Made available in DSpace on 2014-10-09T12:27:40Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:04:16Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:27:40Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:04:16Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de um sistema computacional (software) de gerenciamento de risco, viabilizando o diagnóstico dos riscos dos processos de radioesterilização de tecidos biológicos. O gerenciamento de risco pode ser entendido como uma gestão sistemática que tem por objetivo identificar, registrar e controlar os riscos de um processo. Para a execução do gerenciamento de risco são requisitos fundamentais: a experiência, o discernimento e o julgamento de uma equipe multidisciplinar, direcionada por meio de ferramentas de qualidade, no intuito de proporcionar padronização no processo investigativo das causas e efeitos dos riscos; dinamismo também é requisito no alcance do objetivo desejado: a redução e o controle do risco. Nesse sentido, a aplicação do gerenciamento de risco torna-se uma atividade complexa, devido à variedade de profissionais envolvidos. Por isso, o apoio de um sistema computacional é tão importante, pois, no que tange ao gerenciamento de risco, o software facilita as tarefas do responsável pelo processo de radioesterilização de tecidos biológicos, que pode, inclusive, contar com a utilização de normas e guias específicos. Essas informações de sumária importância são indexadas nos diagnósticos de riscos, o que torna possível ao responsável qualificado a execução de ações corretivas para a garantia da segurança do processo. A metodologia adotada neste trabalho foi a pesquisa-ação, segundo a qual o pesquisador desempenha um papel ativo no equacionamento dos problemas encontrados, bem como no acompanhamento e avaliação das ações desencadeadas em função dos problemas observados. O cenário dessa pesquisa-ação foi o Laboratório de Tecidos Biológicos (LTB) no Centro de Tecnologia das Radiações (CTR, IPEN/CNEN-SP, Brasil). O software foi desenvolvido em linguagem PHP e Flash/MySQL e está hospedado num servidor que o torna disponível na internet via endereço www.vcrisk.com.br, podendo, então, ser acessado de qualquer lugar pelo usuário , por meio de um login/senha previamente encaminhados por e-mail. O sistema computacional apresenta uma navegabilidade amigável, o que permite que o usuário seja guiado, passo a passo, no processo investigativo do risco até as suas medidas de redução. Tal sistema direciona o usuário a apresentar a efetividade das ações tomadas para redução do risco dentro de prazos previstos. Assim, o uso desse sistema proporciona à organização (LTB/CTR/IPEN) uma comunicação dinâmica e efetiva entre os membros da equipe multidisciplinar: a) na tomada de decisões; b) nas lições aprendidas; c) no conhecimento do novo risco e suas ações para mantê-lo controlado; e d) no gerenciamento de falhas e riscos, garantindo a realização da principal meta de um laboratório de radioesterilização de tecidos biológicos que é a excelência de qualidade do tecido radioesterilizado. / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

The development of high power density three-phase ac converter has been a hot topic in power electronics area due to the increasing needs in applications like electric vehicle, aircraft and aerospace, where light weight and/or low volume is usually a must. Many challenges exist due to the complicated correlations in a three-phase power converter system. In addition, with the emerging SiC device technology the operating frequency of the converter can be potentially pushed to the range from tens of kHz to hundreds of kHz at higher voltage and higher power conditions. The extended frequency range brings opportunities to further improve the power density of the converter. Technologies based on existing devices need to be revisited. In this dissertation, a systematic methodology to analyze and design the high power density three-phase ac converter is developed. All the key factors of the converter design are explored from the high density standpoint. Firstly, the criteria for the passive filter selection are derived and the relationship between the switching frequency and the size of the EMI filter is investigated. A function integration concept as well as the physical design approach is proposed. Secondly, a topology evaluation method is presented, which provides the insight into the relationships between the system constraints, operating conditions and design variables. Four topologies are then compared with the proposed approach culminating with a favored topology under the given conditions. Thirdly, a novel average model is developed for the selected topology, and used for devising a carrier-based control approach with simple calculation and good regulation performance. Fourthly, the converter failure mode operation and corresponding protection approaches are discussed and developed. Finally, a 10 kW three-phase ac/ac converter is built with the SiC devices. All the key concepts and ideas developed in this work are implemented in this hardware system and then verified by the experimental results. / Ph. D.

