Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-09-08T04:08:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 334130.pdf: 2594544 bytes, checksum: 321ec17d4d7304c07a64af7be0f5d747 (MD5) Previous issue date: 2015 / Devido às diferenças no processo de fabricação, rotores centrifugados apresentam maior eficiência e maior resistência interbarras do que rotores injetados sob pressão. Por esse motivo, o tratamento térmico aplicado a rotores injetados para melhoria da isolação da gaiola não é tradicionalmente aplicado pela indústria a rotores centrifugados. Esse trabalho avalia o efeito da realização do tratamento térmico tradicional a 450°C em rotores centrifugados, avaliando ainda a viabilidade e os efeitos do tratamento térmico de rotores centrifugados a 520°C, temperatura não recomendada no caso dos rotores injetados sob pressão. As medições de eficiência são realizadas por meio de ensaios no dinamômetro, utilizando-se um estator padrão mantido em condições controladas. São medidas as resistências interbarras de rotores não tratados e tratados a 520°C. Para a realização dos ensaios são utilizados rotores de motores monofásicos de pequeno porte aplicados em compressores na refrigeração doméstica.<br> / Abstract : Due to differences in the manufacturing process, centrifuged rotors have higher efficiency and inter-bar resistance than those produced by high pressure die casting process. Therefore, the heat treatment applied to high pressure die casted rotors to improve the insulation of the cage is not traditionally applied by the industry to centrifuged rotors. This study evaluates the effect of the traditional 450°C heat treatment on centrifuged rotors, as well as the feasibility and effects of 520ºC heat treatment on centrifuged rotors, temperature not recommended for high pressure die casted rotors. The efficiency measurements are performed with a dynamometer, using a standard stator kept under controlled conditions. The inter-bar resistances of non-treated and 520°C heat treated rotors are measured. The tests are made using small single phase motors, usually applied in domestic refrigeration compressors.

MENDOÇA, M. R. Conversor CA-CC Flyback trifásico para iluminação pública utilizando LEDS de potência. 2014. 109 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-02-19T16:45:57Z No. of bitstreams: 1 2014_dis_mrmendonça.pdf: 11813383 bytes, checksum: 816cb47ac56499eb9a0c0b3b350bb52f (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-02-19T17:36:33Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_dis_mrmendonça.pdf: 11813383 bytes, checksum: 816cb47ac56499eb9a0c0b3b350bb52f (MD5) / Made available in DSpace on 2015-02-19T17:36:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_dis_mrmendonça.pdf: 11813383 bytes, checksum: 816cb47ac56499eb9a0c0b3b350bb52f (MD5) Previous issue date: 2014-08-18 / This paper presents the development of a three-phase AC-DC flyback converter with power factor correction without electrolytic capacitor, applied in street lighting using power LEDs. A review of some of the main topologies in the literature applied on LED lighting is performed. Furthermore, the using of an AC-DC converter with three-phase power supply, in order to withdrawal the electrolytic capacitors of the converter, is also proposed. The lifetime and reliability of AC-DC converters may be increased removing the electrolytic capacitors, considering that its lifetime has strong influence of the operating temperature. A study about three-phase AC-DC converters derived from the buck-boost topology is also performed, and a three-phase topology with one switch is analyzed. A prototype of this topology is developed, and the simulation and experimental results evidence the feasibility of using this technology in AC-DC converter LEDs. The prototype has an output power of 54 W, with power factor up to 0.99 and efficiency up to 77%, using low cost commercial ferrite core, and depending on the operating conditions. This prototype can operate in full-range of input voltages and also has a peak current control strategy, which reduces design costs due the using of a low cost controller. / Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um conversor CA-CC flyback trifásico, sem capacitor eletrolítico, com correção do fator de potência, aplicado à iluminação pública utilizando LEDs de potência. É realizada uma revisão sobre algumas das principais topologias presentes na literatura aplicadas em iluminação com LEDs. Também, é proposta a utilização de um conversor CA-CC com alimentação trifásica, visando a retirada dos capacitores eletrolíticos do conversor. A confiabilidade dos reatores eletrônicos pode ser aumentada com a retirada dos capacitores eletrolíticos, tendo em vista que a vida útil destes sofre forte influência da temperatura de operação. Um estudo acerca de conversores CA-CC trifásicos derivados da topologia buck-boost também é realizado, e uma topologia trifásica com um interruptor será analisada. Um protótipo desta topologia é desenvolvido, e os resultados de simulação e experimentais comprovam a viabilidade da utilização da mesma em reatores eletrônicos para LEDs. O protótipo apresenta potência de saída de 54 W, com fator de potência de até 0,99 e rendimento de até 77%, utilizando núcleos de ferrite comerciais de baixo custo e dependendo das condições de operação. Este protótipo pode operar em ampla faixa de tensões de entrada, além de possuir uma estratégia de controle por modo corrente de pico, o que reduz os custos do projeto graças à utilização de um controlador de custo reduzido.

