Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-20T10:33:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 192007.pdf: 5161773 bytes, checksum: 82e7accc7a7db62eb123da8584b8f7cc (MD5) / : O presente trabalho se propõe a desenvolver e analisar formas de tratamento da energia elétrica produzida por módulos fotovoltaicos. Ele enfatiza a aplicação de conversores estáticos de energia para a obtenção de soluções simples e eficientes para este tratamento. A energia solar possui um comportamento muito variável e seu aproveitamento na forma de energia elétrica depende, de forma incontestável, da Eletrônica de Potência, ciência que possui um conjunto de conhecimentos adequados para torná-la útil e competitiva. Iniciando com uma revisão bibliográfica, são conhecidas as principais características dos sistemas fotovoltaicos, além das formas de abordagem adotadas, os principais avanços tecnológicos já consolidados visando a concepção de sistemas eletrônicos econômicos, robustos e eficientes. Dentre inúmeros sistemas estudados observa-se problemas ainda não resolvidos tais como a eficiência de conversão de energia, a complexidade da topologia de potência, controle mais adequado, vida útil, qualidade da energia produzida e custo final do conversor. Considerando-se as principais deficiências das estruturas mais usuais, são propostas soluções baseadas em estudos teóricos e resultados experimentais de sistemas de elevado rendimento, objetivando a simplicidade topológica e de controle. É realizado também um estudo sobre os sistemas de busca do ponto de máxima potência de operação dos módulos fotovoltaicos. Adicionalmente desenvolve-se controladores para este fim.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2012-10-18T06:30:54Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T20:52:46Z : No. of bitstreams: 1 181543.pdf: 9372777 bytes, checksum: dd24e432f5c035c247febb09daf1ac52 (MD5) / Este trabalho apresenta o estudo comparativo de diversas topologias de conversores CA-CC trifásicos de múltiplos pulsos, baseados nas conexões diferenciais de autotransformadores. Esta técnica de retificação trifásica apresenta as vantagens do baixo conteúdo harmônico de corrente na rede e do reduzido "kVA" processado pelo autotransformador. Uma atenção especial é dada às conexões Y-diferenciais de 12 e de 18 pulsos que são generalizadas através de uma expressão algébrica única que descreve toda a família dos conversores desta natureza, para quaisquer valores de tensão de entrada e de saída. Dentre estes conversores, a topologia Y-diferencial de 18 pulsos é escolhida para estudo detalhado da distorção harmônica de corrente na rede de alimentação, além do projeto e da implementação de um protótipo de 12kW. Com o protótipo do estágio CA-CC em operação, diversas técnicas de conversores CC-CC são analisadas para promover a regulação da tensão de saída e a conexão de carga única para as três saídas retificadas. Uma topologia não isolada, composta de três conversores boost e com circuitos reguladores de corrente, é projetada e experimentada para a mesma potência de 12kW. Finalmente, para obter o isolamento em alta freqüência, muitas topologias CC-CC, adicionais ou em substituição aos conversores boost implementados, são analisadas. A topologia composta de três conversores full-bridge alimentados em tensão é então projetada e implementada para garantir o isolamento elétrico entre a carga e a rede de alimentação. Além disso, a conexão série dos enrolamentos secundários dos transformadores garantiu o equilíbrio das correntes retificadas, sem a necessidade dos reguladores eletrônicos utilizados no conversor anterior.