbines on the market, measuring disturbances in various loading conditions, obeying the established standard NBR-IEC-61400-21/2010 - Measurement and Evaluation of Power Quality of Wind Turbines Connected Network.

Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2016-01-07T14:42:53Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - André Luiz Carneiro Franco - 2015.pdf: 2564368 bytes, checksum: 93761b2c7af9677536a7897fd4aa57f3 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2016-01-07T14:44:04Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - André Luiz Carneiro Franco - 2015.pdf: 2564368 bytes, checksum: 93761b2c7af9677536a7897fd4aa57f3 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-07T14:44:04Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - André Luiz Carneiro Franco - 2015.pdf: 2564368 bytes, checksum: 93761b2c7af9677536a7897fd4aa57f3 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2015-09-15 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Goiás - FAPEG / This work presents an analysis and optimization metho dology for the AC machines stator windings design, based on magnetomotive force harmonic distortion study. For that, the three-phase double layer integral and fractional-slot windings are chosen. At first, magnetomotive force in conventional windings study is p erformed, comparing harmonic analysis by distortion and Fourier sp ectrum with the traditional calculation metho dology of winding factors. In relation to the metho d, the stator windings arrangement optimization using genetic algorithms is prop osed, in order to suggest alternative optimized layouts. The results are presented and discussed. / Este trabalho apresenta metodologia para análise e otimização de geometrias de enrolamentos de estator de máquinas CA, baseada no estudo da distorção harmônica associada à curva de força magnetomotriz no entreferro. Para tal, opta-se p elo estudo dos enrolamentos trifásicos de dupla camada integrais e fracionários. Primeiramente é realizado o estudo da força magnetomotriz dos enrolamentos convencionais, confrontando a análise harmônica através da distorção e espectro de Fourier com a metodologia tradicional de cálculo dos fatores de enrolamento. Definido o método, propõe-se a otimização do arranjo de enrolamentos de estator utilizando algoritmos genéticos, com o objetivo de sugerir geometrias alternativas otimizadas. Os resultados obtidos são apresentados e discutidos.

Esta pesquisa apresenta um estudo investigativo da análise modal aplicada a Sistemas de Distribuição (SDs) frente às distorções harmônicas, no contexto da Qualidade da Energia Elétrica (QEE). A partir do método de análise da ressonância modal, foi conduzido um estudo investigativo para apontar quais barramentos são mais sensíveis e permitem uma melhor observação frente às distorções harmônicas. Vale adiantar que o método de análise de ressonância modal, o qual é fundamentado na decomposição espectral da matriz de admitância do sistema elétrico, já apresenta interessantes trabalhos voltados para sistemas de transmissão. O desafio desta pesquisa foi então investigar a sua aplicação para SDs com um direcionamento às distorções harmônicas, bem como ao seu monitoramento. Dentre os resultados encontrados no desenvolvimento da pesquisa, destaca-se um melhor entendimento do problema das distorções harmônicas, o qual permitiu evidenciar a sensibilidade e a observabilidade dos SDs testes frente ao problema definido no contexto da QEE. / This research presents an investigative study of the modal analysis applied to Distribution Systems (DSs) in the context of Power Quality (PQ) considering the harmonic distortions. From the modal resonance analysis, an investigative study was conducted to indicate which bus bars are more sensitive and allow better observation in face of harmonic distortions. It is worth mentioning that the method of modal resonance analysis, which is based on the spectral decomposition of the admittance matrix of the electric system, already presents interesting applications focused on transmission systems. The challenge of this research was to investigate its application to DSs focusing on harmonic distortions, as well as their monitoring. Among the observed results of the research development, a better understanding of the harmonic distortions problem was achieved, which made it possible to highlight the sensitivity and observability of the DSs tests against the problem defined in the context of the PQ.