MOURA NETO, M. B. Aplicação da norma IEC 61970 para padronização de dados e interoperabilidade de redes elétricas inteligentes. 2014. 102 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014 / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-02-19T17:04:29Z No. of bitstreams: 1 2014_dis_mbmneto.pdf: 7598323 bytes, checksum: 76f1fa6a62a5f2b378615a6e0b261848 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-02-19T18:17:11Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_dis_mbmneto.pdf: 7598323 bytes, checksum: 76f1fa6a62a5f2b378615a6e0b261848 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-02-19T18:17:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_dis_mbmneto.pdf: 7598323 bytes, checksum: 76f1fa6a62a5f2b378615a6e0b261848 (MD5) Previous issue date: 2014-02-28 / In the context of the current modernization process through which the electrical power systems go through, the concept of Smart Grids and their foundations serve as guidelines. In the search for interoperability, communication between heterogeneous systems has been the subject of constant and increasing developments. Under this scenario, the work presented in this dissertation focuses primarily on the study and application of the data model contained in the IEC 61970 series of standards, best known as the Common Information Model (CIM). With this purpose, the general aspects of the standard are exposed and assisted by the concepts of UML and XML, which are essential for a complete understanding of the model. Certain features of the CIM, as its extensibility and generality are emphasized, which qualify it as ideal data model for the establishment of interoperability. In order to exemplify the use of the model, a case study was performed which modeled an electrical distribution network in medium voltage so as to make it suitable for integration with a multi-agent system in a standardized format and, consequently, adequate to interoperability. The complete process of modeling an electrical network using the CIM is shown. Finally, the development of an interface is proposed as a mechanism that enables human intervention in the data flow between the integrated systems. The use of PHP with a MySQL database, are justified because of their suitability in various usage environments. / No processo atual de modernização pelo qual passam os sistemas de energia elétrica, o conceito de Redes Elétricas Inteligentes e seus fundamentos têm servido de diretrizes. Na busca pela interoperabilidade, a comunicação entre sistemas heterogêneos tem sido objeto de constantes e crescentes avanços. Este trabalho tem como objetivo o estudo e a aplicação do modelo de dados da série de normas IEC 61970, denominado Common Information Model (CIM). Com esse objetivo, os aspectos gerais da norma são apresentados, auxiliados pelos conceitos de UML (Unified Modeling Language) e XML (eXtensible Markup Language), essenciais para a compreensão integral do modelo. Determinadas características do modelo CIM, como sua extensibilidade e generalidade, são enfatizadas, as quais o credenciam como modelo com excelentes características para o estabelecimento da interoperabilidade. Com o intuito de exemplificar a utilização do modelo, realizou-se um estudo de caso em que se modelou uma rede elétrica de distribuição em média tensão de maneira a torná-la própria para integração com um sistema multiagente em um formato padronizado e, consequentemente, adequado à interoperabilidade. O processo completo de modelagem da rede elétrica utilizando o CIM foi demonstrado. Por fim, uma interface foi desenvolvida como mecanismo de manipulação dos dados nos documentos XML que possam fazer parte do fluxo de informações. A utilização do PHP, juntamente com um banco de dados MySQL, é justificada em decorrência de sua adequação de uso em ambientes diversos. Os conjuntos formados pela interface, simulador da rede elétrica e sistema multiagente para recomposição automática, constituíram um sistema cujas informações foram plenamente integradas.