Three-phase voltage source converters(VSCs) have become the converter of choice in many ac medium and high power applications due to their many advantages, including low harmonics, high power factor, and high efficiency. Modular VSCs have also been a popular choice as building blocks to achieve even higher power, primarily through converter paralleling. In addition to high power ratings, paralleling converters can also provide system redundancy through the so-called (N+1) configuration for improved availability, as well as allow easy implementation of converter power management. Interleaving can further improve the benefit of paralleling VSCs by reducing system harmonic currents, which potentially can increase system power density. There are many challenges to implement interleaving in paralleled VSCs system due to the complicated relationships in a three-phase power converter system. In addition, to maximize the benefit of interleaving, current knowledge of symmetric interleaving is not enough. More insightful understanding of this PWM technology is necessary before implement interleaving in a real paralleled VSCs system. In this dissertation, a systematic methodology to analyze and design a paralleled three-phase voltage source converters with interleaving is developed. All the analysis and proposed control methods are investigated with the goal of maximizing the benefit of interleaving based on system requirement. The dissertation is divided into five sections. Firstly, a complete analysis studying the impact of interleaving on harmonic currents in ac and dc side passive components for paralleled VSCs is presented. The analysis performed considers the effects of modulation index, pulse-width-modulation (PWM) schemes, interleaving angle and displacement angle. Based on the analysis the method to optimize interleaving angle is proposed. Secondly, the control methods for the common mode (CM) circulating current of paralleled three-phase VSCs with discontinuous space-vector modulation (DPWM) and interleaving are proposed. With the control methods, DPWM and interleaving, which is a desirable combination, but not considered possible, can be implemented together. In addition, the total flux of integrated inter-phase inductor to limit circulating current can be minimized. Thirdly, a 15 kW three phase ac-dc rectifier is built with SiC devices. With the technologies presented in this dissertation, the specific power density can be pushed more than 2kW/lb. Fourthly, the converter system with low switching frequency is studied. Special issues such as beat phenomenon and system unbalance due to non-triplen carrier ratio is explained and solved by control methods. Other than that, an improved asymmetric space vector modulation is proposed, which can significantly reduce output current total harmonic distortion (THD) for single and interleaved VSCs system. Finally, the method to protect a system with paralleled VSCs under the occurrence of internal faults is studied. After the internal fault is detected and isolated, the paralleled VSCs system can continue work. So system reliability can be increased. / Ph. D.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:42:19Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:00:09Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:42:19Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:00:09Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / O trabalho apresenta uma aplicação da ferramenta metodológica conhecida como FMEA (Failure Mode Effect Analysis) ao processo de identificação de aspectos e impactos ambientais. Tal processo é parte importante na implantação e na manutenção de Sistemas de Gestão Ambiental (SGA), baseados na norma NBR ISO 14001. Além disso, pode contribuir, de forma complementar, para a avaliação e aperfeiçoamento da segurança nuclear da instalação analisada. Como objeto de estudo elegeu-se o Centro de Combustíveis Nucleares (CCN) do IPEN/CNEN-SP, localizado junto ao Campus da Universidade de São Paulo-Brasil, destinado à realização de pesquisas científicas e à produção de elementos combustíveis para o Reator IEA-R1. A partir de um levantamento sistemático de dados, obtidos por meio de entrevistas, documentos e registros operacionais foi possível identificar os processos, suas interações e atividades, cuja análise permitiu definir os diversos modos de falhas potenciais, as respectivas causas e conseqüências para o meio ambiente. Como resultado da avaliação criteriosa dos modos causas foi possível identificar e classificar os principais impactos ambientais potenciais, que constitui uma etapa essencial para a implantação e manutenção de um Sistema de Gestão Ambiental para a instalação em estudo. Os resultados obtidos permitiram demonstrar a validade da aplicação da técnica FMEA aos processos de instalações nucleares, identificando aspectos e impactos ambientais, cujos controles são essenciais para a obtenção da conformidade com os requisitos ambientais do Sistema de Gestão Integrada do IPEN (SGI). Contribuíram também para fornecer uma ferramenta gerencial poderosa para a solução de questões relacionadas ao processo de atendimento de exigências legais aplicáveis no âmbito da Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN) e do Instituto Brasileiro do Meio Ambiente (IBAMA). / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP