CÂMARA, R. A. da. Análise comparativa de desempenho de conversores CA-CC monofásicos utilizando FPGA para aplicação em no-breaks. 2012. 205 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2013-06-07T12:54:10Z No. of bitstreams: 1 2012_tese_racamara.pdf: 6550956 bytes, checksum: b28cbf0065d650ae8ea742bb342bd03d (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2013-06-07T17:21:35Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_tese_racamara.pdf: 6550956 bytes, checksum: b28cbf0065d650ae8ea742bb342bd03d (MD5) / Made available in DSpace on 2013-06-07T17:21:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_tese_racamara.pdf: 6550956 bytes, checksum: b28cbf0065d650ae8ea742bb342bd03d (MD5) Previous issue date: 2012-11-23 / This thesis presents two novel topologies of AC-DC converters with common neutral: five-level interleaved converter and five-level T type converter. Besides, a novel type of implementation of Indirect Current Control (ICC) is also presented. Thus, a comparative analysis of performance between three single phase AC-DC converters for UPS applications is realized. The analyzed converters have as common characteristics: power factor correction, digital control using FPGA and connection between input power supply and converter output enabling the use of UPS inverter and by-pass. The first one analyzed converter is the conventional three level converter which presents as main feature reduced numbers of power semiconductors and components. The second one analyzed converter is the five level interleaving converter which presents as main feature reduced conduction and commutation losses. Finally, the last one analyzed converter is the T type five level converter which presents as main features: reduced conduction and commutation losses and magnetic components operating with the double of switching frequency reducing weight and volume. Theoretical analysis of the single phase converters, basics concepts of digital control and modulation technique, design procedure, simulation and experimental results of lab models are presented in order to validate the principle of operation of the proposed converters. / Esta tese de doutorado apresenta duas novas topologias de conversores CA-CC com uso de neutro comum: conversor de cinco níveis intercalado e conversor de cinco níveis tipo T. Além disso, uma nova forma de implementação da técnica de controle indireto da corrente (Indirect Current Control - ICC) é apresentada. Assim, para comprovação da praticidade dos conversores apresentados, toma-se como base o conversor CA-CC de três níveis convencional e então é realizada uma análise comparativa de desempenho entre esses três conversores CA-CC monofásicos para aplicação em no-breaks. Os conversores analisados possuem como característica comum a correção do fator de potência, o controle digital realizado por FPGA e a conexão da fonte de alimentação com o estágio de saída, facilitando o uso de inversor e by-pass para no-breaks. O primeiro conversor analisado é o conversor de três níveis convencional que apresenta como principal característica o reduzido número de componentes. O segundo conversor analisado é o conversor de cinco níveis intercalado que apresenta como principal característica as reduzidas perdas de comutação e condução. Finalmente, o terceiro conversor analisado é o conversor de cinco níveis tipo T que apresenta como principais características: reduzidas perdas de comutação e condução; os elementos magnéticos operam com o dobro da frequência de comutação reduzindo desta maneira o peso e o volume. A análise teórica dos conversores monofásicos, os conceitos básicos sobre o controle digital e a técnica de modulação, a metodologia de projeto, simulação e resultados experimentais dos protótipos construídos são apresentados para validar o princípio de funcionamento dos conversores propostos.