FERREIRA NETO, J. A. Análise comparativa de inversores multiníveis monofásicos baseados em células de comutação com elevação da capacidade de corrente. 2014. 242 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-02-19T17:13:19Z No. of bitstreams: 1 2014_tese_jafneto.pdf: 5164353 bytes, checksum: 8bfba63c118f522eb0e80bbcc7d7f035 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-02-19T18:46:17Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_tese_jafneto.pdf: 5164353 bytes, checksum: 8bfba63c118f522eb0e80bbcc7d7f035 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-02-19T18:46:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_tese_jafneto.pdf: 5164353 bytes, checksum: 8bfba63c118f522eb0e80bbcc7d7f035 (MD5) Previous issue date: 2014-04-25 / This work presents a comparative evaluation of three single-phase neutral point clamped multilevel inverters, based on switching cells, which have as a common characteristic the capacity increase of the total output current of the converters without increasing the current efforts in semiconductors. The technique employed to perform this evaluation consists primarily on individual analysis of the classical three level topology, applying only the parallelism of switching cells. Then a detailed analysis of the main topology evaluated in this work is performed. It is the five level neutral point clamped inverter, based on multi-state switching cell, which uses multilevel interleaved converters, coupled magnetically through an autotransformer in order to distribute uniformly the total output current between their windings, and consequently between the semiconductors of the converter. In addition to presenting reduced conduction losses in the semiconductors, this technique also provides a reduction in volume and weight of magnetic components due to frequency of operation of reactive elements is a multiple of the switching frequency of the switches. Consequently, the resulting converters present high efficiency, high power density and low harmonic distortion for the output voltage and output current. The theoretical analysis of the five level neutral point clamped inverter, based on multi-state switching cell, is verified by digital simulation and by 5 kW prototypes experimentation. Simulation and experimental results are also presented for the third topology analyzed, the five level neutral point clamped inverter, based on interleaved switching cells. Finally, a comparative evaluation is performed for the three inverters analyzed. / Este trabalho apresenta a avaliação comparativa de três inversores multiníveis monofásicos com grampeamento do ponto central, baseados em células de comutação, que apresentam como característica comum a elevação da capacidade da corrente total de saída dos conversores sem aumentar os esforços de corrente nos semicondutores. A técnica utilizada para realizar esta avaliação consiste, primeiramente, na análise individual da topologia clássica de três níveis, aplicando apenas o paralelismo de células de comutação. Em seguida é realizada a análise detalhada da principal topologia avaliada neste trabalho. Trata-se do inversor de cinco níveis com grampeamento do ponto central, baseado na célula de comutação de múltiplos estados, que utiliza conversores multiníveis intercalados, acoplados magneticamente através de um autotransformador que, por sua vez, tem como finalidade distribuir uniformemente a corrente total de saída entre os enrolamentos e, consequentemente, entre os semicondutores do conversor. Além de apresentar perdas de condução reduzidas nos semicondutores, este conversor também apresenta uma redução no volume e peso dos componentes magnéticos, devido à frequência de operação dos elementos passivos possuir um valor múltiplo da frequência de comutação dos interruptores. Como consequência, os conversores resultantes apresentam alto rendimento, alta densidade de potência e uma baixa distorção harmônica total para a tensão e corrente de saída. A análise teórica do inversor de cinco níveis com grampeamento do ponto central, baseado na célula de comutação de múltiplos estados, é verificada através de simulação computacional e da experimentação obtida a partir de protótipos desenvolvidos para uma potência de 5 kW. São também apresentados resultados de simulação e experimentais para a terceira topologia analisada, o inversor de cinco níveis com grampeamento do ponto central, baseado em células de comutação intercaladas. Finalmente, é realizada uma avaliação comparativa entre os três inversores analisados.

