The development of timetable in educational institutions at the beginning of a semester is a complex and lengthy process for course coordinators or responsible, for it must meet various needs of those involved. The situation worsens when each teacher is available to teach classes only in some periods of the week. As the grid generation process is very specific to each institution, as each has its restrictions, it becomes difficult to create a solution that meets all institutions. To assist this process, performed manually in many institutions, this work aims, using the concept of genetic algorithms to create a system that generates a timetable in minutes that meets the specific of course of Analysis and Development Systems at the Federal Institute of Triangulo Mineiro, college Uberaba. / A elaboração de grade de horários em instituições de ensino no início de um período letivo é um processo complexo e demorado para os coordenadores de curso ou responsáveis, pois deve atender necessidades de vários envolvidos. A situação se torna ainda pior quando cada professor está disponível para lecionar aulas em apenas alguns períodos da semana. Outro fator que dificulta o processo é que o número de possibilidades de grades horárias é praticamente infinito. Como o processo de geração de grade de horários é muito particular em cada instituição, já que cada uma possui suas restrições, se torna complicado criar uma solução que atenda todas as instituições. Para auxiliar esse processo, realizado manualmente em muitas instituições, o presente trabalho tem como objetivo, utilizar o conceito de algoritmos genéticos para criar um sistema que gere em minutos uma grade horária que atenda as particularidades do curso de Análise e Desenvolvimento de Sistemas do Instituto Federal do Triângulo Mineiro, campus Uberaba. / Mestre em Ciências

This work aims to analyze the current situation of electric vehicles in the world, considering the factors that assisted their insertion in the world market and the public policies that are used to encourage this technology. Based on this analysis, is performed a prediction of a scenario in which electric vehicles are inserted in the Brazilian market through simulation results using the Monte Carlo Method a known and widespread mathematical method. Therefore, two cities are compared, a national pole of development and diversity, Sao Paulo, and the city known as the Capital of Electric Vehicle, Oslo, which will provide the information that will be used as a basis for the simulation. With this forecast, it is possible to predict an estimative of the environmental impact that replacing gasoline-powered vehicles for electric vehicles would bring to the environment. Furthermore, an analysis of energy impact in the Brazilian matrix is discussed and evaluated. / Este trabalho visa analisar a situação atual dos veículos elétricos no mundo, considerando os fatores que auxiliaram sua inserção no mercado mundial e as principais políticas de incentivo a esta tecnologia. Com base nesta análise, é realizada uma previsão na qual os veículos elétricos são inseridos no mercado brasileiro, através de resultados de simulação utilizando o Método de Monte Carlo, conhecido e difundido. Para tanto, duas cidades serão comparadas, um pólo de desenvolvimento e diversidade nacional, São Paulo, e a cidade conhecida como a Capital do Veículo Elétrico, Oslo, da qual serão extraídas as informações que servirão de base para a simulação e estimativa do impacto na matriz energética brasileira. Com esta previsão, também é possível avaliar o impacto que a substituição dos veículos movidos à gasolina por veículos elétricos traria para o meio ambiente. Além disso, uma análise de impacto energético na matriz brasileira é discutida e avaliada.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This Master Thesis presents a study considering multilevel inverters formed from two and three level cascaded inverters. The literature presents several papers on asymmetric multilevel inverters and most studies are related to control and/or modulation techniques considering a binary or trinary topology. Also, there are studies that consider a small variation of the inverters input voltage and analyses the system behavior. However, any of these studies performs analysis to obtain the best relation between input voltage of the multilevel system, while this together with switching angles are capable of generating an output voltage with minimum THD. This Master Thesis was developed aiming to get this voltage relation for multilevel systems formed by two and three level inverters. Furthermore, it seeks to find a pattern for the voltage ratio for several cascaded inverters. To obtain the desired results, techniques of selective harmonic elimination was applied to reduce low order harmonics, reducing the need for output filter. To reduce the computational efforts for obtaining the switching angles, the author used considerations of genetic algorithms. This is necessary due to the significant increase of the variables to be determined as the number of cascaded