SANTOS, F. C. B. Retificador trifásico semicontrolado para sistemas eólicos de carregamento de baterias. 2011. 79 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2011. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2013-06-07T13:05:59Z No. of bitstreams: 1 2011_dis_fcbsantos.pdf: 3741476 bytes, checksum: 4bd890d0e4d1bc6213c60277abdc9177 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2013-06-07T17:24:50Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_dis_fcbsantos.pdf: 3741476 bytes, checksum: 4bd890d0e4d1bc6213c60277abdc9177 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-06-07T17:24:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_dis_fcbsantos.pdf: 3741476 bytes, checksum: 4bd890d0e4d1bc6213c60277abdc9177 (MD5) Previous issue date: 2011-09-05 / The main objective of this work is to build a low cost CA/CC battery charging with high power factor to small energy wind power supply. The proposed topology has been chosen after a review of rectifiers’ characteristics used for this proposal. Unlike the others proposals, the topology was designed take in a count aspects that make it appropriated to operate in remote areas. A semi controlled three phase rectifier operating in high frequency was built with a reduced numbers of semiconductors. The system is powered by a synchronic generator turbine of permanent magnets A control unit runs in open loop with a control strategy of key switching operating in discontinuous conduction mode (DCM) that ensure high power factor and low harmonic distortion total, improving the power transfer efficiency. The prototype output power was 250 W, it was specified to charge a 48 V battery bank. Tests were conducted in low speed and wind power by 1 kW. A motor was drived as variable voltage charge to emulating wind conditions. Goods results were obtained like a power factor of 0.98 and the input current THD 18%, experimental results was carried out to validate the functionality of the proposed converter. / O presente trabalho tem como principal objetivo construir um conversor CA/CC de baixo custo e elevado fator de potência para o carregamento de baterias. A topologia proposta foi escolhida após uma revisão das características dos retificadores usuais para esse fim. Diferente dos outros, apresenta aspectos de robustez que o tornam apropriado para operar em localidades remotas. O retificador trifásico semicontroladoem alta frequência (RTSCAF) é construído com um número reduzido de chaves semicondutoras. O elevador de tensão é alimentado por uma turbina com umgerador síncrono a ímãs permanentes (PMSG). Um circuito de controle em malha aberta efetua a comutação das chaves para a operação no modo de condução descontínuo (DCM).Esse modo mantém as correntes em fase com as tensões, resultando em elevado fator de potência e baixa distorção harmônica total (DHT), implicando em eficiente transferência de potência. Foi construído um protótipo com potência de saída de 250 W, para carregar um banco de baterias de 48 V. Os testes foram realizados com um aerogerador de baixa rotação, até 1 kW, acionado por um motor com variador de tensão, emulando as condições do vento. Foram obtidos um fator de potência de 0,98 e DHT na corrente de entrada de18%, resultados experimentais que validam a funcionalidade do conversor proposto.

CASTRO, T. N. Modelo de previsão sazonal de chuva para o Estado do Ceará baseado em redes neurais artificiais. 2011. 78 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2011. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2013-06-12T11:28:44Z No. of bitstreams: 1 2011_dis_tncastro.pdf: 2220608 bytes, checksum: 52a0a94abe348c142dc311c6b4da7646 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2013-06-12T16:44:03Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_dis_tncastro.pdf: 2220608 bytes, checksum: 52a0a94abe348c142dc311c6b4da7646 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-06-12T16:44:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_dis_tncastro.pdf: 2220608 bytes, checksum: 52a0a94abe348c142dc311c6b4da7646 (MD5) Previous issue date: 2011-09-15 / Climatological systems are characterized by complex modeling and having low predictability. In semi-arid regions, as the Brazilian Northeast, weather forecast information are necessary for the maintenance of life and a better use of water resources. The State of Ceará, located on the north of Brazilian Northeast, is a region that suffers with drought for a long time. The Fundação Cearense de Meteorologia e Recursos Hídricos (FUNCEME), which belongs to the state government, is responsible for generating research to bring a better phenomenological understanding on the weather of the State of Ceará and thus make a better prediction on how the rainy season will be. Today the foundation makes use of numerical modeling consisting of two regional models, the Regional Spectral Model (RSM) and the Regional Modeling Atmospheric System (RAMS), nested by a downscaling technique to the large scale dynamic model ECHAM4.5, in order to do its predictions. Dynamic models are characterized by their high computational costs, large