Orientadores : Jose Carlos de Oliveira, Ioshiaki Doi / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas / Made available in DSpace on 2018-07-18T23:31:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_JoseMarioMenescalde_M.pdf: 3159581 bytes, checksum: 848095fbf41cce208bbec38e192d9cc8 (MD5) Previous issue date: 1984 / Resumo: O trabalho aqui desenvolvido se propôs a estudar os fenômenos transitórios eletromagnéticos em sistemas de potência, como também mostrar a importância de incluir o efeito da atenuação e/ou distorção da onda no cálculo das sobretensões. Inicialmente, numa primeira parte, é apresentada uma contribuição didática com o objetivo de sintetizar a teoria básica da propagação e, a sua conseqüente extensão aos fenômenos da propagação polifásica é apresentada na segunda parte do trabalho, que muito auxiliaram a compreensão e a simulação digital. A terceira parte é dedicada às simulações computacionais, incluindo-se diversos aspectos operacionais. Pode-se estabelecer medidas comparativas e tirar importantes conclusões com relação as sobretensões num sistema elétrico típico, para dimensionamento dos isolamentos e dos dispositivos de proteção / Abstract: The work here developed has two aims, the first one is to study the electromagnetic transient phenomena in power systems, and the second one to show the importance of including the attenuation effect and/or the wave's distortion when calculating overvoltages. In the first part of this thesis the basic propagation theory is synthesized in the form of a didactic contribution and in the second part this theory is extended to the polifasic propagation phenomena. Both parts were of great aid for the digital simulation work. The third part is denoted to the computational simulations including some operational aspects from the comparison of the final results important conclusions are drawn, related to the overvoltage in a typical eletric system, in order to dimension the isolations and the protection devices / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2012-10-17T09:51:16Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T01:09:44Z : No. of bitstreams: 1 149233.pdf: 1739402 bytes, checksum: f231a54ad17e1f48b42c9c54f341aefa (MD5) / O método de modelagem numérica denominado TLM (Transmission Linc Modeling) aplicado à análise de problemas bidimensionais, é o principal assunto deste trabalho. Inicialmente, mostra-se os conceitos da teoria de linhas de transmissão e o princípio de Huygens, pois eles são a base para o desenvolvimento do método TLM. A seguir, os princípios do método de Modelagem por Linhas de Transmissão em Duas Dimensões (TLM-2D) são apresentados. Finalmente, um conjunto de aplicações em microondas é desenvolvido, utilizando-se códigos computacionais baseados no TLM-2D e escritos em ForTran 90, a fim de validar o estudo. Abstract : The numerical modeling method, called 2D - TLM (Bidimensional Transmission Line Modeling) applied to the analysis of 2D electromagnetics problems, is the main topics of this work. Initially, the concepts of the Transmission - Line Theory and Huygens principle are presented, because they are the basis of the development of TLM method. The principles of 2D Transmission - Line Modeling method are presented. Finally, a set of microwave applications is developed, using computacional codes based on 2D - TLM and written in ForTran - 90, in order to validate the study.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T06:22:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 279942.pdf: 1890291 bytes, checksum: 293eb2e3915522078ac3a6bc391d30d6 (MD5) / A elaboração de um sistema para simulação computacional de problemas de eletromagnetismo em altas frequências é abordada neste trabalho. O sistema desenvolvido associa o software NX I-deas (pré-processamento/pós-processamento) e um processador numérico baseado no método dos elementos finitos no domínio do tempo. Os procedimentos envolvidos na obtenção, a partir das equações de Maxwell, da equação diferencial que modela o problema de propagação de ondas e o desenvolvimento desse modelo até o nível de implementação computacional são descritos. Para a discretização temporal, foi empregado o método de Newmark, que leva a um esquema incondicionalmente estável. Técnicas relacionadas ao desempenho computacional, empregadas na implementação do programa, são apresentadas e analisadas de forma sucinta. A validação do programa desenvolvido foi realizada através de simulações de problemas de cavidades ressonantes, sendo os resultados obtidos através das simulações comparados a resultados calculados analiticamente ou extraídos de outros trabalhos científicos. O sistema desenvolvido foi capaz de fornecer resultados com uma boa precisão com baixos custos computacionais.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T14:57:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 245746.pdf: 3220015 bytes, checksum: ae31e6a930a3acebb2b58cd89053e014 (MD5) / O objetivo deste trabalho é modelar a partida das máquinas síncronas de pólos salientes maciços (MSPSM) a fim de calcular o torque, a corrente e o aquecimento gerado nas sapatas polares. A metodologia desenvolvida está baseada na determinação dos parâmetros de eixo direto (d) e de quadratura (q) a partir de simulações de ensaios em freqüência da máquina com rotor travado. As simulações dos ensaios são realizadas utilizando o método de elementos finitos (programa EFCAD) e os resultados são modelados por curvas de tendência. De posse das equações das indutâncias de eixo direto e de quadratura e utilizando-se equações em regime quase permanente da máquina síncrona, calculam-se o torque eletromagnético médio, a envoltória da parte oscilante do torque eletromagnético (torque oscilante) e a corrente eficaz do estator em função da velocidade. Com a corrente do estator, calculam-se as perdas por pólo no rotor também através de elementos finitos (EFCAD). Todo o processo de simulação é realizado através de um programa composto por diversos módulos computacionais encadeados apropriadamente para facilitar a utilização por parte do usuário.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T19:31:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 255285.pdf: 1704948 bytes, checksum: 7c8724e4bc014540e9d1100c71987082 (MD5) / O objetivo deste trabalho foi propor um projeto alternativo para um motor de ímãs permanentes de 11 kW, na carcaça 132S, operando a 1500 rpm. O motor proposto será comparado com o motor WMagnet da WEG que utiliza ímãs de NdFeB na configuração de ímãs internos. O projeto alternativo proposto utiliza ímãs de ferrite na configuração de ímãs enterrados, objetivando uma redução no custo do motor. Devido a baixa remanência do ferrite em comparação ao NdFeB é fundamental que exista uma concentração de fluxo no entreferro do motor, o que é alcançando a partir de 6 pólos. Para esta configuração é necessária a utilização de um eixo de material não-ferromagnético, garantindo assim que o fluxo dos ímãs seja enlaçado pelo enrolamento do estator. No estator, serão analisadas duas possibilidades de enrolamento, camada única, opção escolhida devido à redução de custo de fabricação, e camada dupla. As comparações serão feitas através de simulações baseadas em cálculos de elementos finitos. Destas simulações chegou-se a conclusão que o motor proposto de ferrite apresenta correntes de carga 6% mais elevadas e rendimento 1,4% menor que o motor WMagnet. O custo final do motor ficou 17% menor, considerando apenas o custo de materiais, e 22% menor, considerando os custos de fabricação. The objective of this work was to propose an alternative project for a permanent magnet motor, 11 kW output, 132S frame, 1500 rpm nominal speed. The proposed motor will be compared with WEG's WManget motor that uses interior NdFeB magnets. The alternative proposed motor uses buried ferrite magnets, in order to reduce the cost of the motor. Due lower remanet flux-density of ferrite, compared to NdFeB it is essential a flux concentration at airgap, which is reached from 6 polos. For this configuration, it is necessary to use a shaft of non-ferromagnetic material, ensuring the magnets flux cross the airgap. About winding, it will be analised two possibilities of winding, single layer, chosen option due manufacturing cost reduction, and double layer. The comparison between the proposal motor and WMagnet will be based on finite element calculation. From theses simulations, it was noticed that the ferrite proposal motor has load current 6% higher and efficiency 1.4% lower than WMagnet motor. The final cost of the motor is 17% lower, considering only the materials costs, and 22% lower, considering manufectoring costs.