inverters increase. / Esta dissertação de mestrado apresenta um estudo considerando inversores multiníveis formados a partir de inversores dois e três níveis conectados em cascata. Na literatura são apresentados vários trabalhos envolvendo inversores multiníveis assimétricos. As pesquisas, na sua maioria, tratam sobre técnicas de modulação considerando uma topologia binária ou trinaria. Ainda, são apresentadas pesquisas que consideram uma pequena variação nas tensões de entrada dos inversores e analisam o comportamento do sistema. Contudo, ainda não existe um estudo que realize uma análise para obtenção da melhor relação entre as tensões de entrada do sistema multinível. Sendo que estas relações de tensão, juntamente com os ângulos de comutação, são capazes de gerar uma tensão de saída com uma THD mínima. Esta dissertação foi realizada buscando obter esta relação de tensões para sistemas multiníveis formados a partir de inversores dois e três níveis. Além disso, é realizada a busca de um padrão para esta relação de tensão para n inversores conectados em cascata. Para a obtenção dos resultados desejados foram aplicadas técnicas de eliminação seletiva de harmônicos. Com esta técnica, as harmônicas de baixa ordem são eliminadas, reduzindo a necessidade do filtro de saída. Além disso, considerações sobre algoritmos genéticos são realizadas. Este algoritmo é utilizado para reduzir o esforço computacional para a obtenção dos ângulos de comutação. Isto é necessário devido ao aumento significativo das variáveis a serem determinadas à medida que se eleva o número de inversores conectados em cascata.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Residential consumption accounts for around one third of total energy consumed in Brazil. The electric shower is the main component of this consumption, along with air conditioning. Hence, much research has been conducted in order to reduce the consumption of this sector and the use of alternative energy sources. Among these include mainly solar and geothermal. This thesis aims to establish the bases for assessing the structure of household consumption in order to develop a methodology to reduce power consumption. A prototype was developed in the CEEMA experimental area (UFSM), with the assembly of two prototypes: a solar collector associated with the two types of heating, electric and gas, the other, a geothermal prototype system for surface environments conditioning and pre-heating water. A retrospective on the main alternative to replace the traditional electric shower and air conditioner was conducted as well as ways to reduce heating losses. Practical data were automatically collected to demonstrate the energy efficiency of the studied environment which can be residential, seeking to reduce power consumption and thermal energy and the reflections in the final cost of electric power. The use of thermal sources seen in this thesis was used to demonstrate viable and tangible results in reducing energy consumption and electric power. These results were extrapolated to the region south of the country indicating the possibility of reducing the use of primary energy and, consequently, the conservation of the environment. / O consumo residencial representa em torno de um terço do total de energia consumida no Brasil. O chuveiro elétrico é o principal componente deste consumo, juntamente com o ar condicionado. Assim, muitas pesquisas têm sido realizadas, visando à diminuição do consumo deste setor e o aproveitamento de fontes de energia alternativas. Dentre as quais se destacam a energia solar e geotérmica. Esta dissertação tem como objetivo estabelecer as bases da avaliação da estrutura de consumo residencial visando à obtenção de uma metodologia para reduzir o consumo de energia elétrica. Foi desenvolvido um protótipo habitável de residência no Campus Experimental do CEEMA (UFSM), com a montagem de dois protótipos: um com coletor solar associado a dois tipos de aquecimento, elétrico e a gás, outro, um protótipo de sistema geotérmico superficial para condicionamento de ambientes e pré-aquecimento de água. Foi feita uma retrospectiva nas principais alternativas para a substituição do chuveiro elétrico tradicional e do condicionador de ar bem como das formas de redução de perdas para aquecimento. Dados práticos foram coletados automaticamente para demonstrar a eficientização energética do ambiente estudado que pode ser residencial , buscando a redução do consumo de potência e energia térmica e os reflexos nos custos finais com energia elétrica. O aproveitamento das fontes térmicas vistas nessa dissertação foi utilizado para demonstrar as alternativas viáveis e resultados concretos na redução do consumo e potência elétrica. Estes resultados foram extrapolados para a região Sul do país indicando a possibilidade de diminuição da utilização primária de energia e, por conseqüência, a conservação do meio ambiente.