ALVES. D. B. S. Conversor Boost de alto ganho baseado na versão bidirecional da célula de comutação de três estados. 2014. 91 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-02-19T14:08:27Z No. of bitstreams: 1 2014_dis_dbsalves.pdf: 2791727 bytes, checksum: 2948392917c93e689eccf4615c01422e (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-02-19T19:01:35Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_dis_dbsalves.pdf: 2791727 bytes, checksum: 2948392917c93e689eccf4615c01422e (MD5) / Made available in DSpace on 2015-02-19T19:01:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_dis_dbsalves.pdf: 2791727 bytes, checksum: 2948392917c93e689eccf4615c01422e (MD5) Previous issue date: 2014-10-09 / This paper presents the study and development of a topology of nonisolated converter operating at high frequency, which is suitable for the integration of battery banks, photovoltaic panels, and a high voltage dc link in a single conversion stage. The topology is based on the bidirectional version of the three-state switching cell and is recommended for battery charging, while a 200V dc link can be obtained in a single conversion stage using photovoltaic (PV) panels. The presented converter is able to supply a 200V dc link using a battery bank and a PV array and, depending on the solar irradiance level, it is also possible to charge the batteries by using a single conversion stage. Moreover, all the switches of the converter are able to operate under zero voltage switching (ZVS) condition over a wide operation range. The experimental results are obtained from a 500W laboratory prototype, which has been developed and tested in three situations: energy flow from the battery bank to the load, energy flow from the PV panel to the load; and energy flow from the panel to the battery bank, achieving the efficiency of 94,18%, 96,09% e 94,67% respectively. The high gain afforded by this topology and the excellent performance obtained in all operations mode, shows as a solution where the requirement of increasing the voltage to 200V or 400V from low input voltage energy sources, typically 12V, 24V or 48V, provided by batteries, solar panels or others sources of energy, for Uninterruptable Power Supply (UPS), or a DC link, for example. / Este trabalho tem por escopo apresentar o estudo e desenvolvimento de um conversor CC-CC não isolado de três portas, adequado à integração em um único estágio de conversão: um banco de baterias, um conjunto de painéis fotovoltaicos e o link CC. A topologia proposta apresenta um conversor boost de alto ganho baseado na versão bidirecional da célula de comutação de três estados na qual se tem integrado um banco de baterias e um conjunto de painéis fotovoltaicos com capacidade para gerar um barramento CC de 200V em um único estágio de processamento. A característica bidirecional da topologia permite aos painéis fotovoltaicos carregar as bateiras e alimentar a carga dependendo da incidência solar. No caso de ausência de sol, o banco de baterias supre a carga. Outra importante característica deste conversor é a comutação suave em modo ZVS para todas as chaves. Foi desenvolvido um protótipo experimental com potência nominal de 500W de forma a validar todo o embasamento teórico e de simulação apresentados. O conversor desenvolvido foi submetido a três condições: o fluxo de energia da bateria para a carga, do painel fotovoltaico para a carga e do painel para o banco de baterias, sendo obtido o rendimento de 94,18%, 96,09% e 94,67% respectivamente para cada condição. Além disso, as formas de ondas experimentais e de simulação para cada condição e o comparativo de rendimento de topologias, também são apresentados. O alto ganho e o rendimento alcançado nesta topologia, a torna uma forte solução quando há necessidade de elevar a tensão a partir de baterias ou painéis fotovoltaicos, quando os valores fornecidos por estes geralmente são de 12V, 24V ou 48V. Ressalte-se que este trabalho contribui cientificamente na área da eletrônica de potência, mais especificamente, no que concerne ao estudo e desenvolvimento de novas topologias de conversores CC-CC não isolados de três portas para aplicações em energias renováveis.

CORRÊA, R. M. C. Modelagem e validação do uso de módulo fotovoltaico flutuante em água. 2015. 101 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-04-23T14:10:46Z No. of bitstreams: 1 2015_dis_rmccorrêa.pdf: 3334226 bytes, checksum: 02e564ce778b4992a92151542f12087e (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-04-24T11:25:12Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_dis_rmccorrêa.pdf: 3334226 bytes, checksum: 02e564ce778b4992a92151542f12087e (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-24T11:25:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_dis_rmccorrêa.pdf: 3334226 bytes, checksum: 02e564ce778b4992a92151542f12087e (MD5) Previous issue date: 2015-01-30 / This dissertation presents the combination of an electrical and thermal model to represent the characteristics of the photovoltaic module floating in water. Based on the proposed model a MATLAB / Simulink software simulation is made and validated with