Made available in DSpace on 2014-12-02T11:16:56Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-03-20Bitstream added on 2014-12-02T11:20:53Z : No. of bitstreams: 1 000800810.pdf: 4125337 bytes, checksum: 19cb9a06e4f2e6de28d2bf9167246dbc (MD5) / Este trabalho apresenta, analisa e implementa uma proposta de conversor para geração de pulsos elétricos de alta tensão para aplicação na produção de ozônio e injeção do mesmo em água, com a finalidade de ação germicida e bactericida para processos de lavagem e higienização industrial. O conversor proposto é composto por dois estágios, sendo o primeiro estágio um retificador Boost operando no Modo de Condução Descontínua (MCD), responsável pela obtenção de um barramento em Corrente Contínua (CC) regulado e, atuando como seguidor de tensão da entrada apresenta um elevado fator de potência com reduzida distorção harmônica para a corrente de entrada; o segundo estágio consiste no uso de um inversor em Ponte Completa (Full–bridge) ressonante com controle por deslocamento de fase (Phase–shift), frequência constante (em torno de 10kHz) e modulação bipolar. O estágio inversor ressonante é composto pelo inversor em ponte associado a um transformador elevador e a indutâncias e capacitâncias para o ajuste da ressonância, resultando em uma estrutura com capacidade de geração de pulsos elétricos na saída com amplitude de até 6kV para o nível de potência do projeto, os quais são aplicados em um conjunto em paralelo de 14 (quatorze) câmaras de descarga para geração de ozônio e injeção em água. O trabalho apresenta uma revisão bibliográfica para as aplicações do ozônio, as principais topologias de conversores em baixa potência para geração de pulsos elétricos em ozonizadores, a análise de um produto comercial, a proposta e desenvolvimento de uma estrutura conversora em substituição ao produto comercial, resultando em melhor eficiência e maior fator de potência, apresentando–se suas análises qualitativas e quantitativas, modelação, metodologias de projeto, implementação de um protótipo funcional, os principais resultados finais e proposta de continuidade para futuras pesquisas / This research proposes, analyzes and implements a converter for generating high voltage electric pulses for application to ozone production and injection in water for the purpose of bactericidal and germicidal processes for cleaning and sanitizing industry applications. The proposed converter consists of two stages, the first stage being a Boost rectifier operating in Discontinuous Conduction Mode (DCM), responsible for getting a Continuous Current (CC) bus regulated and, acting as input voltage follower presents a high power factor with reduced harmonic distortion to the input current; the second stage involves the use of a resonant Full–Bridge inverter controlled by phase–shift, using constant frequency (close to 10kHz) and bipolar modulation. The resonant inverter stage is composed of the bridge inverter associated with a step–up transformer, inductors and capacitors to adjust de resonant frequency, resulting in a structure capable of generating electric pulses with amplitude at the output of almost 6kV, which are applied on a set of fourteen (14) discharge chambers in parallel for ozone generation and injection in water. The work presents a literature review for the applications of ozone, the main converter topologies at low power for generating electrical pulses in ozonizators, the analysis of a commercial product, a proposal and development of a power converter structure to replace the commercial one, resulting in better efficiency and high input power factor, presenting their qualitative and quantitative analysis, modeling, design methodologies, implementation of a functional prototype, the main experimental results and proposal of continuity of future researches

Orientador: José Antônio Perrella Balestieri / Coorientador: Mateus Ricardo Nogueira Vilanova / Banca: Rubens Alves Dias / Banca: Diovana Aparecida dos Santos Napoleão / Resumo: Um dos grandes problemas existentes ainda no mundo diz respeito ao destino dado ao esgotamento doméstico, tanto do ponto de vista ambiental quanto do ponto de vista de planejamento de cidades. Diversas formas de aproveitamento dos resíduos de esgoto podem ser propostas, seja na forma de energia, seja na forma de produção de algum recurso ou matéria prima, tais como biogás, nutrientes, biocombustíveis, bioplásticos, biopesticidas, dentre outros. As tecnologias usualmente empregadas para o aproveitamento energético de resíduos de esgoto são as turbinas, microturbinas e motores adaptados ao uso de biogás. O presente estudo tem por objetivos modelar ciclos térmicos de geração termelétrica e de cogeração movidos por biogás derivado do tratamento de esgotos a partir de levantamento tecnológico, avaliar o custo dos produtos energéticos gerados pelas centrais térmicas analisadas, bem como o potencial de aplicação das centrais geradoras de energia em diferentes escalas de capacidade, visando a maior sustentabilidade energética de cidades. A modelagem é feita com base em dados de três municípios com aproximadamente 10 mil, 100 mil e um milhão de habitantes e são feitas análises para o cenário atual, com análise de sensibilidade ao preço de compra e venda de energia elétrica e à taxa de juros, além de analisar alternativas utilizando comercialização de créditos de carbono, cargas parciais e biogás de aterro sanitário em conjunto com o biogás de esgoto. Como resultado tem-se que em nenhu... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: One of the still big problems in the world with regard to the destination of the domestic sewage from an environmental point of view and from the point of view of city planning. Various forms of utilization of sewage waste can be brought, either in the form of energy production is in the form of a resource or raw material, such as biogas, nutrients, biofuels, bioplastics, biopesticides, among others. The technologies usually employed for energy recovery of waste sewage are the turbines, engines and micro turbines adapted to the use of biogas. This study aims to model thermal cycles of thermal generation and cogeneration fueled by biogas derived from sewage treatment from technological survey, assess the cost of energy products generated by the analyzed thermal power plants, as well as the application potential of central power generating capacity at different levels, aimed at greater energy sustainability of cities. The modeling is based on three municipalities data with approximately 10.000, 100.000 and 1 million people and analyzes are made to the current situation, with sensitivity analysis to the purchase and sale price of electricity and interest rate, and analyzing alternatives using the trading of carbon credits, partial loads and landfill biogas with biogas sewage. As a result it has been that in any analysis was generating power to the city of 10.000 inhabitants and in cities of 100.000 and 1 million inhabitants the energy generated does not meet the needs of the sew... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Jose Antenor Pomilio / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-07T10:48:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Martins_GeomarMachado_D.pdf: 4129472 bytes, checksum: 7290e97be14c6528a200531ef75ad6b8 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: A conexão de fontes de geração distribuída com' a rede geralmente necessita de um conversor eletrônico para processar a energia gerada localmente e injetá-la na rede. Este trabalho apresenta um sistema de geração distribuída para baixas potências, composto por uma fonte primária em CC, como uma Célula a Combustível. Um conversor elevador boost conecta a fonte primária a um inversor trifásico comutado em baixa freqüência que injeta a energia na rede e garante a sua qualidade. Um circuito auxiliar é agregado à topologia do inversor com a finalidade de reduzir a distorção de sua tensão de saída, dessa forma melhorando a forma de onda da corrente. A estratégia de controle empregada permite um desempenho seguro mesmo com as flutuações na energia gerada. As principais vantagens desta proposta são a minimização das perdas de chaveamento (ou seja, alto rendimento) e a eliminação de IEM (o que evita o uso de filtros de altas freqüências comuns nos conversores chaveados em alta freqüência). Os procedimentos de projeto são estabelecidos com vistas à redução do volume dos elementos empregados no circuito, buscando uma densidade de potência mais alta. Um protótipo de 1300 V A é implementado e testado. Os resultados obtidos confirmam a análise teórica / Abstract: The connection of distributed power sources with the utility grid generally needs an electronic power converter for processing the locally generated power and injecting current into the system. This work presents a system intended to low-power distributed generation composed by a DC primary source, as a fuel cell. A boost converter connects the supply to an inverter, composed by a three-phase one using low-frequency commutation, which injects the power into the grid and guarantees the AC power quality. An auxiliary circuit is added to the inverter topology in order to reduce the output voltage distortion, thus improving the current waveform. The employed control strategy allows a secure performance even if there are fluctuations in the generated power. The main advantages of this approach are the minimization of the switching losses (i.e. high efficiency) and the elimination of the EMI (which avoids high-frequency filters necessary in high-frequency commutation inverters). Design procedures are established permiting to reduce the volume of the elements, seeking a high power density. A 1300 V A converter prototype is implemented and tested. The obtained results confirm the theoretical analysis / Doutorado / Energia Eletrica / Doutor em Engenharia Elétrica