Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-18T00:23:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T18:36:12Z : No. of bitstreams: 1 177366.pdf: 37793551 bytes, checksum: 9f0862e7ee8d49b767e450bc3422cbf8 (MD5) / Neste trabalho apresenta-se o conversor CA-CC elevador/abaixador monofásico reversí-vel. Trata-se de um sistema de quinta ordem que permite a transferência de energia de uma fonte CA para uma fonte CC e vice-versa, qualquer que seja a razão entre os níveis das tensões alternada e contínua, fazendo circular no lado CA uma corrente senoidal de alta qualidade. O circuito utiliza para tanto um único estágio de processamento de energia. Aborda-se inicialmente a operação CC-CA; posteriormente, mediante a simples inversão do sinal de referência para a corrente CA, o sistema passa a operar como um retificador com elevado fator de potência. Os conceitos empregados são então estendidos a um circuito trifásico com características seme-lhantes, quais sejam, operação com elevado fator de potência, ausência de restrição à razão entre as tensões CA e CC e possibilidade de rever-são do fluxo de energia. Os sistemas são analisados como conexões de subsistemas de ordens inferiores independentes entre si, controla-dos por regime (ou modo) de desliza-mento com esquema de comutação descentra-lizado. Na parte inicial do trabalho, faz-se uma aborda-gem dessa importante técnica de controle no contexto da eletrônica de potên-cia, mos-trando-se aplicações a um conversor abaixador de tensão e a um conversor eleva-dor de tensão. A fim de corroborar as análises matemáticas realizadas, apresentam-se resultados de simulações numéricas dos diversos conversores estudados, bem como resultados de ensaios com um protótipo monofásico de 100W operando nos dois sentidos, como inversor e como retificador.

Tese (Doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T03:19:27Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T23:42:06Z : No. of bitstreams: 1 142851.pdf: 56350805 bytes, checksum: d8ad50da65692c12a5e9882d61d9410c (MD5)

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2009. / Made available in DSpace on 2012-10-24T12:18:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 275840.pdf: 3971644 bytes, checksum: a0f9273b20e86ad49987f992f99daade (MD5) / Este trabalho apresenta duas novas topologias de retificadores trifásicos com fator de potência unitário e bidirecionalidade no fluxo de potência. Os retificadores foram denominados de retificadores híbridos por serem originados pela conexão em paralelo de dois retificadores trifásicos com topologias distintas. Uma das topologias propostas é escolhida e analisada qualitativamente e quantitativamente. Na análise teórica qualitativa, estudaram-se as características de entrada e de saída do retificador, revelando-se os modos de operação de melhor desempenho. Na análise teórica quantitativa estudou-se o equacionamento do retificador e apresentaram-se todas as equações de projeto dos elementos passivos e dos semicondutores. Os modelos para o controle das correntes de entrada e da tensão de saída são apresentados em conjunto com a estratégia de controle. Os estudos teóricos foram comprovados com o projeto e a implementação prática de um protótipo trifásico alimentado em 380 V, possuindo tensão de saída igual a 700 V e potência de saída igual a 20 kW. / This work presents two new three-phase rectifier topologies with unity power factor and bidirectional power flow capability. The rectifiers were named Hybrid Rectifiers because they are generated by the parallel connection of two different topologies of three-phase rectifiers. The proposed three-phase hybrid rectifier with output voltage control was chosen and studied in its details. In this work, theoretical analyses of the hybrid rectifier presented the main input and output characteristics, the energy distribution processing, the operation modes with improved performance, the design equations, the modeling and the control strategy. The theoretical studies were validated by the implementation of a prototype with 380 V input voltage, 700 V output voltage, 10 kHz switching frequency and 20 kW rated output power.