data obtained through a experiment performed. Two experiments were conducted in the UFC Alternative Energy Laboratory in order to validate the model proposed by the use of two distinct manufacturing photovoltaic modules, a monocrystalline produced by Azur Solar GmbH model TSM 160M and a polycrystalline produced by Solartec model KS20T. The model proposed was satisfactory compared the model results with measured data, which is irradiance, temperature front, rear and IV characteristic curve of the PV module. The irradiance is obtained by a pyranometer LP02 model Hukseflux manufactured by Thermal Sensor, temperatures were measured with temperature sensors type thermo EN 100 and the characteristic curves were obtained by tracer curve mini-KLA, manufactured by Ingenieurbüro. The monocrystalline module errors were lower than 4% for short-circuit current values, open circuit voltage and maximum power point. To reduce the error the electric model initially proposed was changed at the point of maximum power and were obtained errors lower than 2% for the short-circuit current values, open circuit voltage and maximum power point. The polycrystalline module showed errors lower than 10% for the short-circuit current values, open circuit voltage and maximum power point. The polycrystalline module floating in water performance was compared to the conventional use (installed on the ground), being recorded a cell temperature difference at any given time of day to 29 °C between the two applications; as a consequence, better efficiency was obtained floating on the water module with power gains of up to 17% compared to conventional usage. / Esta dissertação apresenta a combinação de um modelo elétrico e térmico para representar as características do módulo fotovoltaico flutuante em água. A partir do modelo proposto é realizada simulação no software MATLAB/Simulink e validado com dados obtidos através de experimento realizado. Foram realizados dois experimentos no Laboratório de Energias Alternativas da UFC a fim de validar o modelo proposto através da utilização de dois módulos fotovoltaicos de característica de fabricação distintas, um monocristalino da Azur Solar GmbH modelo TSM 160M e um policristalino da Solartec modelo KS20T. O modelo proposto mostrou-se satisfatório quando comparado os resultados do modelo com os dados medidos, que são irradiância, temperatura frontal, posterior e curva característica I-V do módulo fotovoltaico. A irradiância é obtida através do piranômetro modelo LP02 do fabricante Hukseflux Thermal Sensor, as temperaturas foram medidas com sensores de temperatura tipo termorresistência PT 100 e a curvas características foram obtidas através do traçador de cuva mini-KLA, do fabricante Ingenieurbüro. O módulo monocristalino apresentou erros inferiores a 4% para os valores de corrente de curto-circuito, tensão de circuito aberto e ponto de máxima potência. Visando diminuir o erro alterou-se o modelo elétrico proposto inicialmente no ponto de máxima potência e foram obtidos erros inferiores a 2% para os valores de corrente de curto-circuito, tensão de circuito aberto e ponto de máxima potência. O módulo policristalino apresentou erros inferiores a 10% para os valores de corrente de curto-circuito, tensão de circuito aberto e ponto de máxima potência. Observou-se o rendimento do módulo policristalino flutuante em água em relação ao uso convencional (instalado sobre o solo), sendo registrada uma diferença de temperatura da célula em determinado horário do dia de até 29ºC entre as duas aplicações; como consequência, obteve-se melhor eficiência do módulo flutuante em água com ganhos de potência de até 17% em relação ao uso convencional.

SANTOS, K. P. Gerador de impulsos de tensão usando um conversor boost em cascata para inspeção de sistemas de aterramento. 2014. 120 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-04-27T12:15:09Z No. of bitstreams: 1 2014_dis_kpsantos.pdf: 3381650 bytes, checksum: 04f67570baea97ca0cb1ae70db533de4 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-04-27T18:05:29Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_dis_kpsantos.pdf: 3381650 bytes, checksum: 04f67570baea97ca0cb1ae70db533de4 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-27T18:05:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_dis_kpsantos.pdf: 3381650 bytes, checksum: 04f67570baea97ca0cb1ae70db533de4 (MD5) Previous issue date: 2014-10-03 / This paper presents the study and development of a voltage impulse generator using a cascaded boost converter topology operating in Discontinuous Conduction Mode (DCM) which will be used for the inspection of grounding systems used by electric power companies. The output voltage of the converter is applied to the grounding system which behaves as a load. The signal applied to the ground was measured by the data acquisition system and analyzed by an intelligent algorithms software. The voltage has the characteristics of a double exponential waveform which is a mathematical model used for study of lightning. Furthermore, the impulse generator has the option to produce a square waveform output voltage. Unlike, the traditional