amounts of information on its input and high complexity usage. The development of forecasting models based on Artificial Neural Networks (ANN) covers various areas of knowledge showing promising results. Neural network based models are capable of reproducing different types of systems through its learning capability. In this thesis it was developed a model for predicting rain for the eight homogeneous regions of the state of Ceará that presents low computational cost and easy use. In order to achieve this development it was used an ANN base on a Neo-Fuzzy Neuron (NFN) technique. Despite being offered a new prediction model, this thesis aims to enrich the information generated by forecast models and do a better prediction on the rainy season of the State of Ceará. The proposed model was compared to the RSM model that is currently in use by FUNCEME in its predictions. In this comparison, as performance indicators, it was used: the execution time, value of the root mean square error (RMSE) and the correlation with the observed values. At the end, it is concluded that the proposed model had a better performance and was faster than the RSM dynamic model in its predictions. / Sistemas climatológicos são caracterizados por apresentarem modelagem complexa e de baixa previsibilidade. Em regiões de clima semiárido, como o Nordeste Brasileiro, informações de previsão climatológicas são de interesse para um melhor aproveitamento dos recursos hídricos. O Estado do Ceará, localizado no norte do Nordeste Brasileiro, sofre periodicamente com os problemas de estiagem. Atualmente a Fundação Cearense de Meteorologia e Recursos Hídricos (FUNCEME), órgão pertencente ao governo do Estado do Ceará, é responsável por gerar pesquisas voltadas a trazer um melhor entendimento fenomenológico do clima do Estado e com isso efetuar uma melhor previsão de como será o período de chuvas. Hoje a Fundação utiliza-se de modelagem numérica composta por dois modelos regionais, Modelo Regional Espectral 97 (MRE) e o Regional Modeling Atmospheric System (RAMS), aninhados por uma técnica de downscaling ao modelo dinâmico de grande escala ECHAM4.5, para efetuar suas previsões. Os modelos dinâmicos são caracterizados por apresentarem elevado custo computacional, grande quantidade de dados para sua entrada e alta complexidade na utilização. O desenvolvimento de modelos de previsão baseados em Redes Neurais Artificias (RNA) abrange diversas áreas do conhecimento e tem apresentado resultados promissores. Modelos baseados em redes neurais são capazes de reproduzir deferentes tipos de sistemas através da sua capacidade de aprendizado. Nesta dissertação foi desenvolvido um modelo de previsão de chuvas para as oito regiões homogêneas do Estado do Ceará, que apresenta um baixo custo computacional e de fácil utilização. Para atingir este desenvolvimento foi utilizada uma RNA baseada na técnica Neo-Fuzzy Neuron (NFN). Apesar de ser proposto um novo modelo de previsão, não se deseja a substituição dos atuais modelos, o novo modelo proposto nesta dissertação tem por finalidade enriquecer as informações geradas através de modelos de previsão para que assim possa ser gerada uma melhor predição de como será o período de chuvas no Estado do Ceará. O modelo proposto foi comparado ao modelo MRE que é atualmente utilizado pela FUNCEME para suas previsões. Nesta comparação utilizou-se como indicadores de desempenho: tempo de execução, valor da raiz quadrada do erro médio quadrático (REMQ) e a correlação com os valores observados. Ao final pode-se concluir que o modelo desenvolvido apresentou um melhor desempenho com menor tempo de processamento em relação ao modelo dinâmico MRE para efetuar a previsão de chuvas.

OLIVEIRA, V. S. de. Aplicação do método dos elementos finitos 3D na caracterização eletromagnética estática de motores de relutância variável com validação experimental. 2013. 124 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2013-06-12T12:01:20Z No. of bitstreams: 1 2013_dis_vsoliveira.pdf: 2651482 bytes, checksum: 8613a60ff91b8cef21b900a3397e90af (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2013-06-12T16:49:51Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_dis_vsoliveira.pdf: 2651482 bytes, checksum: 8613a60ff91b8cef21b900a3397e90af (MD5) / Made available in DSpace on 2013-06-12T16:49:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_dis_vsoliveira.pdf: 2651482 bytes, checksum: 8613a60ff91b8cef21b900a3397e90af (MD5) Previous issue date: 2013-02-07 / This paper presents a study on the characteristics of a static magnetization VRRM - Variable Reluctance Rotating Motor – 1 hp, based on the simulation of machine design using Finite Element Analysis (FEA) with 3D tetrahedral and hexahedral meshes intending to investigate which meshes is the most suited to this study. Three experimental methods to validate the design via Finite Elements were used: method for determining the impedance with AC voltage, the rising time method of DC current phase and falling time of DC current phase method. All tasks of simulation and measurement were performed using a personal computer. To perform the