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2012-10-18T10:18:31Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T22:31:50Z : No. of bitstreams: 1 183139.pdf: 8430043 bytes, checksum: 0c4f7b0f73637df602f2706f8f4be490 (MD5) / Este trabalho apresenta uma nova topologia para um conversor trifásico P. W .M. unidirecional, com fator de potência unitário, voltado para aplicações regidas por nornas rígidas, como fontes de alimentação para centrais de telecomunicações. Inicialmente, apresenta-se a concepção do conversor, em seguida efetua-se uma análise detalhada e um equacionamento completo do conversor, de forma que se possa dimensionar todos os componentes do circuito de potência. Apresenta-se ainda a obtenção de um modelo de pequenos sinais para o conversor. Na seqüência, apresentam-se o procedimento de projeto, resultados de simulação e resultados experimentais. Por fim, desenvolve-se uma técnica de análise, modelagem e controle de conversores CA-CC trifásicos, utilizando a transformação de Park. baseada num conversor CA-CC trifásico bidirecional. Mostra-se então sua aplicação para o conversar unidirecional proposto e para um retificador trifásico três níveis, sendo apresentada ainda para este uma técnica para controlar o desbalanço de tensão nos capacitores de saída.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-18T13:47:27Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T20:35:08Z : No. of bitstreams: 1 183180.pdf: 2695632 bytes, checksum: 2c4a006e4919a0dabac1d93a2ece8112 (MD5) / Este trabalho tem por objetivo fazer uma análise da integração das funções de isolamento, adaptação de tensão e de filtragem de corrente (minimização de ondulação de corrente), com o acoplamento magnético do transformador e do indutor do filtro de saída em um único núcleo magnético. O conversor escolhido para análise é o conversor forward de saída simples por representar uma topologia consolidada e de grande aplicação em fontes de baixa potência, entre 100 e 300 watts. Primeiramente, faz-se uma análise do comportamento magnético do elemento integrado, onde se discute as relações de fluxo. Posteriormente, desenvolve-se uma metodologia de projeto do componente magnético integrado aplicada ao conversor forward, a qual é então aplicada, originando um protótipo, obtendo-se resultados experimentais e validando-se os estudos analíticos. A partir dos resultados alcançados, verifica-se a redução de peso e volume esperados e indica-se a possibilidade de aplicabilidade imediata em nível industrial desta técnica. Através da análise e dos resultados é possível deduzir-se, ainda, a redução no custo final do conversor.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-18T21:23:53Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T03:53:01Z : No. of bitstreams: 1 143761.pdf: 4825283 bytes, checksum: 0ac3cf18e0a8c3de511720d6a9b74aa2 (MD5)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-19T05:35:41Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T21:18:42Z : No. of bitstreams: 1 177324.pdf: 18972539 bytes, checksum: 11fec9529b505a81ad2962f6c2197d69 (MD5) / Este trabalho trata de um estudo da aplicação de um controlador DSP, em eletrônica de potência, na implementação do controle digital de um conversor Boost operando como pré-regulador com alto fator de potência. Parte-se de um estudo sobre as principais características, necessárias ao projeto, do controlador DSP. Prossegue-se através do projeto do conversor Boost e dos controladores das malhas de controle da tensão e da corrente. Os resultados de simulação são apresentados e em uma última etapa são mostrados os resultados experimentais de um protótipo com potência de 500W, tensão de saída de 400V e freqüência de comutação de 50kHz.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-19T06:32:33Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / O presente trabalho trata do estudo de uma solução para o fornecimento de energia de forma ininterrupta para uma carga específica buscando como principal objetivo a confiabilidade. A investigação das topologias de conversores tem como direcionamento também a adaptação dos mesmos a um sistema passível de regeneração de energia. O estudo dessa solução consiste primeiramente numa pesquisa sobre os principais tipos de baterias estacionárias existente e os seus métodos de carga. A seguir é feito uma apresentação da planta ao qual o conversor será adaptado. Dois conversores são apresentados como solução, e os projetos e resultados são mostrados. Uma descrição do monitoramento e controle através de um microprocessador também é apresentado. Ao final tem-se uma conclusão comparativa dos conversores utilizados e um comentário a respeito da vantagem do uso de banco de baterias e do monitoramento microprocessado.