impulse generator with spark gaps, which was disadvantages of poor lifetime and the need of external system to operating the same, the developed generator uses only semiconductor devices in its construction. A theoretical study was carried out through qualitative and quantitative analyzes moreover, the switching process and the losses in the converter components were studied. In this work was performed the design of a cascaded boost converter for evaluating grounding systems with approximated 156 W, input voltage of 110 Vac rms and an output peak voltage of approximately 880 VDC, which correspond to the sum each voltage capacitor of the boost converter, when they are connected in series. A prototype with the indicated specifications was implemented and experimentally tested in the laboratory and real conditions using four grounding systems configurations. Tests were performed considering that the grounding impedance is resistive. The obtained experimental and simulation results are used to validate the theoretical analysis and the designed converter / Este trabalho apresenta o estudo e desenvolvimento de um gerador de impulsos de tensão usando a topologia de um conversor boost em cascata operando em Modo de Condução Descontínua (MCD) que será utilizado para inspeção de sistemas de aterramentos usados pelas concessionárias de energia elétrica. A tensão obtida na saída do conversor é aplicada ao sistema de aterramento que se comporta como uma carga. O sinal aplicado ao aterramento é medido pelo sistema de aquisição de dados e analisado pelo software por algoritmos inteligentes. A tensão aplicada tem as características de uma onda tipo dupla exponencial que é um modelo matemático para estudo de descargas atmosféricas. Além disso, o gerador poderá gerar tensões com características de uma onda quadrada. O gerador de impulsos desenvolvido utiliza apenas dispositivos semicondutores na sua construção que apresentam as vantagens de possuir uma longa vida útil, podem operar em altas frequências, são acionados com baixa tensão e possuem uma baixa queda de tensão ao contrário dos tradicionais geradores de impulsos que utilizam os spark gaps para chaveamento que apresentam como desvantagens a baixa vida útil e a necessidade de um sistema externo para funcionamento da mesma. Um estudo teórico foi realizado através das análises qualitativa e quantitativa, além das análises do processo de comutação e das perdas nos componentes do conversor. Neste trabalho foi realizado o projeto do conversor boost em cascata para inspeção de sistemas de aterramento com uma potência aproximada de 156 W, tensão de entrada eficaz de 110 Vca e tensão de pico de aproximadamente 880 Vcc que corresponde à soma da tensão dos capacitores do conversor boost quando estão dispostos em série. Um protótipo com as especificações indicadas foi construído e testado experimentalmente em laboratório e em campo utilizando quatro topologias de sistemas de aterramento. Foram realizados testes considerando que a impedância de aterramento era puramente resistiva. Os resultados de simulação e experimentais obtidos são utilizados para validar a análise teórica e o projeto realizado

MAZZA, L. C. S. Conversor CC-CC bidirecional DAB monofásico baseado na célula de comutação de três estados. 2014. 213 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-06-09T17:51:35Z No. of bitstreams: 1 2014_dis_lcsmazza.pdf: 7314394 bytes, checksum: 9224557c46db00f9fbbcede414d715c4 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-06-10T17:44:38Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_dis_lcsmazza.pdf: 7314394 bytes, checksum: 9224557c46db00f9fbbcede414d715c4 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-06-10T17:44:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_dis_lcsmazza.pdf: 7314394 bytes, checksum: 9224557c46db00f9fbbcede414d715c4 (MD5) Previous issue date: 2014-12-15 / This work presented is DC-DC isolated ZVS Bidirectional Dual Active Bridge (DAB) single phase converter, based three-state switching cell is presented. The proposal is to apply it in photovoltaic systems with battery bank into smart networks. Basically the drive control is the duty cycle (D) of the switches and the Phase Shift (φ) of the fundamental tensions between the bridges. The gyrator modeling of the converter is presented, highlighting its natural operating characteristic as gyrator. Shows the qualitative and quantitative analysis of the converter, realizing the full study of the stages of operation of the topology and checking all sixteen regions of operation. To obtain the regions of soft-switching, the fundamental model is applied. The design procedure of the converter is presented, and the results of simulations. A 2kW prototype was developed, aimed at obtaining experimental results validate the theoretical analysis / Neste trabalho é apresentado o conversor CC-CC ZVS isolado bidirecional Dual Active Bridge (DAB) monofásico, baseado na célula de comutação de três estados. A proposta é aplicá-lo em sistemas fotovoltaicos com banco de baterias em redes inteligentes. Basicamente o controle do conversor consiste na razão cíclica (D) dos interruptores e o Phase Shift (φ) entre as componentes fundamentais das tensões entre as pontes. A modelagem por gyrator do conversor é apresentada, destacando-se sua característica natural de funcionamento como gyrator. Mostra-se a análise qualitativa e quantitativa do conversor, realizando o estudo completo das etapas de operação da topologia e verificando todas as dezesseis regiões de operação. Para obtenção das regiões de comutação suave, é aplicado o modelo fundamental. O procedimento de projeto do conversor é apresentado, além dos resultados de simulações. Um protótipo de 2 kW foi desenvolvido, visando a obtenção dos resultados experimentais e validando a análise teórica

FREIRE, F. J. L. Microinversor monofásico baseado na derivação da topologia flyback para sistema de geração fotovoltaica. 2015. 132 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-06-17T12:36:34Z No. of bitstreams: 1 2015_dis_fjlfreire.pdf: 3547231 bytes, checksum: edcc290f551a4b302ada79ab7833da29 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-06-17T14:23:49Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_dis_fjlfreire.pdf: 3547231 bytes, checksum: edcc290f551a4b302ada79ab7833da29 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-06-17T14:23:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_dis_fjlfreire.pdf: 3547231 bytes, checksum: edcc290f551a4b302ada79ab7833da29 (MD5) Previous issue date: 2015-04-30 / The study proposes the design and implementation of a single phase inverter of single stage obtained the derivation of four flybacks converters CC - CC operating in discontinuous mode and associated in parallel modules. This arrangement reduces the amount of magnetic and decreases current efforts in primary transformers and minimizes fluctuations i n photovoltaic module. Among the main properties of micro inverter flyback (MIF) this research, the primary keys work with SPWM switching at high frequency and lagged in one hundred and eighty degrees, while the secondary keys are controlled by PWM's compl ementary. To validate the research, we will develop a prototype that will effect the processing power connecting a photovoltaic panel with 200W power in resistive loads with senoidais characteristics. The proposed system is based on the configuration of th e integrated module drive (MIC), which, in turn, has lower losses in the semi - conductors and magnetic elements of the topology, when compared to complex centralized photovoltaic systems. Among the applications of micro inverter flyback are: supply of remote systems, power electronics devices, small water pumping stations, connections to the grid, among others. Despite the low power, micro inverter has electrical characteristics essential for the insertion in the energy matrix, such as: insulation betwe en the source and the load, types of voltages and currents waves in output with little distortion and frequency of the network. The results obtained in the laboratory show that the micro inverter flyback operating in open loop gets yields close to 90% bein g delivered to the load about 180W. Thus, the ease of construction, the use of fewer components and results collected experimentally enable the micro inverter flyback to perform the CC - CA conversion of photovoltaic systems of small powers connected in sing le - phase linear loads with senoidais characteristics or interconnected to the electric grid / A pesquisa desenvolve o projeto e a implementação de um microinversor monofásico de estágio único obtido da derivação de quatro conversores flybacks CC-CC operando no modo descontínuo e associado em módulos paralelos. Este arranjo reduz o volume dos magnéticos, diminui os esforços de correntes nos primários dos transformadores, bem como minimiza as oscilações no módulo fotovoltaico. Em meio as principais propriedades do microinversor flyback (MIF) desta pesquisa, as chaves dos primários atuam com comutação SPWM em alta frequência e defasadas em cento e oitenta graus, enquanto as chaves dos secundários são comandadas por PWM’s complementares. Para validar a pesquisa será desenvolvido um protótipo que efetuará o processamento de energia interligando um painel fotovoltaico com 200 W de potência, em cargas resistivas com características senoidais. O sistema proposto está fundamentado na configuração módulo inversor integrado (MIC), que por sua vez, possui menores perdas nos semicondutores e elementos magnéticos da topologia, quando comparado aos complexos sistemas fotovoltaicos centralizados. Dentre as aplicações do microinversor flyback encontram-se: abastecimento de sistemas remotos, alimentação de aparelhos eletroeletrônicos, pequenas estações de bombeamentos de água, conexões a rede elétrica, entre outros. Apesar da baixa potência, o microinversor apresenta características elétricas essenciais a inserção na matriz energética, tais como: isolação entre a fonte e a carga, formas de ondas de tensões e correntes na saída com pequenas distorções e na frequência da rede. Os resultados obtidos em laboratório revelam que o microinversor flyback operando em malha aberta obtém rendimentos próximos a 90%, sendo entregue à carga cerca de 180 W. Sendo assim, a facilidade na construção, a utilização de poucos componentes e os resultados coletados experimentalmente habilitam o microinversor flyback a realizar a conversão CC-CA de sistemas fotovoltaicos de pequenas potências conectados em cargas lineares monofásicas com características senoidais ou interligados à rede elétrica