design simulation a numeric simulation software was used with finite element analysis (CST STUDIO SUITE TM 2010®) in three dimensions, using both, tetrahedral and hexahedral meshes. For measurement tasks also a data acquisition board (DAQ) integrated with two interfaces was used: the LabView® and Signal Express® both developed by the same manufacturer of the acquisition board (National Instruments) aiming to determine the inductance per phase of the VRRM. From the values obtained of inductance per phase the flux linkage per phase was calculated. Graphs of flux linkage with current and inductance profiles for seven positions are shown and compared with the simulation FEA. Tables showing the values of some differences between the methods in terms of percentage are presented and discussed. An evaluation of all methods was done, showing positives and negatives aspects, limitations and suggestions to improve them. The machine was a studied Variable Reluctance Rotating Motor 6/4 (6 stator poles and 4 poles on the rotor), three-phase, 1 hp, rated current of 10A and speed of 2.000 rpm, designed by the Research Group on Automation and Robotics, Department of Electrical Engineering, Federal University of Ceará. / Neste trabalho é apresentado um estudo sobre as características de magnetização estática de um MRRV – Motor Rotativo de Relutância Variável – de 1 cv, com base na simulação do projeto da máquina utilizando Análise por Elementos Finitos (AEF) 3D com malhas tetraédricas e hexaédricas, com vistas a investigar a que mais adequava-se a esse estudo. Três métodos experimentais foram utilizados para a validação do projeto via Elementos Finitos: método de determinação da impedância com tensão CA, método do tempo de subida de corrente DC de fase e método do tempo de descida de corrente DC de fase. Um estudo comparativo foi realizado como forma de efetivar a validação. Todas as tarefas de simulação e de medição foram realizadas utilizando um microcomputador. Para a realização da simulação do projeto foi utilizado um software de simulação numérica com análise dos Elementos Finitos (CST STUDIO SUITE TM 2010®) em três dimensões, utilizando para tanto, malhas tetraédricas e hexaédricas. Para as tarefas de medição, foi utilizada também uma placa de aquisição de dados (DAQ) integrada a duas interfaces: do LabView® e Signal Express® ambos desenvolvidos pelo o mesmo fabricante da placa de aquisição (National Instruments) com o objetivo de determinar a indutância por fase do MRRV. A partir dos valores obtidos de indutâncias por fase, foi calculado o fluxo concatenado por fase. Gráficos de fluxo concatenado por corrente e perfis de indutâncias para sete posições são apresentados e então comparados com a simulação por AEF. Tabelas evidenciando as diferenças de alguns valores entre os métodos em termo de porcentagem são apresentadas e discutidas. Uma avaliação sobre todos os métodos foi feita, evidenciando aspectos positivos, negativos, limitações e sugestões de melhoria dos mesmos. A máquina estudada foi um Motor Rotativo de relutância Variável 6/4 (6 pólos no estator e 4 pólos no rotor), trifásico, de 1 cv de potência, corrente nominal de 10A e velocidade de 2.000 rpm, projetado pelo Grupo de Pesquisa em Automação e Robótica do Departamento de Engenharia Elétrica da Universidade Federal do Ceará.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2018-02-06T03:14:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 349771.pdf: 10515551 bytes, checksum: d6e6f97761e28c5a18bd2ca61612793a (MD5) Previous issue date: 2017 / A deficiência auditiva, também conhecida como surdez, consiste na perda parcial ou total da capacidade de audição de um indivíduo. De forma geral, essa limitação pode ser compensada pela utilização de aparelhos auditivos. Esses dispositivos são projetados não apenas para amplificar o campo acústico nas adjacências do ouvido, mas também para aumentar a inteligibilidade e o conforto acústico do usuário. Apesar do avanço da tecnologia digital, estudos recentes relatam a insatisfação dos usuários com relação a diferentes aspectos, entre eles: a amplificação do ruído ambiente, a realimentação acústica e o efeito de oclusão. Essas características tendem a reduzir o tempo de uso diário do aparelho pelos usuários.A realimentação acústica decorre do acoplamento acústico entre o alto-falante e o microfone do aparelho auditivo e se manifesta na forma de um apito estridente que causa desconforto físico ao usuário, podendo ser ouvido por pessoas no seu entorno. A prevenção da realimentação acústica usualmente é realizada através da limitação do ganho máximo do dispositivo, da utilização de canceladores ativos de realimentação ou do estreitamento ou fechamento do canal auditivo por um molde (de forma a aumentar a impedância acústica entre alto-falante e microfone). Embora o estreitamento ou fechamento do canal auditivo seja o método mais usual e efetivo, sua utilização resulta no chamado efeito de oclusão. O efeito de oclusão ocorre quando o aparelho auditivo, posicionado na porção cartilaginosa do canal, possui uma abertura de ventilação com tamanho insuficiente para