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / This Ph. D. dissertation presents contributions to the investigation of soft-switching cells with integrated components, presenting three main approaches: (i) Soft-switching cells with filter coupled inductor; (ii) Integrated soft-switching cells of the ZVT type for multipole systems; and (iii) Integrated soft-switching cells for several soft-switching techniques for multipole systems. Firstly it is presented a generic diagram for softswitching inverters with coupled filter inductor. From the generic diagram the turn-on snubber, ZVT and ZCZVT inverters topologies are derived. It is based on an auxiliary loop, which presents an inductor coupled to the filter inductor. The magnetic coupling allows annulling the current through the main switches during the switching transitions and, as a result, reducing the commutation losses. The basic differences among the techniques obtained by this method are the way of implementing the auxiliary switches and the time instants when these switches are triggered. The topological variations are a result of the choice of the voltage applied through the auxiliary loop by its connection to the inverter topology. Analytical expressions for the derived topologies are obtained aiming to evaluate the operation conditions, as well the main features of each topology. It is proposed a design procedure for each derived topology and the operation principles of each topology are verified by means of experimental and simulation results. Then the integrated softswitching cells of the ZVT type for multipole systems are studied. The synthesis methodology presented is based on generating every topological possibility of symmetrical auxiliary cells. The redundant cells are removed from the set of generated topologies resulting in only four diagrams, which are used to derive the integrated ZVT converters already known in the literature, as well several yet unpublished. The synthesis methodology is applied on an interruptible power supply system, which is experimentally evaluated. Finally it is proposed a generalized methodology to obtain integrated auxiliary commutation cells from several soft-switching techniques concerning multipole systems. The integration possibilities among the models obtained for the chosen soft-switching techniques are investigated, resulting in integrated models. The practical implementation of the resulting models is studied originating integrated topologies for multipole systems. The poles of the system can present the same soft-switching technique or different ones. Experimental results are presented in order to validate the concepts proposed herein. / Esta tese de doutorado apresenta contribuições ao estudo de células de comutação suave com componentes integrados, apresentando três abordagens principais: (i) Células de comutação suave com indutor de filtro acoplado; (ii) Células de comutação suave integradas do tipo ZVT para sistemas multi-pólos; e (iii) Células de comutação suave integradas considerando-se diversas técnicas de comutação para sistemas multi-pólos. Inicialmente é apresentado um diagrama genérico para os conversores com comutação suave e indutor de filtro acoplado. A partir do diagrama genérico são derivadas topologias de inversores snubber de turn-on, ZVT e ZCZVT. Este diagrama genérico é baseado em uma malha auxiliar que apresenta um indutor acoplado ao indutor de filtro. O acoplamento magnético permite fazer com que a corrente através das chaves principais se anule durante as transições de comutação e, como resultado, ocorre a redução das perdas de comutação. A diferença básica entre as técnicas obtidas através deste método é o modo escolhido para implementar as chaves auxiliares e os instantes de acionamento das mesmas. As variações entre as topologias ocorrem em função da escolha da tensão aplicada à malha auxiliar. São obtidas expressões para as topologias derivadas no intuito de avaliar as condições de operação, bem como algumas de suas características. É proposto um procedimento de projeto e verificado o princípio de funcionamento destes inversores através de resultados experimentais e de simulação. A seguir são estudadas as células de comutação suave do tipo ZVT compartilhadas por sistemas que possuem múltiplos pólos. Esta metodologia de síntese é baseada na geração de todas as possibilidades de configurações para as células auxiliares simétricas. A partir disto, as configurações redundantes são eliminadas chegando-se a quatro diagramas capazes de gerar os conversores ZVT integrados presentes na literatura, bem como alguns ainda inéditos. A metodologia de síntese é aplicada para um sistema de fornecimento ininterrupto de energia, sendo que alguns resultados experimentais são apresentados. Finalmente é proposta uma metodologia generalizada para integrar as células auxiliares de diversas técnicas de comutação suave para conversores com múltiplos pólos. Partindo-se da obtenção de modelos para algumas das técnicas de comutação suave, procura-se verificar todas as possibilidades de combinação entre os modelos inicialmente obtidos, gerando-se modelos integrados e a partir disto, obtendo-se topologias integradas tanto para pólos que comutam auxiliados pela mesma técnica de comutação, como para pólos auxiliados por técnicas distintas. São apresentados resultados experimentais comprovando a viabilidade dos conceitos propostos.