REIS, F. E. U. Conversor CC/CC com dois estágios para aplicação em sistemas fotovoltaicos autônomos de energia. 2012. 153 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2012-10-04T18:40:54Z No. of bitstreams: 1 2012_dis_feureis.pdf: 4832651 bytes, checksum: 08b7a75e86a87409d1e5d5824addfbe1 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2012-10-10T14:33:56Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_dis_feureis.pdf: 4832651 bytes, checksum: 08b7a75e86a87409d1e5d5824addfbe1 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-10-10T14:33:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_dis_feureis.pdf: 4832651 bytes, checksum: 08b7a75e86a87409d1e5d5824addfbe1 (MD5) Previous issue date: 2012-02 / This work presents a study of a DC/DC converter with two stages for implementation of a stand-alone photovoltaic power system. The converter under study consists of two DC/DC converters, in which between them is inserted a battery bank to give continuity to the energy supply in periods when there isn’t solar radiation. All converters used for the composition of the system are of type boost based on the three-state switching cell (TSSC). The first converter has function of to send energy from photovoltaic panels to a battery bank of 48 V formed by four batteries of 12V connected in series, and its function is to allow the photovoltaic panels operation at the maximum power point (MPP). The second stage consists of a converter of high voltage gain, whose role is to raise the 48 V battery bank voltage to 400V DC output bus voltage. To ensure the regulation of voltage at 400 V DC, was implemented the control LQR (Linear Quadratic Regulator). To design the controller LQR, a simplified methodology to obtain a model of the high-gain voltage converter is used. For each stage is presented its theoretical study, analysis and the components were designed and specified. To verify the theoretical analysis, was developed a prototype for each stage and the experimental results are presented in this work. / O presente trabalho apresenta o estudo de um conversor CC/CC com dois estágios para aplicação no desenvolvimento de sistemas autônomos de energia elétrica. O conversor sob estudo consiste basicamente da associação de dois conversores CC/CC, em que entre eles é inserido um banco de baterias para dar continuidade ao fornecimento de energia em períodos em que não há radiação solar. Todos os conversores utilizados para a composição do sistema são do tipo boost utilizando a célula de comutação de três estados (CCTE). O primeiro conversor tem a função enviar energia desde os painéis fotovoltaicos a um banco de baterias de 48 V e permitir a operação dos painéis fotovoltaicos no ponto de máxima potência (MPP- Maximum Power Point). O segundo estágio é constituído por um conversor de alto ganho de tensão, cujo papel é elevar a tensão do banco de baterias de 48 V para uma tensão de 400 Vcc, formando assim o barramento de saída do sistema em tensão contínua. Para garantir a regulação da tensão em 400 Vcc, foi implementada a técnica de controle LQR (Linear Quadratic Regulator). Para o projeto do controle LQR é utilizado uma metodologia simplificada para a obtenção de um modelo reduzido do conversor de alto ganho de tensão. Para cada estágio é apresentado seu estudo teórico, análise de perdas e dimensionamento dos componentes para o atendimento das especificações de projeto. Para verificar a análise teórica foi montado um protótipo para cada estágio e os resultados experimentais são apresentados neste trabalho.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2017-10-10T04:15:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 348505.pdf: 27744287 bytes, checksum: 19f3e051cb377770ca0b8e342dacab1e (MD5) Previous issue date: 2017 / Uma das tendências dentro da eletrônica de potência atualmente é a aplicação de conversores de energia para a operação em microrredes, o que na essência é eletrônica de potência aplicada a sistemas de distribuição de energia elétrica. Tipicamente, microrredes são redes elétricas compostas por diversas fontes e cargas, o que implica em diversas interações fontes-fontes e fontes-cargas. O propósito deste trabalho é modelar, propor técnicas de controle e analisar a estabilidade paramétrica de pequenas microrredes CC e CA. Um dos grandes problemas que existem na operação de microrredes é quando diversas fontes operam em paralelo e compartilham um conjunto de cargas. O controle por droop é a técnica mais popular para lidar com este tipo de problema, mas possui o contraponto de introduzir não linearidades no sistema. Por conta disso, este trabalho propõe o uso de ferramentas matemáticas como a teoria de bifurcações para compreender o comportamento dinâmico de microrredes. Este procedimento permite um entendimento mais amplo quando comparado com técnicas tradicionais baseadas em modelos linearizados, além de fornecer mais informações que permitem otimizar o funcionamento do sistema garantindo a sua estabilidade. Uma parte significativa deste trabalho possui uma natureza teórica, com exceção de um caso de estudo envolvendo o paralelismo de conversores CC-CA, em que resultados experimentais são apresentados.<br> / Abstract : Nowadays, one of the trends within power electronics is the application of power converters in microgrids, which in essence means power electronics applied to electric power distribution systems. As microgrids can be dc, ac, or even hybrid networks, they are complex systems with many source-source and source-load-type interactions. The focus of this work is to model, propose control techniques, and to verify the stability of a small ac and dc microgrids through parametric diagrams. Load sharing is one of the major issues within microgrids, and it is defined as how several voltage sources operate in parallel feeding a given load set. Droop control is the standard approach towards the load sharing problem in microgrids, but this control can make the system unstable due to some nonlinearities introduced into the microgrid?s operation. For that reason, nonlinear dynamic analysis techniques are used here to understand the microgrid?s dynamic behavior. In particular, bifurcation theory offers a broader insight into the system dynamics when compared to usual techniques based on linear models. Moreover, bifurcation theory can optimize the microgrid operation and, thus, increase the system stability range due to a better understanding on how a group of parameters can influence the microgrid operation.A significant part of this thesis consists of a theoretical study, with the exception of one case study involving the parallelism of two dc-ac power converters, where experimental results are shown to validate the theoretical premises.

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:32:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_2350_DissertacaoMestradoRenatoOrletti.pdf: 1269443 bytes, checksum: 88c981b4d674179ad5d03a2ab29d4ab9 (MD5) Previous issue date: 2005-11-24 / Este trabalho apresenta um estudo sobre lâmpadas de alta intensidade de descarga (AID), abordando seu funcionamento, os principais tipos e as peculiaridades de seu acionamento. O acionamento com reator eletromagnético e reator eletrônico são analisados apontando-se suas vantagens e desvantagens. Ao fim desta análise, é proposto um reator eletrônico baseado num conversor chaveado de estágio único com alto FP controlado por um microcontrolador digital. Foi implementado um protótipo em laboratório para análise de desempenho do reator proposto. Os resultados experimentais obtidos comprovam a viabilidade do reator eletrônico proposto, podendo-se destacar o pequeno número de componentes utilizados na construção do protótipo.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2017-03-28T04:12:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 344669.pdf: 11650086 bytes, checksum: 16d239a2628e7b324df5e263d33a100c (MD5) Previous issue date: 2016 / Neste trabalho apresentam-se algumas propostas de estruturas conversoras com potencial aplicação como Solid State Transformer (SST), ou Transformadores de Estado Sólido (em português) para microrredes cc e/ou ca. As estruturas possuem como características comuns a utilização de transformadores (o que garante isolação galvânica e fácil adequação de tensão entre cargas e fontes) e a capacidade de modularidade. Algumas estruturas propostas também apresentam a capacidade de acomodar sistemas de acumulação de energia, o que favorece sua utilização também como UPS ou como SST que auxiliam o black-start do sistema a que estão conectados.Inicialmente é apresentada uma revisão das principais topologias de SST encontradas na literatura que possuem isolação galvânica. Após, faz-se uma generalização matemática do conversor Multi Active-bridge (MAB) monofásico, propondo-se uma nova metodologia para controle da tensão nas portas de conversores pertencentes a essa família. Prosseguindo, apresenta-se uma nova família de conversores cc-cc derivados de conversor Dual Active Bridge (DAB) e Triple Active Bridge (TAB), ambos já bastante conhecidos na literatura. Essa família proposta apresenta a capacidade de poder interligar redes cc-cc bipolares e monopolares e/ou fornecerem dois níveis de tensão diferentes às cargas conectadas em suas saídas. Dentro dessa família, é estudado, simulado e testado de forma experimental o conversor denominado de DAB+DAB. Após, é proposta uma nova família de conversores ca-ca com link magnético de alta frequência. Esses conversores, encaixados na categoria Tipo A de SST, também são derivados dos conversores da família MAB. Em particular, apresenta-se o conversor DAB ca-ca com ponto médio. Este conversor é um DAB ca-ca, porém, devido ao ponto médio no transformador possui quatro portas, nas quais podem ser conectadas cargas ou fontes. Apesar de possuir o dobro de portas do DAB convencional, a tensão na carga é controlada usando apenas uma única variável de controle. Também é analisado e testado experimentalmente o DAB ca-ca misto. Os resultados obtidos em bancada corroboram as análises teóricas. Finalizando o trabalho, são propostas duas arquiteturas conversoras que se enquadram na categoria tipo D de SST. Essas estruturas possuem link magnético de alta frequência. O atrativo dessas estruturas são sua capacidade de interligar redes ca-ca monofásicas e/ou trifásicas e terem a capacidade de acomodar sistemas de acumulação de energia. Destaca-se também que a interligação do link magnético da arquitetura chamada de D1 possibilita o fornecimento de potência às cargas ligadas nas portas, mesmo se uma das fontes falhar. A estrutura tipo D1 é simulada, destacando também sua capacidade de quase equalizar as correntes de entrada quando alimentando cargas desequilibradas.<br> / Abstract : This work present converter structures with the potential to be used as Solid-State Transformers applied in dc or ac microgrids. These structures possess common features to transformers e.g. galvanic isolation and voltage adaptation (making easy the voltage adequacy between sources and loads), besides it presents modularity. Some of the depicted structures are also able to accommodate energy storage systems, which favors its utilization as an UPS or as black-start support systems, when interfaced with the electric gird.Initially, a literature review of the main topologies with galvanic isolation is presented. After that, a mathematical generalization of the single phase MAB is performed and a new port-voltage control methodology is proposed. A new family of converters derived from the well-known DAB (Dual Active Bridge) and TAB (Tripple Active Bridge) is presented. The proposed family can be employed to interconnect unipolar to bipolar grids or to provide two different voltage levels to its output loads. Within this family, the converter herein named as DAB+DAB is studied, simulated and experimentally tested. Then a new ac-ac converter family is proposed. This family can be classified as type A SST?s and are derived from the MAB as well. Particularly, the ac-ac DAB with midpoint connection is depicted. This converter is an ac version of the DAB, however due to it midpoint connection it presents four ports in which sources or loads can be connected. Despite of having twice as many ports than a conventional DAB, the load voltage is controlled using only one control variable. Moreover, the ac-ac DAB mixed is also analyzed and experimentally tested. All results confirm the theoretical analysis.Finalizing the present work, two more type D architectures are proposed. These architectures have high-frequency magnetic links and stand-out by its ability to interconnect single or three-phase ac-ac grids and interface energy storage systems.It is also worth mentioning the magnetic link herein named as D1, which allows power to be delivered to the load even if one phase of the systems is missing. Besides that, it has the capacity of almost equalize the input currents when supplying unbalanced loads.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:53:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000411910-Texto+Completo-0.pdf: 2200612 bytes, checksum: 4c44c72a81a3bd7eec64bd78b4b6c50a (MD5) Previous issue date: 2009 / This work presents an alternative strategy to the control of Uninterruptible Power Supply – UPS. A Proportional–Sinusoidal–Cosinusoidal (PSC) is used for to voltage regulation loop. The controller parameters are determined by means of a convex optimization problem subject to a set of linear matrix inequalities (LMIs). This parameters set a closed loop control that place all the closed loop poles in a determined region of the s plane and minimize an upper bound on the system H∞-norm, which minimizes the load variation effect in the output voltage of the UPS. A commercial UPS, controlled by PID (Proportional - Integral – Derivate), and its performance tests using linear and non-linear load are shown in this work. Finally, the PID action is replaced by the alternative strategy proposed (PSC Controller). New tests and simulations are realized. The simulations and the experimental results using PSC Controller are better than the ones in which PID Controller was used, without increasing the hardware cost commercially used. This fact proves the possibility to use PSC control strategy in a commercial UPS. / Esta dissertação apresenta o desenvolvimento e a implementação de uma estratégia alternativa para o controle da tensão de saída em Fontes Ininterruptas de Energia (também chamadas de UPS - Uninterruptible Power Supply). Esta estratégia é denominada Controlador Proporcional, Senoidal e Cossenoidal (PSC). Os ganhos deste controlador são obtidos através de técnicas de otimização convexa baseadas na formulação LMI (Linear Matrix Inequality). Através destas técnicas, determina-se um controlador do tipo realimentação de estados tal que os pólos em malha fechada do sistema estejam contidos em uma especificada região no plano s, além de minimizar um limitante superior da norma H do sistema, de forma a minimizar a influência de distúrbios da carga na tensão de saída da UPS. Uma UPS comercial, controlada através de um Controlador PID (Proporcional, Integral e Derivativo), é apresentada neste trabalho, bem como, seus testes de desempenho mediante carga linear e não-linear. Por fim, troca-se a ação do Controlador PID pela estratégia alternativa proposta (Controlador PSC) e realizam-se novas simulações e novos testes. Observa-se em todos os resultados apresentados, tanto simulados quanto práticos, uma melhora bastante significativa devido à utilização do Controlador PSC, sem acréscimo de custo no hardware utilizado comercialmente. Com isto, confirma-se a viabilidade da utilização desta estratégia de controle em UPS comerciais.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:53:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000395024-Texto+Completo-0.pdf: 4205635 bytes, checksum: 4ff717d6f44bb5107e794fe791c50d37 (MD5) Previous issue date: 2007 / The evolution of power electronics devices in the last decades is followed by the development of alternative control strategies with applications on power electronics converters. A family of these converters is employed for the design of commercial Uninterruptible Power Supplies - UPS. In this work, it is proposed an alternative strategy to the control of an Uninterruptible Power Supply – UPS. An Sinusoidal Internal Model Control Sinusoidal – SIMC – is used for the voltage regulation loop, while a Linear Variable State Feedback - LVSF – is employed to improve the current loop dynamics. The obtained results are compared with the traditional Proportional-Integral-Derivative – PID –controller, by means of a commercial UPS showing the effectiveness of the proposed control scheme. / A evolução dos componentes eletrônicos de potência das