promover a necessária dissipação de energia sonora conduzida ao canal auditivo através do crânio e da mandíbula, causando aumento significativo de potência em baixas frequências (predominantemente na faixa de 200 a 500 Hz) e fazendo com que o usuário ouça sua própria voz de forma abafada. Este trabalho apresenta, inicialmente, a análise de um sistema de cancelamento de realimentação na presença do efeito de oclusão. Simulações para validação do modelo mostraram que o efeito de oclusão não altera o desempenho do sistema de cancelamento. Como contribuição principal, um novo sistema adaptativo de controle ativo de ruído para reduzir o efeito de oclusão em aparelhos auditivos sem duto de ventilação é proposto. Em contraste com os canceladores de efeito de oclusão previamente desenvolvidos, esse sistema oferece uma estrutura de cancelamento não realimentada, que permite a análise de seu comportamento como um problema de identificação de um filtro linear com resposta ao impulso finita. Equações recursivas determinísticas foram derivadas para predição do erro quadrático médio e comportamento médio dos coeficientes, tanto para transitório como em regime permanente. Tais modelos são de particular interesse para os projetistas de aparelhos auditivos como ferramentas de guia para definir parâmetros ótimos, de forma a obter o desempenho desejado. As simulações computacionais concordam com as predições teóricas obtidas pelas equações derivadas, indicando uma redução média de 5,4 dB do efeito de oclusão na faixa de 200-500 Hz. Experimentos subjetivos corroboram a funcionalidade da arquitetura proposta. / Abstract : Hearing loss is the partial or total loss of hearing ability of an individual. In general, this limitation can be compensated by the use of hearing aids. These devices are designed not only to amplify the sound field in the vicinity of the ear, but also to increase the intelligibility and acoustic comfort of the user. Even with the advancement of digital technology, recent studies have reported the dissatisfaction of users with respect to several aspects, including: environmental noise amplification, acoustic feedback and occlusion effect. Such characteristics tend to reduce the daily use of the device by users.The acoustic feedback results from the acoustic coupling between the loudspeaker and the microphone of the hearing aid, and is manifested as a shrill whistle that causes physical discomfort to the user and it is perceived by the user and people around as an unpleasant sound. Prevention of acoustic feedback is usually accomplished by limiting the maximum gain of the device, the use of active feedback cancellers or by narrowing or closing of the auditory canal by a mould (in order to increase the acoustic impedance between loudspeaker and microphone). The narrowing or closure of the auditory canal is the most common and effective method, but its use reinforces the occlusion perception. The occlusion effect occurs when the earmould, placed in the cartilaginous part of the ear canal, has a ventilation oppening insufficient to dissipate the necessary acoustical energy conducted to the ear canal through the skull and jaw, resulting in a power increase at low frequencies (predominantly in the range of 200 to 500 Hz), leading the user to perceive a muffled version of his own voice.This work presents, initially, an analysis of a feedback system cancellation in the presence of the occlusion effect. The predicted results of the mean weight behaviour are compared with simulations to show that the occlusion effect does not affect the feedback system performance. Following, a new adaptive active-noise-control system to reduce the occlusion effect in unvented hearing aids is proposed. In contrast to previously developed occlusion-effect cancellers, this system is based on a feedforward cancelling structure that permits the analysis of its behaviour as a finite-impulse-response linear-filter identification problem. Deterministic recursive equations were derived with the aim to theoretically predict its mean square error and mean coefficient behaviour, both in transient and steady state conditions. Such models are of particular interest to hearing aid designers as guide tools for setting parameters to obtain a desired performance. Computational simulations accurately agree with theoretical predictions obtained by the derived equations, indicating a mean reduction of 5.4 dB of the occlusion effect in the range of 200?500 Hz. Subjective experiments corroborate the functionality of the proposed architecture.