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-26T05:12:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 292267.pdf: 14210369 bytes, checksum: 24c45fe9f804e127c5cb33e991f68963 (MD5) / Este trabalho apresenta o estudo de conversores ca-cc monofásicos isolados com elevado fator de potência e alto rendimento, baseado em estruturas de estágio único e, visando baixo custo. As estruturas apresentadas fazem uso da técnica de interleaving para a corrente de entrada e apresentam comutação suave do tipo ZVS (do inglês Zero Voltage Switching) dentro de determinadas faixas de operação. São destinadas para aplicação em fontes chaveadas de baixa potência (abaixo de 600 W) e, contribuem como novas soluções para a faixa de potência em que os filtros passivos não são viáveis e as técnicas de dois estágios possuem custo elevado. É apresentada uma breve revisão bibliográfica, contendo algumas das estruturas de conversores ca-cc de estágio único com CFP (Correção do Fator de Potência). Em seguida, são apresentadas as estruturas propostas, as quais foram analisadas matematicamente e avaliadas em simulações numérico computacionais. Foram propostas metodologias de projeto para cada estrutura estudada, bem como sugeridas diferentes estratégias de acionamento dos interruptores. Para duas estruturas foram montados protótipos para a verificação dos resultados obtidos teoricamente e através das simulações. Os resultados experimentais ratificaram os resultados teóricos obtidos.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-22T15:40:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 228501.pdf: 10061820 bytes, checksum: 84942b4ab5dcdfcb567c27ff9d1d6463 (MD5) / Este trabalho apresenta um estudo na área de eletrônica de potência aplicada à tecnologia de células a combustível tipo PEM. Mostra-se em detalhe as características elétricas das CaCs, incluindo-se o estudo da modelização, apresentando-se um modelo para simulação numérica, estática e dinâmica, com foco nas grandezas elétricas das CaCs. Apresenta-se uma revisão das arquiteturas utilizadas até o momento para realizar a conversão de energia de CaCs, e identifica-se as características que as arquiteturas de eletrônica de potência devem possuir. Como principais contribuições do trabalho, mostra-se um estudo da propagação de energia reativa por um determinado sistema de processamento de energia baseado em CaCs, provendo o leitor de ferramentas analíticas que permitem dimensionar os filtros dos conversores, bem como auxiliam na escolha da estratégia de controle com vistas ao bloqueio ou filtragem desta energia reativa, a qual é proveniente da pulsação de potencia gerada por inversores monofásicos. Contribui-se também com a análise e implementação de um filtro ativo para sistemas de tensão contínua, mostrando-se sua viabilidade para aplicações em CaCs. Um sistema ininterrupto de energia baseado em múltiplas fontes de energia, neste caso CaCs, é utilizado como exemplo de aplicação e projetado considerando-se as características inatas das CaCs. Destaca-se também as dificuldades encontradas na escolha da arquitetura e das topologias, incluindo estratégias de controle. No último capítulo apresenta-se um novo conversor elevador, quadrático e de três níveis, o qual é interessante para utilização na área de CaCs pois possui ganho elevado e entrada em corrente.