Made available in DSpace on 2015-08-20T17:09:43Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-02-20. Added 1 bitstream(s) on 2015-08-20T17:26:33Z : No. of bitstreams: 1 000844247.pdf: 1768049 bytes, checksum: 97510557f0b1e78af085b05a10ac5b09 (MD5) Bitstreams deleted on 2015-08-28T16:09:04Z: 000844247_20190220.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2015-08-28T16:10:04Z : No. of bitstreams: 1 000844247_20190220.pdf: 658509 bytes, checksum: 397f7d1ef1d7c231d51be9a56af5eeff (MD5) / Propõe-se neste trabalho o desenvolvimento de um método analítico para o estudo da estabilidade dos geradores de indução duplamente alimentados (DFIG - Doubly Fed Induction Generator) com base no monitoramento da tensão interna E', uma vez que a degradação da mesma resulta na perda da capacidade de transmissão de potência. Deste modo, faz-se a análise do desempenho transitório da máquina pela observação da grandeza em que efetivamente reside a causa da instabilidade. Uma vez detectada a possível causa da instabilidade do gerador, um controle é proposto sobre a grandeza em que se desenvolve a instabilidade do gerador. A filosofia de controle desenvolvida baseia-se no controle da magnitude da tensão interna, contribuindo decisiva e positivamente para o aumento da capacidade de transmissão e, consequentemente, das forças restaurativas de equilíbrio do DFIG, resultando em melhoria da estabilidade do sistema. A validação da aplicação do controle via metodologia da tensão E' é realizada por meio de simulações computacionais em diversas contingências e com a ação conjunta do circuito crowbar. Evidencia-se que este método pode ser empregado para avaliação da criticidade do sistema em tempo real / This thesis proposes the development of an analytical method for stability analysis of the Doubly Fed Induction Generator (DFIG) based on the monitoring of the internal voltage E', since its degradation implies in decreasing of power transmission capacity and as consequence the reduction of transient performance. Thus, the analysis of the transient performance of the machine is performed by observing the quantity which is the effective cause of instability. Once detected the possible cause of the instability of the generator, is proposed a control of the quantity which originates the generator instability. The control philosophy is based on internal voltage magnitude control, contributing decisive and positively to the increase of transmission capacity and the DFIG equilibrium restorative forces, resulting improved stability of the system. The validation of the application of control methodology via voltage E' is proven through computational simulations in diverse contingencies, with and without action of crowbar circuit control. It is evident that this method can be used to evaluate the criticality of the system in real time

Made available in DSpace on 2015-08-20T17:09:55Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-02-27. Added 1 bitstream(s) on 2015-08-20T17:26:04Z : No. of bitstreams: 1 000844032.pdf: 3020491 bytes, checksum: 9fd4b9808739100e75bf6d8725d9e3db (MD5) / Neste trabalho foi desenvolvida uma estratégia de resolução de problemas de otimização em sistemas de distribuição de energia elétrica que são modelados como problemas de programação não linear inteira mista (PNLIM), através da teoria de programação cônica de segunda ordem (PCSO) com variáveis inteiras e contínuas (PCSOIM). Apesar dos modelos de PNLIM e de PCSOIM, não serem problemas de otimização equivalentes, foi provado que é possível garantir, mediante algumas condições, que a solução encontrada pelo modelo de PCSOIM é a solução ótima para o problema de PNLIM. A estratégia traçada nesta tese permite a substituição de alguns problemas de PNLIM, com região de busca não convexa, de difícil resolução, de grande porte, e sem garantia de ótimo global; por problemas de PCSOIM que possuem formulação convexa, com solução ótima garantida pelo solver comercial robusto. Os modelos foram implementados em linguagem AMPL e foram utilizados os solvers CPLEX e KNITRO para a resolução. A metodologia proposta foi avaliada para os seguintes problemas de otimização em sistemas de distribuição de energia elétrica: reconfiguração de sistemas de distribuição, análise de sistemas de distribuição com geração distribuída, operação ótima e alocação ótima de banco de capacitores e reguladores de tensão e operação ótima de dispositivos de armazenamento de energia em sistemas com fontes renováveis. Os sistemas testados foram os de 3, 11, 33, 42, 70, 136, 202 e de 400 nós / In this work it is presented a strategy for solving optimization problems in power distribution systems that are modeled as mixed integer nonlinear programming (MINLP) problems, through the theory of second-order cone programming (SOCP) with integer and continuous variables (MISOCP). Despite MINLP models and MISOCP optimization problems are not equivalent, it was proven that it is possible to guarantee, through some conditions, that the solution found by the MISOCP model