últimas décadas, seguida de diferentes estratégias de controle desenvolvidas para conversores de potência está resultando em diferentes aplicações dos conversores de potência. Uma família destes conversores é utilizada como parte do projeto de uma Fonte Ininterrupta de Energia comercial. Esta dissertação apresenta uma estratégia alternativa para controlar uma Fonte Ininterrupta de Energia ou do Inglês UPS – Uninterruptible Power Supply. Um controle com Modelo Interno Senoidal é utilizado para realimentação da tensão de saída, enquanto uma Realimentação Linear da Variável de Estado “corrente do Indutor”, é utilizada para melhorar as características dinâmicas do UPS. Os resultados obtidos são comparados com um controlador PID clássico, sendo ambos os controles aplicados a um UPS comercial.

Orientador: Jose Antenor Pomilio / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-22T10:31:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ataide_MarcusVinicius_M.pdf: 5078211 bytes, checksum: 6a7d34e5151e3966f322f4d72fb4ccbf (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: Este trabalho apresenta um estudo aplicado a Filtro Ativo Monofásico de Potência, tendo como "foco principal" o projeto do filtro passivo de saída e da malha de controle. Na análise são considerados os limites estabelecidos por normas internacionais com respeito à interferência eletromagnética conduzida e ao limite de harmônicas de corrente. Os efeitos da impedância da linha e das perdas no filtro passivo também são considerados para o correto dimensionamento do mesmo, visando a não degradação da performance do filtro ativo. Consegue-se uma filtragem da corrente drenada da rede por uma carga não linear, de maneira satisfatória, com freqüência de corte do filtro passivo de saída superior a 3kHz (50!:! harmônica da corrente de linha) sendo os limites de IEM atingidos através do filtro de saída, não amortecido, e com ordem elevada. Resultados de simulação e experimentais são apresentados / Abstract: This work presents a study of single-phase active filters investigating specifically the design of the output filter and the control loop. The limits imposed by international standards regarding harmonics and conducted EMI are considered. The effect of the line impedance and the losses in the filter elements must be taken into account to have a secure design. An excellent harmonic compensation is obtained by means of a flat frequency response up to 3kHz, while the EMI limits is obtained by using a high order undraped low-pass filter. Simulation and experimental results are presented. / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Jose Antenor Pomilio / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-23T00:30:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bianchin_CarlosGabriel_M.pdf: 5944018 bytes, checksum: 1f26777ba13623dd869928f5c0257d2e (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: Atualmente, os aparelhos eletro-eletrônicos de uso doméstico (iluminação e aquecimento) utilizam basicamente dois tipos de controle: liga-desliga e de fase. Tais controles podem fazer com que, na corrente drenada pelos aparelhos, sejam introduzidas harmônicas de baixa frequência com amplitudes acima dos limites estipulados pela norma IEC 1000-3-2, ou ainda produzam variação no nível de tensão de alimentação acima do estipulado pela norma IEC 1000-3-3. Este trabalho apresenta algumas possíveis soluções a estes problemas utilizando conversores abaixadores de tensão atuando como pré-reguladores de fator de potência. Feita a seleção das topologias, faz-se um estudo comparativo buscando a mais adequada para estas aplicações. São apresentados os esultados teóricos e experimentais / Abstract: Electronic household appliances (ilumination and heating) use basically two kinds of control: on-off and phase control. With phase control, the input current can present low frequency harmonics, with values above the limits determined by standard IEC 1000-3-2. On-off control can produce voltage fluctuations higher than the limits of standard IEC 1000-3-3. This work presents some possible solutions using voltage step-down converters running as power factor preregulator. It is done a selection of suitable topologies, and a comparative study in order to choose the most adequate topology for those aplications. Theorical and experimental results are presented. / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Yaro Burian Jr / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica / Made available in DSpace on 2018-07-23T14:34:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Goldemberg_Clovis_D.pdf: 6468982 bytes, checksum: 87e06a61c84f83d95cfec792a68fa845 (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: O projeto e construção de motores de imãs permanentes e comutação eletrônica de elevada potência têm sido objetos de vários estudos e já existem em operação vários protótipos dentre os quais alguns com potência da ordem de milhares de CV. Tal tipo de acionamento envolve um número maior de fases do que aquele