O tratamento de águas residuárias e efluentes industriais por irradiação com feixe de elétrons é uma técnica promissora, porém pouco difundida em território Brasileiro. O projeto e a construção de uma unidade móvel contendo um acelerador industrial de elétrons de 700 keV e 20 kW, pelo Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN), é inovador para demonstrar os efeitos e resultados positivos dessa tecnologia. O propósito é deslocar a unidade móvel às diversas empresas com interesse em tratamento dos resíduos líquidos, conectar-se ao sistema elétrico da mesma e iniciar o processo de tratamento por ionização, por meio da irradiação com feixe de elétrons. A conexão da unidade móvel ao sistema elétrico local pode representar um desafio, pela grande diversidade de tensões e distâncias envolvidas, e também pelas grandes injeções de conteúdo harmônico gerado pelo acelerador de elétron que podem afetar as cargas do sistema industrial, comumente sensíveis. Neste trabalho realizou-se uma análise do sistema de potência da unidade móvel, quanto à capacidade de interrupção, seletividade da proteção e níveis de curto-circuito adequados de forma a assegurar uma maior confiabilidade na operação. Ao final, projetou-se e construiu-se o painel elétrico de controle da unidade móvel de irradiação. Além disso, na obtenção de parâmetros operacionais à unidade móvel, realizaram-se simulações e medições no acelerador industrial de elétrons de 1,5 MeV e 37,5 kW, instalado no Laboratório de Fontes Intensas de Radiação, do Centro de Tecnologia das Radiações, as quais demonstraram a necessidade da inserção de um filtro para redução dos índices de distorção nos harmônicos dessa instalação radiativa fixa no IPEN. / The treatment of wastewater and industrial effluents by electron beam irradiation is a promising technique, however, not very widespread in Brazilian territory. The design and a construction of a mobile unit containing an electron beam accelerator of 700 KeV and 20kW, by the Nuclear and Energy Research Institute (IPEN) is innovative to demonstrate the effects and positive results of this technology. The aim is to move the mobile unit to several companies with interest in liquid waste treatment, and connect to the industry electrical system and start the ionization treatment process through electron beam. The mobile unit\'s connection to the local electrical system can be a challenge in behalf of the great diversity of voltages and distances involved, as well as the large injections of harmonic content generated by the electron beam accelerator that can affect sensitive loads in the industrial system. In this work, an analysis was made of the power system of the mobile unit, regarding interruption capacity, selectivity protection and adequate short circuit levels in order to assure a greater reliability in the operation. At the end, the control panel of the mobile unit, simulations and measurements were carried out at the 1.5 MeV and 37.5 kW electron beam accelerator, installed at the Intensive Radiation Technology Center, which demonstrated the necessity of applying of a filter to reduce the measured harmonic distortion.

Neste trabalho, é apresentada uma análise da operação analógica de transistores de múltiplas portas, avaliando a tensão Early, o ganho de tensão em malha aberta, a razão da transcondutância pela corrente de dreno (gm/IDS), a condutância de dreno e, em especial, a distorção harmônica, exibida por estes dispositivos. Ao longo deste trabalho, foram estudados FinFETs, dispositivos de porta circundante (Gate-All-Around GAA) com estrutura de canal gradual (Graded-Channel GC) e transistores MOS sem junções (Junctionless - JL). Inicialmente, foi efetuada a análise da distorção harmônica apresentada por FinFETs com e sem a presença de tensão mecânica biaxial, com diversas larguras de fin (Wfin) e comprimentos de canal (L), quando estes operavam em saturação, como amplificadores de um único transistor. Nesta análise, as não-linearidades foram avaliadas através da extração das distorções harmônicas de segunda e terceira ordens (HD2 e HD3, respectivamente), mostrando que a presença de tensão mecânica tem pouca influência em HD2, mas altera levemente a HD3. Quando os ganhos de tensão em malha aberta dos dispositivos são levados em conta, transistores sem tensão, também chamados de convencionais, mais estreitos apresentam grande vantagem em termos de HD2 em relação aos tensionados. Ainda nesta análise, percebeu-se que HD2 e HD3 de transistores tensionados pioram com a redução da temperatura, especialmente em inversão mais forte. Na seqüência, foi efetuada uma análise de HD3 em FinFETs com e sem tensão mecânica de vários comprimentos e larguras de canal, operando em região triodo e aplicados a estruturas balanceadas 2-MOS, mostrando que presença de tensão mecânica traz pouca influência em HD3, mas reduz a resistência do canal dos dispositivos (RON), o que não é bom em estruturas resistivas, como as avaliadas. Nesta análise, ainda, pode-se perceber uma melhora em HD3 superior a 30 dB ao se incrementar VGT de zero a 1,0 V, em cuja tensão dispositivos mais estreitos apresentam curvas mais lineares que os mais largos. Então, foi estudada a distorção apresentada por transistores GAA e GC GAA operando em regime