is the optimal solution to the MINLP problem. The strategy outlined in this thesis, allows the replacement of some MINLP problems, with a non- convex region of search, difficult to solve, large, and with no guarantee of global optimal convergence, by MISOCP problems that have convex formulation, for which optimal solution convergence can be ensured by robust commercial solvers. The models were implemented in AMPL language and solved by CPLEX and KNITRO. The proposed methodology was evaluated for the following distribution problems: reconfiguration of distribution systems, analysis of distribution systems with distributed generation, optimal operation and optimal allocation of capacitor banks and voltage regulators and optimal operation of energy storage devices in networks with renewable energy sources. The 3, 11, 33, 42, 70, 136, 202 and 400 bus systems were tested

Made available in DSpace on 2014-12-02T11:16:45Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-12-18Bitstream added on 2014-12-02T11:21:42Z : No. of bitstreams: 1 000746210.pdf: 6245568 bytes, checksum: bdf740a9e0ec90838ebde8f31ea0e16e (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Esta dissertação apresenta o projeto, simulação e ensaio dos protótipos da etapa de saída de uma Fonte de Alimentação Ininterrupta (UPS - Uninterruptible Power Supply) monofásica de tensão igual a 127V e trifásica com tensões 220/127V a 4 fios, ambas de frequência 60Hz e potência nominal igual a 1kVA para uso em operação ilhada. validação da metodologia de projeto foi realizada primeiramente em simulação, e depois, experimentalmente utilizando-se diferentes tipos de cargas tipicamente encontradas em instalações elétricas e diferentes tipos de controladores clássicos: PI (Controlador Proporcional Integral), Ressonante e composição dos dois. Os ensaios experimentais consistiram em duas etapas, regime e transitório, na primeira sendo avaliado o comportamento estático do conversor com parâmetros como valor eficaz (RMS - Root Mean Square) e a Distorção Harmônica Total (THD - Total Harmonic Ditortion) da tensão de saída e, na segunda, o comportamento frente à entrada e saída de cargas, evidenciando a estabilidade do controle. Nas duas etapas foram aplicados procedimentos normatizados de ensaios e os resultados foram comparados com os requisitos das normas aplicáveis a esse tipo de conversor. Como dispositivo de controle utilizou-se um Processador Digital de Sinais (DSP - Digital Signal Processing) de ponto fixo, responsável pelo cálculo do algoritmo de controle e leitura dos sinais de tensões e correntes do inversor; sendo avaliada sua capacidade de processamento frente à manutenção da qualidade e da frequencia do sinal de saída. O projeto aponta a necessidade do controle multimalhas, ou seja, controle da tensão mais corrente, devido à instabilidade criada em sua função de transferência ao alimentar as cargas não resistivas. Também é mostrada, em simulação, a possibilidade de trabalho da interface de potência do protótipo em outros propósitos: Retificar com Alto Fator de Potência (para recarga... / This dissertation presents the design, simulation and testing of the prototype os the stage of output of a UPS (Uninterruptible Power Supply) single-phase with voltage equal to 127V and three-phase with voltage equal to 127V and three-phase with voltage equal to 220/127V four-wired, both with 60Hz and nominal power of 1kVA to use in inslanded mode. The validation of the methodology of the project was realized first in simulation, and subsequently, experimentally using different kinds different kinds of loads typically found in electrical installations and, different kinds of classical controllers: PI (Proportional Integrative Controller), Resonant and composition of both. The testing has consisted of 2 stages: steady state and transitory state, in the first stage, it has been measured the RMS (Root Mean Square) value and THD (Total Harmonic Distortion) of the voltage of the output and, in the second stage, the behavior in relation to the loads step in and step out, highlighting the stability of the control. The standardized procedures of the test have been applied in the two stage and the results were compared to the requirements of the applicable standards to this kind of power converter. It has been used a fixed point DSP (Digital Signal Processing) as a device of control, which was responsible for the calculation of the control algorithm and for the signal sampling of voltages and currents of the inverter; being measured its processing capacity in relation to the conservation of power quality and the signal frequency of output. The project has indicated the necessary of the multi-loop control, i.e, voltage plus current controller, due to the instability generated in its transfer function when supplying non-resistive loads. It has been also demonstrated in simulation, the possibility of the power interface works in others functionalities: Rectifier with Power Factor Correction (to battery recharge), Current Source Inverter...