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2018-02-06T03:16:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 349770.pdf: 14806277 bytes, checksum: c7493a1b9803160142c63b7ffe539c61 (MD5) Previous issue date: 2017 / Esta tese propõe o estudo analítico de um conjunto de retificadores PWM monofásicos e trifásicos, os quais são concebidos a partir do retificador SEPIC DCM clássico. Os novos conversores utilizam os princípios do dobrador de tensão e da inclusão de células de capacitor chaveado. Uma comparação com o retificador SEPIC convencional evidencia que, embora utilize elementos adicionais, a família de conversores proposta pode fornecer reduzidos esforços de tensão sobre seus semicondutores para um mesmo nível de tensão de saída, ou pode fornecer o dobro do ganho de tensão de saída para os mesmos esforços de tensão sobre seus semicondutores. Os referidos retificadores apresentam ainda como características: as correntes drenadas do sistema alimentador seguem naturalmente, sem demandar um sistema de controle, o formato de suas respectivas tensões; reduzido conteúdo harmônico nas correntes de entrada e elevando fator de potência. Objetivando validar os estudos teóricos desenvolvidos, são apresentados os resultados obtidos via simulação numérica e os resultados experimentais obtidos a partir dos protótipos elaborados. O conjunto de conversores tratados apresenta em potência nominal: THD inferior a 3,2%, FP em torno de 0,999 e rendimento superior a 94%. / Abstract : This thesis proposes the analytical study of a family of single-phase and three-phase PWM rectifiers which are designed from the classic SEPIC-DCM rectifier. The novel converters are based on the principle of the voltage doubler and inclusion of switched capacitor cell. A comparison with the classic SEPIC rectifier demonstrates that although use additional elements the proposed converters can either provide reduced voltage stress on the semiconductors for the same output voltage level or supply double the gain of the output voltage with the same voltage stress on the semiconductors. The proposed converters have input currents that follow naturally the shape of their respectives voltages without a current control; reduced harmonic distortion in input current and high power factor. In order to validate the developed theoretical study are presented the numerical simulation results and the experimental results, which were obtained from built prototypes. The set of rectifiers presents in rated power: THD less than 3.2%, FP around 0.999 and efficiency greater than 94%.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2018-02-06T03:19:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 350318.pdf: 4408374 bytes, checksum: eeeaa987584b830e3d86021610930a57 (MD5) Previous issue date: 2017 / Os Geradores Síncronos Trifásicos de Polos Salientes (GSTPS) são equipamentos de grande importância para o ramo de geração de energia elétrica estando amplamente consolidados na área de sistemas elétricos de potência. O desempenho desta máquina pode ser analisado através de um conjunto de parâmetros que permite a modelagem da mesma. Este trabalho tem como objetivo determinar os valores dos parâmetros de circuito equivalente e dos parâmetros elétricos em regime permanente de GSTPS. Apresenta-se a comparação e a análise dos valores dos parâmetros de GSTPS obtidos por metodologia analítica, simulação numérica via método de elementos finitos (MEF) e através de ensaios experimentais definidos em normas. Os resultados por metodologia analítica e MEF são obtidos através de dados de projeto e os resultados experimentais são obtidos através dos ensaios realizados na máquina real. Inicialmente, apresentam-se as equações para o cálculo analítico e é desenvolvida uma metodologia de cálculo de GSTPS. Posteriormente, apresentam-se os ensaios experimentais realizados para a obtenção dos valores dos parâmetros da máquina. Em seguida, apresenta-se a comparação dos valores dos parâmetros calculados analiticamente e via MEF. Por fim, os valores dos parâmetros obtidos analiticamente, pelo MEF e através de ensaios são comparados, sendo que os resultados apresentam-se coerentes. A análise dos resultados apresenta as possíveis causas de discordâncias, além da verificação experimental dos conceitos de cálculo analítico de GSTPS. / Abstract : Three-phase salient-pole synchronous generators (GSTPS, in Portuguese) have a great importance to the field of electric power generation and are widely consolidated in the area of electric power systems. The performance of these machines can be analyzed through a set of parameters that allow its modeling. This work aims at the determination of the equivalent circuit parameters and other electrical parameters at of GSTPS steady-state. These parameter values are obtained through three approaches, whose resulting values are analyzed and compared: analytical methodology; numerical simulation employing the finite element method (FEM); experimentally through standard tests. The analytical methodology and the FEM employ project data, while the experimental data are obtained from tests on the real machine. Initially, the equations for the analytical calculation are presented, and a calculation methodology for GSTPS is developed. The experimental tests performed to obtain the parameters of the machine are also presented. The results from different methods allow a comparative analysis of the parameters obtained from the same available geometry, which show a coherent agreement. Finally, the analysis indicates the possible causes of deviation between results, as well as the experimental verification of the concepts of analytical calculation of GSTPS.