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2013-07-16T02:50:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 221434.pdf: 1510065 bytes, checksum: 38c2434ea5c99b6e824104369ee199d7 (MD5) / O presente trabalho aborda o assunto das perdas magnéticas que ocorrem por ocasião de contatos elétricos entre lâminas de um núcleo magnético, denominada de perda magnética interlaminar. Foram estudados possíveis fatores que causam a formação deste tipo de perdas, como rebarbas, parafusos de fixação, falhas no revestimento das lâminas, e o que possa proporcionar contatos elétricos entre as lâminas. É realizado um estudo de estatores montados com lâminas com e sem revestimento e acrescentando isolante entre as lâminas. Um procedimento de avaliação e determinação de perdas interlaminares em estatores montados é proposto, de forma que cada fator causador das perdas interlaminares possa ser estudado separadamente, identificando sua contribuição no fenômeno. A influência de caminhos alternativos para correntes induzidas em pacotes montados é abordada de forma experimental por meio de protótipos, e de forma matemática através de um modelo numérico.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências da Educação, Programa de Pós-Graduação em Educação Científica e Tecnológica, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-26T06:10:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 296898.pdf: 1969615 bytes, checksum: 6b1290267f596d8a692ecc9678d43bb1 (MD5) / Visualizações são utilizadas no desenvolvimento e no ensino das ciências. Como recurso didático, possui vantagens sobre o texto ou a fala para tornar certos aspectos de processos ou fenômenos físicos mais acessíveis cognitivamente. A distribuição e a interação das variáveis no espaço tridimensional de fenômenos eletromagnéticos é um destes aspectos, pois as informações visual-espaciais são essenciais para o seu entendimento. Atividades experimentais complementadas por visualizações geradas por computador são uma alternativa para favorecer a compreensão destes aspectos. Buscando estes objetivos foi composta uma seqüência didática utilizando estes recursos, aplicada em turmas da 3ª série do Ensino Médio de uma escola pública de Florianópolis, discutindo os resultados obtidos. / Visualizations are used in science developing and teaching. As a teaching resource, it has advantages over the text or speech to make certain aspects of a process or phenomenon more cognitively accessible. The distribution and interaction of variables in three dimensional space of electromagnetic phenomena is one of these, because the visual-spatial information is essential for your understanding. Experimental activities complemented by computer generated visualizations are an alternative to foster understanding of these issues. Seeking these goals was made a teaching sequence using these resources, with classes from 3rd grade of high school in a public school in Florianópolis, discussing the results.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2018-02-06T03:20:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 349766.pdf: 3641443 bytes, checksum: 5ffaf8c48cef227d74357fb514691e73 (MD5) Previous issue date: 2017 / No presente trabalho são investigados fenômenos que podem causar alterações na modelagem magnética de materiais ferromagnéticos, podendo prejudicar a correta caracterização desses materiais e, consequentemente, prejudicar a análise da performance deles quando inseridos em sistemas de simulações. O fenômeno de maior interesse neste trabalho é a variação do caminho médio magnético em estruturas eletromagnéticas. Para tal, além de um estudo teórico, foram também realizadas simulações com um programa de cálculo de campos por elementos finitos, visando comprovar a distribuição não homogênea da indução magnética no interior da seção transversal de um transformador de forma toroidal, dispositivo utilizado para caracterização de materiais magnéticos. É ainda feita uma breve comparação entre características do toroide e do quadro de Epstein padrão. / Abstract : In the present work, phenomena that can cause alterations in the magnetic modeling of ferromagnetic materials are investigated, being able to impair the correct characterization of these materials and, consequently, to impair the acting of the analysis of the performance of these materials when inserted in simulation systems. The phenomenon of greatest interest in this work is the variation of the average magnetic path in electromagnetic structures. For this, in addition to a theoretical study, simulations were also performed with finite element field calculation software, aiming to prove the non-homogeneous distribution of magnetic induction inside the transverse section of a toroidal form transformer, a device widely used for characterization of magnetic materials. A brief comparison is also made between the characteristics of the torus and the standard Epstein frame.