triodo, aplicados a estruturas 2-MOS, onde se pôde perceber que GC GAAs com maiores comprimentos da região fracamente dopada apresentam vantagem em HD3 em relação aos demais, para valores de VGT superiores a 2 V. Na avaliação destas estruturas em função da temperatura, percebeu-se que, para VGT superiores a 1,1 V, HD3 depende fortemente da temperatura e piora conforme a temperatura diminui. O estudo envolvendo transistores sem junções foi mais focado em seus parâmetros analógicos, comparando-os aos apresentados por dispositivos de porta tripla ou FinFETs. Em inversões moderada e forte, transistores sem junção apresentaram menores valores para gm/IDS em relação a dispositivos de FinFETs polarizados em um mesmo nível de corrente, entretanto, a dependência de gm/IDS com a temperatura em transistores sem junção também foi menor que a apresentada por FinFETs. JL e FinFETs apresentaram comportamentos distintos para a tensão Early e o ganho de tensão em malha aberta em função da temperatura. Estes parâmetros sempre melhoram com o aumento da temperatura em dispositivos JL, enquanto que exibem seu máximo valor em temperatura ambiente em FinFETs. Nas proximidades da tensão de limiar, transistores sem junção com largura de fin de 30 nm exibiram tensão Early e ganho superiores a 80 V a 57 dB, respectivamente, enquanto que FinFETs mostraram Tensão Early de 35 V e ganho de 50 dB. Em todos os estudos efetuados ao longo do trabalho, procurou-se apontar as causas das não-linearidades apresentadas pelos dispositivos, a partir de modelos analíticos que pudessem relacionar a física de funcionamento dos transistores com os resultados experimentalmente obtidos. / In this work it is presented an analysis of the analog operation of multiple gate transistors, evaluating the Early Voltage, the open-loop voltage gain, the transconductance over the drain current ratio (gm/IDS), the drain conductance and, especially, the harmonic distortion exhibited by these devices. Along the work, FinFETs, Gate-All-Around (GAA) devices with the Graded-Channel (GC) structure and MOS transistors without junctions (Junctionless - JL) were studied. Initially, an analysis of the harmonic distortion presented by conventional and biaxially strained FinFETs with several fin widths (Wfin) and channel lengths (L) was performed, when these devices were operating in saturation as single transistor amplifiers. In this analysis, the non-linearities were evaluated through the extraction of the second and the third order harmonic distortions (HD2 and HD3, respectively), and it was shown that the presence of strain has negligible influence in HD2, but slightly changes HD3. When the open loop voltage gain of the devices is taken into consideration, narrower conventional transistors present a huge advantage with respect to the strained ones in terms of HD2. Also, it was perceived that both HD2 and HD3 of strained FinFETs worsen with the temperature decrease, especially in stronger inversion. In the sequence, an analysis of the HD3 presented by conventional and strained FinFETs of several fin widths and channel lengths operating in the triode regime was performed. These devices were applied to 2-MOS balanced structures, showing that the presence of the strain does not influence significantly the HD3, but reduces the resistance in the channel of the transistors (RON), which is not good for resistive structures as the ones evaluated. In this analysis, it can also be observed an HD3 improvement of 30 dB when VGT is increased from zero up to 1,0 V, where narrower devices present transfer characteristics more linear than the wider ones. Then, it was studied the distortion presented by GAA and GC GAA devices operating in the triode regime, applied to 2-MOS structures. In this case, it could be perceived that GC GAAs with longer lightly doped regions present better HD3 in comparison to the other devices for VGT higher than 2.0 V. In the evaluation of these structures as a function of the temperature, it could be seen that for VGT higher than 1.1 V, HD3 strongly depends on the temperature and worsens as the temperature decreases. The study involving JL transistors was focused on their analog parameters, comparing them to the ones presented by triple gate devices or FinFETs. In moderate and strong inversions, Junctionless showed lower values for gm/IDS with respect to triple gate devices biased at a similar current level. However, the dependence of gm/IDS from Junctionless with the temperature was also smaller than the one presented by FinFETs. Junctionless and FinFETs exhibited distinct behaviors for the Early voltage and the open-loop voltage gain as a function of the temperature. These parameters always improve with the temperature raise in JL devices whereas they exhibit their maximum values around room temperatures for FinFETs. In the proximity of the threshold voltage, Junctionless with fin width of 30 nm presented Early voltage and intrinsic gain larger than 80 V and 57 dB, respectively, whereas FinFETs exhibited Early voltage of 35 V and gain of 50 dB. For all the studies performed in this work, the probable causes of the non-linearities were pointed out, from analytic models that could correlate the physical work of the devices with the experimental results.