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.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2018-02-06T03:20:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 350319.pdf: 5503308 bytes, checksum: 80691cd22ee1ac6ae863949f8d979f7d (MD5) Previous issue date: 2017 / Diabetes Mellitus se trata de uma doença crônica sem cura e de alta prevalência, cujo controle depende do monitoramento frequente da glicose sanguínea. O método corrente de automonitorização (glicosímetro), embora essencial, é inconveniente e oneroso. Um dispositivo com aspectos de medição não invasiva e potencialmente contínua é favorável ao tratamento e à estabilização da doença. A espectroscopia de infravermelho próximo (NIR) consiste numa técnica promissora para a mensuração não invasiva da glicemia. O objetivo primário deste trabalho foi contribuir para o desenvolvimento de um dispositivo de medição não invasiva de glicose sanguínea, baseado em princípios de espectroscopia NIR, com desempenho clínico em conformidade com os requisitos das normas vigentes. Desenvolveu-se um instrumento eletrônico com diodos emissores de luz de diferentes comprimentos de onda e fotodiodos. Utilizou-se o dispositivo em testes de desempenho com modelo in vitro, composto por glicose anidra e água desmineralizada. A calibração do instrumento ocorreu mediante o uso de regressão linear múltipla pelo método dos mínimos quadrados (MMQ) e de regressão por redes neurais artificiais (RNA). Em predição de glicose in vitro, o sistema apresentou desvio absoluto médio (MAD) de 11,8 mg/dL e erro percentual absoluto médio (MARD) de 5%. Os menores erros advieram das RNA, para as quais a utilização de múltiplas variáveis independentes melhorou os resultados de predição de glicose. Em análise de desvios, verificaram-se variações aleatórias dos sinais do instrumento de até 0,15%, suficientemente maiores do que os sinais da variação de 11,0 mg/dL de concentração de glicose. Nesse sentido, aperfeiçoamentos técnicos são ainda necessários para o desempenho adequado do instrumento na medição não invasiva da glicemia. / Abstract : Diabetes Mellitus is a chronic disease with no cure and high prevalence, whose control depends on the frequent monitoring of blood glucose. The current self-monitoring method (glucose monitor), although essential, is inconvenient and costly. A device with non-invasive and potentially continuous measurement aspects is useful to containment of the disease. Near-infrared spectroscopy (NIR) is a promising technique for noninvasive measurement of glycaemia. The primary objective of this study was contribute to the development of a noninvasive blood glucose monitoring device, based on NIR spectroscopy principles, with clinical performance in accordance with the requirements of current standards. An electronic instrument was developed with light-emitting diodes with different wavelengths and photodiodes. The device was used in performance tests with in vitro model, composed of anhydrous glucose and demineralized water. The instrument calibration was performed by the use of multiple linear regression by least square method (LSM) and regression by artificial neural networks (ANN). In in vitro glucose prediction, the system presented mean absolute deviation (MAD) value of 11.8 mg/dL and mean absolute relative difference (MARD) of 5%. The smallest errors occurred for ANN, for which the use of multiple independent variables considerably improved glucose prediction results. In deviation analysis, there were random variations of instrument signals up to 0.15%, sufficiently greater than the variation signals of 11.0 mg/dL of glucose concentration. In this sense, technical improvements are still required for the adequate performance of the instrument in non-invasive measurement of blood glucose.