RODRIGUES, H. O. Estudo das propriedades estruturais, dielétricas e magnéticas do compósito cerâmico (BaFe12O19)x – (BiFeO3)1-x e sua aplicação em dispositivos de radiofrequência e microondas. 2014. 169 f. Tese (Doutorado em Engenharia de Teleinformática) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-02-10T15:59:23Z No. of bitstreams: 1 2015_tese_horodrigues.pdf: 16440787 bytes, checksum: dedcd41a4bff937d7265be4daf2eb61f (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-02-10T16:01:24Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_tese_horodrigues.pdf: 16440787 bytes, checksum: dedcd41a4bff937d7265be4daf2eb61f (MD5) / Made available in DSpace on 2015-02-10T16:01:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_tese_horodrigues.pdf: 16440787 bytes, checksum: dedcd41a4bff937d7265be4daf2eb61f (MD5) Previous issue date: 2014-11-10 / The demand for ceramic composite materials for the development of telecommunications systems has been a strong motivator for academic research. Existing technologies can be improved from these researches, and subsequently absorbed by industry and the consumer market. The magnetic and dielectric ceramics have been used in many electronic devices due to the possibility of being designed taking into account certain physical characteristics and its low production cost. The aim of this work consists on the development and characterization of a ceramic composite based on the BiFeO3 (BFO) perovskite and on the BaFe12O19 barium hexaferrite (BaM). The first one is known for its multiferroics properties, while the second is a M-type hexaferrite widely used in various applications. The composite material [(BaFe12O19)x − (BiFeO3)1-x] was produced by the solid state reaction with the use of highenergy mechanical milling and heat treatment. In the synthesis process, it was considered some mole percentages of BFO and BaM. Structural characterization was performed by X-ray Diffraction and Rietveld refinement. Experiments to evaluate the magnetic and dielectric behavior of the samples in the range of Radio Frequency and Microwave as well as simulations of resonators cylindrical antennas by HFSS® software were performed. Studies of the temperature coefficient of capacitance (TCC) and temperature coefficient of resonant frequency (tf) were realized. The composition with x ~ 0.45 showed the best thermal stability (tf ~ 0). The composite material has potential for application in wireless communication systems. / A demanda por materiais cerâmicos compósitos para o desenvolvimento dos sistemas de telecomunicações tem sido um forte motivador para a pesquisa acadêmica. Tecnologias já existentes podem ser aprimoradas a partir destas pesquisas, sendo posteriormente absorvidas pela indústria e pelo mercado consumidor. As cerâmicas magnéticas e dielétricas têm sido empregadas em diversos dispositivos eletrônicos, devido à possibilidade de serem projetadas atendendo a determinadas características físicas e pelo seu baixo custo de produção. Este trabalho consiste no desenvolvimento e caracterização de um compósito cerâmico tendo como base a perovskita BiFeO3 (BFO) e a hexaferrita de bário BaFe12O19 (BaM). O primeiro material é conhecido por suas propriedades multiferróicas, enquanto o segundo é uma hexaferrita tipo-M largamente utilizada em diversas aplicações. O material compósito [(BaFe12O19)x − (BiFeO3)1-x] foi produzido a partir de reação de estado sólido com a utilização de moagem mecânica de alta energia e tratamento térmico. No processo de síntese, foram consideradas algumas porcentagens em mol das matrizes BFO e BaM. A caracterização estrutural foi realizada por meio de Difração de Raios-X com Refinamento de Rietveld. Foram realizados experimentos para avaliação do comportamento magnético e dielétrico das amostras, na faixa de Radiofrequência e Microondas, bem como simulação das antenas ressoadoras cilíndricas em software HFSS®. Foram realizados estudos do coeficiente de variação da capacitância com a temperatura (TCC) e medidas do coeficiente de variação da frequência de ressonância em microondas com a temperatura (tf). A composição com x ~ 0,45 apresentou a melhor estabilidade térmica (tf ~ 0). O compósito investigado tem potencial para aplicação em sistemas de comunicação sem fio.