Orientador: Falcondes José Mendes de Seixas / Resumo: Os conversores multipulsos têm sido muito utilizados para a melhoria da qualidade de energia elétrica em sistemas de retificação trifásicos. O principal motivo para tal afirmação é a robustez apresentada por esses conversores, aliada às características intrínsecas da estrutura, que resulta no cancelamento natural de certas componentes de corrente na rede, devido ao defasamento angular provocado pela ação do transformador ou autotransformador utilizado. O que se propõe nesse trabalho é a substituição de cada ponte retificadora a diodos, presente no conversor de 12 pulsos, por uma topologia retificadora trifásica semicontrolada, baseada no conversor boost operando no modo de condução descontínuo (MCD), de modo que, seja possível reduzir de maneira significativa a DHTi (Distorção Harmônica Total de corrente), bem como, incorporar os volumosos transformadores de interfase (IPTs) aos indutores boost de alta frequência, resultando na redução de peso e volume. Foram confeccionadas duas versões do conversor de 12 pulsos com retificadores semicontrolados, uma utilizando transformador isolador e a outra um autotransformador. O que se verificou para ambas as configurações é que a estrutura apresenta um reduzido conteúdo harmônico de corrente se comparado ao conversor tradicional e que, ao se operar no modo de condução descontínuo, faz-se possível o emprego de uma lógica de controle simples, possibilitando assim empregar somente uma malha de tensão, e reduzir significativamente a DHTi do... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Multipulse converters have been widely employed for electrical power quality improvement in three-phase rectifiers systems. The main reason for this statement is the robustness shown by these structures, allied to their natural characteristics, resulting in harmonic canceling at the mains, due to the phase displacement provided by the transformer/autotransformer. In this work, it is proposed the replacement of each rectifier bridge, present in the 12-pulse converter, by a three-phase half-controlled rectifier topology, based on DCM (Discontinuous Conduction Mode) boost converter, thus making it possible to significative reduce the THDi (Total Harmonic Distortion) of the current injected on the mains by the structure. It also incorporates the voluminous IPT's (Interphase Transformer) in the boost high-frequency inductor, resulting in a reduction of weight and size. Two versions of the 12-pulse converter with semicontrolled rectifiers were made, one using an isolating transformer and other using an autotransformer. It was verified that both configurations present a reduced THDi when compared to the traditional converter. So, by electing DCM, it is possible to employ a simpler control logic, employing only one voltage loop and significantly reducing the THDi. / Doutor

Submitted by Luciclea Silva (luci@ufpa.br) on 2018-10-01T14:39:49Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_Previsaodistorcaoharmonica.pdf: 4236129 bytes, checksum: bb47a1edb3151361639a5867d6c2c545 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciclea Silva (luci@ufpa.br) on 2018-10-01T14:40:33Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_Previsaodistorcaoharmonica.pdf: 4236129 bytes, checksum: bb47a1edb3151361639a5867d6c2c545 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-01T14:40:33Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_Previsaodistorcaoharmonica.pdf: 4236129 bytes, checksum: bb47a1edb3151361639a5867d6c2c545 (MD5) Previous issue date: 2018-07-11 / Este trabalho apresenta uma modelagem para DHTv%, DHTi% e harmônicos individuais utilizando previsões de um sistema ANFIS que aprende com dados medidos e prevê o comportamento da rede para valores futuros. Estas previsões podem ajudar a atender as normas nacionais de DHTv% estipuladas pela Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) através dos Procedimentos de Distribuição (PRODIST), como as normas internacionais de DHTi%., desta forma se antecipando às normas que atualmente são recomendativas, mas em um futuro próximo serão punitivas. A modelagem é realizada por meio de um sistema Neuro-Fuzzy denominado ANFIS, o qual utiliza rede neural para aprender o comportamento do sistema e ajuste dos parâmetros e regra Fuzzy para a determinação dos valores de saída do sistema levando em consideração o aprendizado da rede Neural. A grande vantagem desta ferramenta é o poder de se modelar padrões utilizando uma previsão de estado harmônico das cargas conectadas na baixa tensão, o que ajuda na criação de pseudomedidas para as redes de distribuição, onde é difícil e oneroso a obtenção de medições reais. Entre as aplicações práticas para esta ferramenta pode-se destacar a utilização dos valores previstos em substituição a valores anômalos medidos, a utilização em medidores de energia para prever e evitar a ultrapassagem dos valores de Distorção Harmônico estipulados em norma e a utilização como base para a previsão de harmônicas individuais, que podem ser utilizadas em estudos de fluxo de carga harmônicos. / This work presents a modeling for THDv%, THDi% and individual harmonics using predictions from an ANFIS system that learns with measured data and predicts the behavior of the network for future values. These forecasts can help meet national THDv% standards stipulated by the Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) through Distribution Procedures (PRODIST), such as THDi% international standards, thus anticipating the currently recommended standards, but in the near future will be punitive. The modeling is performed by means of a Neuro-Fuzzy system called ANFIS, which uses neural network to learn the behavior of the system and adjustment of the parameters and Fuzzy rule for the determination of the system output values taking into account the learning of the Neural network. The great advantage of this tool is the power of modeling standards using a prediction of the harmonic state of the connected loads in the low voltage, which helps in the creation of pseudomedidas for the distribution networks, where it is difficult and costly to obtain real measurements. Among the practical applications for this tool is the use of the predicted values instead of measured anomalous values, the use in energy meters to predict and avoid exceeding the values of Harmonic Distortion stipulated in standard and the use as a basis for the prediction of individual harmonics that can be used in harmonic load flow studies.