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2017-12-01T23:34:01Z No. of bitstreams: 1 SergioRobertoDantas_DISSERT.pdf: 1439747 bytes, checksum: d876ed77a5433b952a46ba0482101886 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2017-12-05T21:54:18Z (GMT) No. of bitstreams: 1 SergioRobertoDantas_DISSERT.pdf: 1439747 bytes, checksum: d876ed77a5433b952a46ba0482101886 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-05T21:54:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SergioRobertoDantas_DISSERT.pdf: 1439747 bytes, checksum: d876ed77a5433b952a46ba0482101886 (MD5) Previous issue date: 2017-09-06 / Frequentemente, as superf?cies seletivas em frequ?ncias t?m recebido grande aten??o por parte de pesquisadores em todo o mundo, devido a suas caracter?sticas de filtragem. Essas estruturas evolu?ram em termos de fabrica??o. Assim, as geometrias utilizadas, inicialmente, eram fios em forma de grade e, posteriormente, diversos tipos de novas geometrias tais como: elementos retangulares, quadrados, circulares, an?is, espiras quadradas etc., foram utilizadas. Recentemente, elementos fractais e, mais recentemente, multifractais foram empregados. O emprego dessas geometrias ? feito com o objetivo de se obter uma resposta em frequ?ncia espec?fica. Par?metros importantes, como largura de banda e frequ?ncia de resson?ncia s?o atendidos a partir do emprego de uma determinada geometria. Neste trabalho ? proposta uma geometria multifractal com dupla similaridade, que tem como caracter?stica principal baixa sensibilidade ? varia??o da periodicidade com rela??o ? frequ?ncia de resson?ncia. Essa especificidade trar? ganho no que diz respeito ? elabora??o do projeto, pois o controle da largura de banda ? feito apenas com a altera??o da periodicidade. Diversas simula??es foram implementadas no Ansoft Designer e para efeito de comprova??o, estruturas tradicionais foram simuladas, visando ? demonstra??o do efeito da periodicidade na frequ?ncia de resson?ncia e, em seguida, dois prot?tipos foram constru?dos e feitas medi??es para validar experimentalmente as simula??es. / Often, frequency selective surfaces have received wide attention from researchers around the world because of their filtering characteristics. These structures evolved in terms of manufacturing. Thus, the geometries used, initially, were yarns in the form of a grid and later, several types of new geometries such as: rectangular, square, circular, rings, square, etc., were used. Recently, fractals and, more recently, multifractal elements have been employed. The use of these geometries is done in order to obtain a specific frequency response. Important parameters such as bandwidth and resonant frequency are met from the use of a given geometry. In this work a multifractal geometry with double similarity is proposed, which has as main characteristic low sensitivity to the variation of the periodicity with respect to the resonance frequency. This specificity will bring gain with regard to the elaboration of the project, because the control of the bandwidth is made only with the change of periodicity. Several simulations were implemented in Ansoft Designer and for the purpose of proving, traditional structures were simulated, aiming at demonstrating the effect of periodicity on the resonance frequency, and then two prototypes were constructed and measurements were taken to experimentally validate the simulations.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2017-12-12T18:05:10Z No. of bitstreams: 1 AdjairFerreiraBarrosFilho_TESE.pdf: 9926886 bytes, checksum: 1d2dea348ca690f1fa1fc74730374929 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2017-12-13T19:41:36Z (GMT) No. of bitstreams: 1 AdjairFerreiraBarrosFilho_TESE.pdf: 9926886 bytes, checksum: 1d2dea348ca690f1fa1fc74730374929 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-13T19:41:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AdjairFerreiraBarrosFilho_TESE.pdf: 9926886 bytes, checksum: 1d2dea348ca690f1fa1fc74730374929 (MD5) Previous issue date: 2017-10-09 / Esta tese tem como objetivo o estudo e a constru??o de um prot?tipo de motor de indu??o trif?sico de pequenas dimens?es (28,6 mm de di?metro externo e 15 mm de altura), com o rotor externo do tipo gaiola de esquilo sendo utilizado como motor-mancal. Esse estudo iniciou utilizando um motor Brushless convencional e que foi adaptado para funcionar como motor de indu??o com rotor externo. O motor de indu??o sem mancais utiliza a configura??o de bobinado dividido para conseguir o posicionamento radial. Foram realizados estudos de simula??es utilizando o M?todo dos Elementos Finitos ? FEM mostrando efetivamente que ? poss?vel controlar a posi??o radial para manter o rotor girando. Foi constru?do e testado um primeiro prot?tipo com sucesso, para uma pot?ncia de 100 W mostrando um bom potencial para aplica??es nesta faixa de pot?ncia e tamanho, como os aplicados em sistemas