utilizado em servomotores "Brusbless DC" além de utilizar arranjos diferentes para a eletrônica de potência. Este trabalho contribui para o aprimoramento das técnicas de projeto, modelamento, simulação e controle deste tipo de máquina. O modelo matemático desenvolvido incorpora os efeitos provocados pela gaiola amortecedora, avançando em relação aos modelos previamente existentes. As técnicas de projeto delineadas permitem calcular de maneira simples o desempenho de uma máquina a partir das suas dimensões básicas (no caso de um rotor magneticamente isotrópico). Os efeitos de reação do induzido são discutidos qualitativamente e quantitativamente. Detalha-se o controlador de corrente utilizado, comparando-o com outras alternativas técnicas existentes. A parte experimental deste trabalho foi realizado em uma máquina de 100 CV. As técnicas de modelamento, projeto e simulação foram aplicadas ao estudo desta máquina, permitindo comprovações experimentais. As contribuições apresentadas por este trabalho fornecem, em primeiro lugar, uma melhor compreensão deste tipo de máquina. Em segundo lugar, possibilitam o estudo de outras máquinas de imãs permanentes, eventualmente de potência superior / Abstract: The design and construction of permanent magnet converter-fed electronically commutated machines of large power has been the subject of many studies and there are already some of these drives, with power of thousands of HP, in service. This kind of drive involves more phases than usuaUy found in "Brushless DC Drives", and uses different configurations for the power electronic converters. This work contributes to the development of the design, modeling, simulation and control of this kind of machine. The mathematical model inc1udes the effects of the damper cage, improving previously existing models. The design technique enables the calculation, by simple means, of the machine behavior from its basic dimensions (in the case of a magnetically isotropic rotor). Armature reaction effects are discussed qualitatively and quantitatively. The current controller is examined, comparing it against other technical choices. The experimental work was done in a machine of 100 HP. The modeling, design and simulation techniques were applied to the study of this machine, enabling comparisons. The contributions presented by this work give, first of all, a better understanding of this kind of machine. Next, they tum possible the study of other permanent-magnet machines, eventually with larger power rating / Doutorado / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientadores: Wilmar Bueno de Moraes, Frank Herman Behrens, Maria Ines Silva de Castro Simas / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-26T23:23:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Finco_Saulo_D.pdf: 12407690 bytes, checksum: e3deff1e33f83f618f702ad2070474b0 (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: Este trabalho está relacionado com importantes progressos no projeto de Circuitos Integrados Inteligentes de Potência usando agregados, fundamentados em uma única célula básica contendo transistores NMOS. Tais agregados estão associados de forma matricial adequada para implementar funções genéricas requeri das pelos circuitos de controle de potência. Esta técnica permite o projeto de novos CIs semidedicados de baixo custo, proporcionando uma nova estratégia de configuração de ICs que permite uma fácil implementação industrial em direção à integração Inteligente de Potência utilizando tecnologias CMOS convencionais digita1/analógica, sem nenhuma etapa adicional de processo. A mesma técnica pode também ser aplicada a tecnologias complexas e sofisticadas dedicadas à integração de Circuitos Inteligentes de Potência (Smart Power Technologies), para a prototipagem rápida ou produção em escala industrial destes circuitos. No cenário mundial, um grande esforço têm sido realizados para compatibilizar a integração inteligente de potência com processos CMOS convencionais de baixo custo. Os resultados apresentados comprovam a potencialidade da técnica desenvolvida neste trabalho em muitos nichos de aplicação / Abstract: This work is related to important improvements in Smart Power design using arrays based on a unique NMOS cell type. These arrays are arranged in matrices that can implement generic functions required by power control blocks, thus enabling low cost semicustom designs. This new IC configuration strategy has an easy industrial implementation towards Smart Power using standard digita1/analog CMOS technologies, without any additional processing steps. The same method can also be applied to sophisticated Smart Power technologies, for fast prototyping or even for industrial production. A huge worldwide effort is being carried out to find solutions that may render Smart Power circuits compatible with low cost CMOS technologies. The results show potentialities of these techniques for many niche of applications / Doutorado / Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica / Doutor em Engenharia Elétrica