LUNA, M. L. M. Desenvolvimento e validação de traçador de curva I x V para módulos fotovoltaicos. 2016. 126 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016. / Submitted by Hohana Sanders (hohanasanders@hotmail.com) on 2016-06-29T17:00:20Z No. of bitstreams: 1 2016_dis_mlmluna.pdf: 6337261 bytes, checksum: cd68d04b7b3896a1ef02dda26e7f9dc8 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-07-12T15:10:04Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_dis_mlmluna.pdf: 6337261 bytes, checksum: cd68d04b7b3896a1ef02dda26e7f9dc8 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-12T15:10:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_dis_mlmluna.pdf: 6337261 bytes, checksum: cd68d04b7b3896a1ef02dda26e7f9dc8 (MD5) Previous issue date: 2016-05-02 / The IxV curves tracers for PV modules are used as a method of diagnosis of problems such as shadowing, faulty connections and degradation conditions. There are several types and brands tracers commercially available, but their costs are quite high in the Brazilian market due to the need to import. This thesis describes the development and validation of a IxV curve tracer for PV modules based on the electronic load method using MOSFET as load to the module. By appropriate variation of the MOSFET gate-source voltage signal was possible to acquire the points of voltage and current of the PV modules terminals. These points were recorded using a data acquisition board with PIC18F2550, which is controlled by a computer via a USB with a graphical interface to the user. This interface was developed in MATLAB software ensuring greater flexibility and functionality to the device. For PV module temperature measurements PT100 sensors were used and measurements of solar irradiance was used a pyranometer LP02 model Hukseflux Thermal Sensor manufacturer, these sensors were connected to a supervisory system consists of a PC and a programmable logic controller (PLC). The validation process was conducted by comparing the electrical parameters provided by the developed tracer and the commercial tracer MINI-KLA. From this comparison an error was generated for each parameter. Three PV modules of different electrical characteristics (20 Wp, 87 Wp e 160 Wp) were used and there was similarity between the curves of the developed tracer with the curves of the commercial tracer. The average of errors of the electrical parameters for the 3 PV modules was less than 5% at no shading conditions. In two conditions of shading, the IxV curves provided by the two tracers for the KC 85 T PV module were compared and it was observed in the first situation that the MINI-KLA tracer could characterize only partially the curve while the tracer developed could characterize the curve fully, in the second situation there was great similarity between the curves of the two tracers with maximum percentage difference in the electrical parameters equal to 5.41%. / Os traçadores de curva IxV para módulos FV são utilizados como um método de diagnóstico de problemas como sombreamento, conexões defeituosas e condições de degradação. Existem diversos tipos e marcas de traçadores disponibilizados comercialmente, mas seus custos são bastante elevados no mercado brasileiro devido à necessidade de importação. A presente dissertação aborda o desenvolvimento e a validação de um traçador de curva IxV para módulos FV baseado no método de carga eletrônica com uso de MOSFET como carga para o módulo. Através da adequada variação do sinal de tensão de gate-source do MOSFET foi possível adquirir os pontos de tensão e corrente nos terminais dos módulos FV. Estes pontos foram registrados através de uma placa de aquisição de dados, com PIC18F2550, que é controlada via USB por um computador com uma interface gráfica para usuário. Esta interface foi desenvolvida com o software MATLAB, garantindo maior flexibilidade e funcionalidade ao dispositivo. Para medições da temperatura do módulo FV foram utilizados sensores PT100 e para as medições de irradiância solar foi utilizado um piranômetro modelo LP02 do fabricante Hukseflux Thermal Sensor; estes sensores foram utilizados através de um sistema supervisório composto por um PC e um controlador lógico programável (CLP). O processo de validação foi realizado através da comparação dos parâmetros elétricos fornecidos pelo traçador desenvolvido e pelo traçador comercial MINI-KLA. A partir desta comparação um erro foi gerado para cada parâmetro. Foram utilizados 3 módulos FV de diferentes características elétricas (20 Wp, 87 Wp e 160 Wp) e observou-se proximidade entre as curvas do traçador desenvolvido com as curvas do traçador comercial. A média dos erros para os 3 módulos relativa aos parâmetros elétricos obtidos com os 2 traçadores foi inferior a 5% em condições sem sombreamento. Em duas condições de sombreamento, as curvas IxV fornecidas pelos dois traçadores relativas ao módulo FV KC 85 T foram comparadas e observou-se na primeira situação que o traçador MINI-KLA conseguiu caracterizar apenas parcialmente a curva enquanto que o traçador desenvolvido conseguiu caracterizar a curva totalmente, na segunda situação observou-se grande proximidade entre as curvas dos dois traçadores com diferença percentual máxima nos parâmetros elétricos igual a 5,41%.