de cora??o artificial. O sistema de controle foi implementado utilizando o Processador Digital de Sinais ? DSP TMS 320F28335. / This thesis aims the study and construction of a prototype of a small three-phase induction motor (28.6 mm outside diameter and 15 mm height), with the external squirrel cage-type rotor being used as a Bearingless motor. This study started using a conventional Brushless motor and was adapted to function as an external rotor induction motor. The bearingless induction motor uses the split winding configuration to achieve radial positioning. Simulation studies were performed by using the Finite Element Method (FEM), effectively showing that it is possible to control the radial position to keep the rotor spinning. A first prototype was successfully built and tested for a power of 100 W showing good potential for applications in this power range and size, such as those applied in artificial heart systems. The control system was implemented using the Digital Signal Processor - DSP TMS 320F28335.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2018-01-15T21:33:32Z No. of bitstreams: 1 AmandaLucenaGermano_DISSERT.pdf: 7217536 bytes, checksum: 25a20d10202bb0af3f3b8e89539d2fbb (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2018-01-17T12:52:40Z (GMT) No. of bitstreams: 1 AmandaLucenaGermano_DISSERT.pdf: 7217536 bytes, checksum: 25a20d10202bb0af3f3b8e89539d2fbb (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-17T12:52:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AmandaLucenaGermano_DISSERT.pdf: 7217536 bytes, checksum: 25a20d10202bb0af3f3b8e89539d2fbb (MD5) Previous issue date: 2017-07-31 / Com a necessidade do aumento da qualidade dos produtos e do desempenho dos processos, o grau de automa??o cresceu bastante nas ind?strias. Com isso, os sistemas est?o cada vez mais complexos e v?m acompanhados por problemas dif?ceis de resolver devido ? alta dimensionalidade desses sistemas e do grande volume do fluxo de informa??es necess?rias, al?m da aleatoriedade de falhas e defeitos. Uma falha inesperada pode levar a riscos operacionais, por isso a import?ncia de detectar e localizar a falha, principalmente quando a planta industrial ainda est? operando em uma regi?o control?vel e ? poss?vel agir para trazer o processo de volta para o estado normal, seguro e operacional. Assim, ? desej?vel que o sistema de detec??o de falhas forne?a respostas r?pidas e confi?veis com um esfor?o computacional adequado para processamento em tempo real, mesmo necessitando tratar com grandes quantidades de dados. Para trabalhar com grandes quantidades de dados em tempo real, surgiu o modelo de fluxo de dados, que consiste de uma sequ?ncia ordenada de pontos que s? podem ser lidos apenas uma ou algumas poucas vezes. Essa ?rea cresceu bastante nos ?ltimos anos, principalmente devido a grande quantidade de sistemas que precisavam tratar com dados desse tipo, que incluem desde dados do mercado financeiro, registros telef?nicos, transa??es web a dados m?dicos, redes de sensores ou mesmo dados multim?dia. Diante da relev?ncia do tema de detec??o de falhas, nessa tese foram utilizados o TEDA (Typicality and Eccentricity Data Analytics), o RDE (Recursive Density Estimation) e o R-PCA (Recursive Principal Component Analysis) como ferramentas para detec??o de falhas em processos industriais. Para a an?lise do desempenho de cada uma dessas abordagens foi utilizado o cl?ssico benchmark Tennessee Eastman Process. / In order to increase product quality and process performance, the degree of automation has grown significantly in industries. As a result, systems are increasingly complex and are accompanied by problems that are difficult to solve due to the high dimensionality of these systems and the large amount of information flow, as well as the randomness of faults and defects. An unexpected failure can lead to operational risks, so the importance of detecting and locating the fault, especially when the industrial plant is still operating in a controllable region and it is possible to act to bring the process back to normal, safe and operational. Thus, it is desirable for the fault detection system to provide fast and reliable responses with a computational effort appropriate for real-time processing, even though it requires handling large amounts of data. In this context, data stream-oriented algorithms to outlier detection may be promising candidates for fault detection of industrial process, because they work with sequences of temporarily ordered samples. In addition, they handle well with large amount of data because they are recursive and online algorithms that do not need to store past samples. Thus, in this dissertation two algorithms of this class are analyzed, named TEDA (Typicality and Eccentricity Data Analytics) and RDE (Recursive Density Estimation), when applied to fault detection of industrial processes. Their performances are compared to R-PCA (Recursive Principal Component Analysis) algorithm. The classic Tennessee Eastman Process benchmark was used as case study to evaluate these algorithms.