CASTRO, E. S. Impacto de veículos elétricos na operação em regime permanente de sistemas de distribuição. 2015. 142 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-06-22T14:17:41Z No. of bitstreams: 1 2015_dis_escastro.pdf: 3341095 bytes, checksum: dc791612599913ef2c8471753e33a496 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-06-23T17:51:51Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_dis_escastro.pdf: 3341095 bytes, checksum: dc791612599913ef2c8471753e33a496 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-06-23T17:51:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_dis_escastro.pdf: 3341095 bytes, checksum: dc791612599913ef2c8471753e33a496 (MD5) Previous issue date: 2015-06-15 / This work aims to quantify the impact in the steady state operation of a distribution system when electric vehicles are connected. It is worth noting that the connection of them may cause significant changes in the voltage profile, in the degree of voltage unbalance and in the electrical losses of the system. In order to make this analysis, a three-phase power flow program was developed in MATLAB language. This program is based on the Ladder Iterative Technique and it contains models of overhead distribution lines, underground distribution lines, spot loads, distributed loads connected in wye and delta, step voltage regulators, capacitor banks, three-phase transformers and the model of an electric vehicle. This model allows simulation of a real electric vehicle of model Tesla Roadster, produced by Tesla Motors. The test system used in all simulations was the IEEE 13 bus. Moreover, the methodology consisted in simulate the system with the voltage regulator and without the voltage regulator under heavy load and light load conditions. The electric vehicle was connected to a specific system’s bus and it were considered that it could work as a load or as a distributed generator with or without positive sequence voltage control. Constants configurations of the electric vehicles were considered for the heavy load and light load cases. The results of the simulations reveal there was voltage violation due to the connection of electric vehicles acting as loads in the test system under heavy load conditions without voltage regulator. When they operate as generators, they can maintain the voltage unbalance under the allowed 2%, turning the system’s voltages more balanced. There were significant reductions when the electric vehicles acted as a load (71.1%) and as generator (77.5%) on the total real power losses when the system operated with voltage regulator on the substation and the electric vehicles operated with positive sequence voltage control (specified at 1,0 pu) / Este trabalho tem o objetivo de quantificar o impacto da conexão de veículos elétricos na operação em regime permanente de um sistema de distribuição. É visto que a conexão dos mesmos pode causar mudanças significativas no perfil de tensões, no grau de desequilíbrio de tensão e nas perdas elétricas do sistema. Para realizar essa análise, desenvolveu-se um programa de fluxo de potência trifásico na linguagem MATLAB. O programa é baseado na técnica iterativa de escada. Foram implementados nesse programa modelos de linhas de distribuição aéreas e subterrâneas, modelos de cargas concentradas e distribuídas conectadas em delta e em estrela, modelos de reguladores de tensão, modelos de banco de capacitores, modelo de transformadores trifásicos e o modelo do veículo elétrico. Esse modelo permite simular o veículo elétrico Tesla Roadster da Tesla Motors. O sistema teste utilizado em todas as simulações foi o sistema IEEE 13 barras. A metodologia utilizada consistiu em simular o sistema sem regulador de tensão e com o regulador de tensão, em carga pesada e em carga leve. O veículo elétrico foi conectado a uma barra do sistema e considerou-se que o mesmo podia funcionar como carga ou gerador distribuído sem e com controle de tensão de sequência positiva no ponto de conexão. Adotou-se disposições constantes de veículos elétricos para os casos de carga pesada e carga leve. Os resultados das simulações revelam que houve violação de tensão devido à inserção de veículos elétricos atuando como carga no sistema teste em carga pesada sem regulador de tensão. Já quando operam como gerador, os veículos elétricos diminuem o grau de desequilíbrio em média, podendo mantê-lo abaixo do limite permitido de 2 %, tornando assim as tensões das barras trifásicas do sistema mais equilibradas. Houve reduções significativas quando os veículos elétricos atuaram como carga (71,1 %) e como gerador (77,5 %) na perda de potência ativa total do sistema quando o sistema operou com regulador de tensão na subestação e os veículos elétricos operaram com controle de tensão de sequência positiva (especificada em 1,0 pu)