ROCHA, H. H. B. Ressoadores e guias dielétricos cilíndricos operando em micro-ondas e óptica: antenas dielétricas e acopladores refletores de Bragg a fibra. 2010. 150 f. Tese (Doutorado em Engenharia de Teleinformática) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2010. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2012-02-23T18:54:52Z No. of bitstreams: 1 2010_tese_hhbrocha.pdf: 6137433 bytes, checksum: 34dd4b64aa7390d6d58c2239bc3afd99 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2012-02-23T18:56:58Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2010_tese_hhbrocha.pdf: 6137433 bytes, checksum: 34dd4b64aa7390d6d58c2239bc3afd99 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-02-23T18:56:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2010_tese_hhbrocha.pdf: 6137433 bytes, checksum: 34dd4b64aa7390d6d58c2239bc3afd99 (MD5) Previous issue date: 2010 / Two heterogeneous contributions to modern communication systems – although fully possible to be correlated – are presented. The first one deals with resonant antennas consisting of new dielectric ceramics based on Fe2O3. These materials characterized at microwave frequency range possess low relative permittivity, low loss tangent and, concerned with the monophasic samples, negative temperature coefficient of resonant frequency. Subsequently, the cylindrical dielectric resonator antennas (CDRAs) supported on rectangular ground plane and fed by monopole are analyzed according to the following radiation performance criteria: resonant frequency, input impedance, bandwidth and radiation patterns. Besides experimentation, the study involved computational procedure, so that the results of both can be compared. A commercial software based on the finite element method was employed to examine the CDRAs. It follows that as higher is the permittivity of a material, the lower are the frequency at which it resonates as well as its bandwidth. Satisfactory impedance matching and broadside radiation patterns are observed, what enables the materials investigated to this relevant application. Additionally, the stacking of the monophasic CDRAs prototypes resulted in bandwidth enhancement, presumably due to their excited high order modes. The second contribution focuses on dielectric waveguides operating at optical frequencies, being fiber Bragg grating couplers (FBGCs) investigated in this scenario. Indeed, they result from a combination of two versatile and widely applied devices: fiber Bragg gratings and directional couplers. Two numerical case studies related to the interaction between optical signals and structures were performed. The theoretical model observed is based on the coupled mode theory since it provides a satisfactorily accurate description of the devices optical properties. By the way, the theoretical model is coded in FORTRAN programming language according to a predictor-corrector algorithm. In terms of operational power levels, analyses are carried out in frequency and (mainly) time domains. Under specific conditions, the capability of the extraction, reshaping and switching of pulses – examples of essential functions for all-optical processing – reinforces the importance of such hybrid structures. / Duas contribuições caracteristicamente distintas, não obstante correlacionáveis num mesmo sistema de telecomunicação, são apresentadas. A primeira versa sobre antenas ressoadoras constituídas por novas cerâmicas dielétricas à base de Fe2O3. Os materiais desenvolvidos foram caracterizados na faixa de micro-ondas. Tratam-se de dielétricos com baixa permissividade relativa, baixa tangente de perda, e, no caso das amostras monofásicas, com coeficiente de temperatura na frequência de ressonância negativo. Posteriormente, as antenas ressoadoras dielétricas de geometria cilíndrica (CDRAs) suportadas em plano de terra retangular e alimentadas por sonda monopolar são analisadas segundo critérios de desempenho de irradiação, quais sejam: frequência de ressonância, impedância de entrada, largura de banda e padrões de irradiação. Além de experimentação, o seu estudo envolveu procedimento computacional, no que foi promovida a comparação de resultados. O método dos elementos finitos, no qual está baseado o programa comercial empregado, foi utilizado para análise destas antenas. Resulta que para maiores valores de permissividade relativa de uma amostra, menores são a frequência em que a mesma ressoa e a sua largura de banda. Ainda, foi observado satisfatório casamento de impedância e padrões de irradiação broadside, o que candidata os novos materiais desenvolvidos a esta importante aplicação. Adicionalmente, mediante empilhamento dos protótipos monofásicos examinados, foi verificada a remodelagem da largura de banda em relação às contrapartidas individuais, provavelmente devido à excitação de modos de ordem elevada das CDRAs. A segunda contribuição está enfocada no contexto dos guias de ondas dielétricos operando em frequências ópticas. Neste cenário, são investigados acopladores refletores de Bragg a fibra (FBGCs), estruturas resultantes da combinação de dois dispositivos reconhecidamente versáteis e de ampla aplicação: redes de Bragg e acopladores direcionais. Foram apreciados dois estudos de caso numéricos nos quais se fez promover a interação de sinais ópticos com as estruturas propostas. Na medida em que descreve com satisfatória precisão as propriedades ópticas dos dispositivos de interesse, o modelo matemático empregado é baseado na teoria dos modos acoplados. O tratamento numérico é realizado mediante codificação, em linguagem de programação FORTRAN, de um algoritmo preditivo-corretor. Considerando regimes pulsados em termos da potência operacional, o problema foi analisado no domínio da frequência e, sobretudo, no domínio do tempo. Em condições específicas, a possibilidade de realização da extração, reconfiguração e comutação de pulsos, exemplos de funções essenciais ao processamento totalmente óptico, reforçam a importância de tais estruturas híbridas.