This dissertation presents a comparative study about the performance of silicon (Si) and gallium nitride (GaN) semiconductors in drivers for light emitting diodes. Hereby, it is expected to provide the theoretical background required for the development of future works using this new technology. Theoretical aspects related to the materials used in the manufacture of semiconductors and their implications in the final product, as well as the characteristics and peculiarities of GaN semiconductors are presented. The experimental development consisted of two case studies, each focused on a distinct topology with different types of GaN semiconductors. First, a comparison of Si and enhancement mode GaN transistors was carried out in a family of synchronous buck converters. Ten 48 V to 28.3 V and 22.6 W converters were designed with the same parameters, at five different switching frequencies, ranging from 100 kHz to 1 MHz. Efficiency and temperatures were measured in four different scenarios: with and without an external diode in parallel with the low-side switch and with two different dead-time values, 25 ns and 50 ns. Converters with GaN transistors showed higher efficiency and lower temperatures in all cases, with a maximum efficiency of 96.8% and a minimum of 94.5%. In addition, Si-based converters exhibited greater performance degradation as the switching frequency and dead time increased. In the second study, nine 75 W off-line integrated double buck-boost converters were developed and evaluated. Two different Si technologies were compared with a cascode GaN transistor at three switching frequencies, ranging from 50 to 150 kHz. Again, the efficiency and temperatures of the prototypes were measured. The converters with GaN demonstrated superior performance in all cases, yielding about 5% gain in efficiency over the worst tested Si semiconductor. In both cases, the converters’ loss distribution was presented based on simulation results. It was concluded that the gallium nitride transistors have the potential to replace silicon technology mainly due to its superior performance and requirement of small, or no change, in the original circuit. / A presente dissertação apresenta um estudo comparativo do desempenho de semicondutores de silício (Si) e nitreto de gálio (GaN) em circuitos utilizados na alimentação de diodos emissores de luz. Por meio deste, procura-se fornecer o embasamento teórico necessário para o desenvolvimento de trabalhos futuros utilizando esta nova tecnologia. São apresentados, inicialmente, aspectos teóricos relacionados aos materiais utilizados na fabricação de semicondutores e suas implicações no produto final, além das características e peculiaridades dos semicondutores GaN. O desenvolvimento experimental consistiu de dois estudos de caso, cada um focado em uma topologia distinta com tipos de semicondutores GaN diferentes. Primeiramente, realizou-se um comparativo de transistores Si e GaN do tipo intensificação em uma família de conversores buck síncronos. Dez conversores 48 V para 28,3 V e 22,6 W foram projetados, com os mesmos parâmetros, em cinco diferentes frequências de comutação, variando de 100 kHz a 1 MHz. Eficiência e temperaturas foram medidas em quatro diferentes cenários: com e sem um diodo externo em paralelo com o interruptor de roda-livre e com dois valores diferentes de tempo morto, 25 ns e 50 ns. Os conversores com transistores GaN apresentaram maior eficiência e menores temperaturas em todos os casos, com uma eficiência máxima de 96,8% e uma mínima de 94,5%. Além disso, os conversores com Si exibiram uma maior degradação de desempenho à medida que a frequência de comutação e o tempo morto aumentam. No segundo estudo, nove conversores duplo buck-boost integrados de 75 W com alimentação a partir da rede elétrica foram desenvolvidos e avaliados. Compararam-se duas tecnologias distintas de interruptores de Si com um transistor GaN do tipo cascode, em três frequências de comutação, variando de 50 a 150 kHz. Novamente, mediu-se a eficiência e temperaturas dos protótipos. Os conversores com GaN demonstraram desempenho superior em todos os casos, com um ganho de cerca de 5% no rendimento em relação ao pior semicondutor Si testado. Em ambos os estudos de caso, a distribuição de perdas dos conversores foi apresentada com base em resultados de simulação. Concluiu-se que os transistores de nitreto de gálio têm potencial para substituir a tecnologia de silício utilizada atualmente devido, principalmente, a seu desempenho superior e exigência de pouca, ou nenhuma, mudança no circuito original.

Submitted by Automação e Estatística (sst@bczm.ufrn.br) on 2018-08-01T21:25:53Z No. of bitstreams: 1 RafaelFerreiraAlvesDeAssis_DISSERT.pdf: 1789458 bytes, checksum: 1eaa6378698a020ce14b0b447f1cb5af (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2018-08-03T00:15:49Z (GMT) No. of bitstreams: 1 RafaelFerreiraAlvesDeAssis_DISSERT.pdf: 1789458 bytes, checksum: 1eaa6378698a020ce14b0b447f1cb5af (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-03T00:15:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RafaelFerreiraAlvesDeAssis_DISSERT.pdf: 1789458 bytes, checksum: 1eaa6378698a020ce14b0b447f1cb5af (MD5) Previous issue date: 2018-06-01 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A medição de vazão volumétrica ou velocidade de escoamento de um fluido em regime laminar ou turbulento encontra várias aplicações na engenharia. Assim, pesquisas científicas para o desenvolvimento de arquiteturas e técnicas de medição para essas grandezas são de grande relevância e se encontram em constante expansão. Dentre as arquiteturas existentes para aplicações anemométricas em um regime de escoamento indistinto, a térmica denota diversas vantagens como excelente largura de banda, resolução espacial e baixo custo. Essa é formada basicamente por um termistor conectado em um dos braços de uma ponte de Whetstone modificada. Embora detenha simples configuração, ela possui algumas limitações impostas pela relação não linear entre a temperatura e a grandeza aplicada ao sensor. Além disso, contribuem como limitantes não idealidades do amplificador operacional que compõe a arquitetura. Diante disso, propõem-se o projeto e a implementação de uma arquitetura de anemômetro térmico com linearização por realimentação de tensão, empregando um sensor termorresistivo do tipo NTC. Essa técnica permite obter uma relação linear entre a temperatura e a grandeza utilizada como entrada. Promovem-se também comparações entre o clássico anemômetro e o preconizado neste trabalho. A validação da arquitetura proposta é conduzida através de simulações, bem como comparação experimental com a clássica e um instrumento comercial. / The velocity or volumetric flow measurement of laminar or turbulent flow flows meet various engineering applications. Thus, scientific research for the development of architectures and measurement techniques for these magnitudes is of great relevance and is constantly expanding. Among the existing architectures for anemometric applications in an indistinct flow regime, thermal denotes several advantages such as large bandwidth, spatial resolution and low cost. This is basically a thermistor connected to one of the arms of a modified Whetstone bridge. Although it has a simple configuration, it has some limitations imposed by the non-linear relation between the temperature and the signal applied to the sensor. In addition, it contributes as a limitation the physical parameters of the operational amplifier that composes the architecture. Therefore, it is proposed the design and implementation of a thermal anemometer architecture with voltage feedback linearization, using a thermoresistive sensor of the NTC type. This technique allows to obtain a linear relation between the temperature and the quantity used as input. Comparisons between the classic anemometer and the one advocated in this work are also promoted. The validation of the proposed architecture is conducted through simulations, as well as experimental comparison with classic and commercial instrument.