Orientador: Falcondes José Mendes de Seixas / Resumo: A utilização de conversores com baixa distorção harmônica na corrente de entrada melhora significativamente o fator de potência de equipamentos e instalações elétricas. Este trabalho apresenta a proposta de desenvolvimento de um conversor multipulso com estágio CC-CC SEPIC, que apresenta baixa distorção na corrente de entrada, regulação da tensão na saída, podendo ainda apresentar isolamento em alta frequência. Propõe-se a utilização do conversor proposto em aplicações industriais em inversores para acionamento de máquinas elétricas de corrente alternada, em substituição aos retificadores convencionais, técnica conhecida como retrofit, em barramentos CC regulados, fontes de tensão CC, entre outras aplicações. O conversor é baseado em um autotransformador não isolado de 18 pulsos, que disponibiliza três saídas trifásicas independentes e apresenta reduzido peso e volume quando comparados com os tradicionais transformadores isolados. Este conversor já apresenta significativa melhoria no fator de potência, porém não possibilita a regulação da tensão na saída, que dependerá unicamente da tensão de entrada, estando sujeita às variações que nela ocorram. As saídas independentes, após retificação, devem ser conectadas para poder alimentar a carga. A forma mais comum de possibilitar essa conexão é utilizando elementos magnéticos adicionais, chamados de transformadores interfase (IPTs). A utilização de conversores CC-CC é outra forma de realizar a conexão, resultando em um estágio CC-C... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Converters with low harmonic distortion of input current can improve significantly the power factor at electrical equipment and plants. This work proposes the development of a multipulse converter with DC-DC SEPIC stage, with low distortion in the input current, and may also provide high frequency isolation. It could be used in industrial applications to replace conventional rectifiers in Adjustable Speed Drives (ASDs), a technique known as retrofit. It can be used also in regulated DC bus, DC voltage power supply, among other applications. The converter is based on a non-isolated 18-pulse autotransformer that provides three independent three-phase outputs and has reduced weight and size. The autotransformer improves the power factor, but does not allow the regulation of the load voltage output. The independent outputs must be connected to the load. The most common way of providing this connection is by using additional magnetic elements, called interphase transformer (IPTs). The use of DC-DC converters is another way to perform the outputs connections, resulting in a DC-DC stage that control the voltage and current, thus enabling parallel connect loads. In this work, the SEPIC converter was selected, because it can be used with few modifications to the original structure. SEPIC converter can easily be isolated, allowing the use of multipulse converters in applications that require isolation between power supply and load. Prototypes with isolated and non-isolated SEPIC conver... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Dalgerti Lelis Milanese / Banca: Júlio Borges de Souza / Banca: Milton Itsuo Samesima / Resumo: Realiza-se neste trabalho um estudo da Teoria da Potência Complexa Instantânea aplicada na máquina de indução trifásica, onde são mostrados os vetores espaciais instantâneos (VEI's), pois estes reduzem os parâmetros para estudo (o sistema trifásico é representado por um equivalente ortogonal). Através dos vetores espaciais instantâneos serão calculadas as grandezas de Buchholz-Goodhue para a determinação do aproveitamento da linha (melhoria do fator de potência) - que são recomendados pela norma IEEE 1459-2000. A máquina estará submetida a variadas condições de assimetria e desequilíbrio possibilitando a apresentação de novos parâmetros, que serão utilizadas para a compensação harmônica. / Abstract: It takes place in this work a study of the Theory of the Instantaneous Complex Power applied will be accomplished in the three-phase induction machine, where the instantaneous space phasors are shown (ISP's), because these reduce the parameters for study (the system three-phase is represented by an equivalent orthogonal). Through the instantaneous space phasors the parameters of Buchholz- Goodhue will be calculated for the determination of the use of the line (improvement of the power factor) - that are recommended by the norm IEEE 1459-2000. The machine will be submitted to varied asymmetry conditions and unbalance making possible the presentation of new parameters, which will be used for the harmonic compensation. / Mestre

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2013-07-16T02:19:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 224479.pdf: 3332077 bytes, checksum: a330d3353385590ac23214b3b59f36b4 (MD5) / O trabalho apresenta o estudo de uma família de reatores eletrônicos com elevado fator de potência, sendo que o estágio de correção do fator de potência é integrado ao conversor CC-CA. No decorrer dos capítulos, empregando o conceito "charge pump", reatores VS-CPPFC ("Voltage Source - Charge Pump Power Factor Correction") e CS-CPPFC (Current Source - Charge Pump Power Factor Correction) são analisados e aplicados na alimentação das lâmpadas fluorescentes e das lâmpadas vapor de sódio de alta pressão. Através da redução do número de componentes e da redução física dos elementos eletromagnéticos, obtém a otimização de cada estrutura proposta. No entanto, o principal objetivo do trabalho é o cumprimento das normas técnicas que regulamentam estes sistemas. Em cada capítulo é escolhida uma topologia que, através da sua análise matemática, se determina uma metodologia de projeto para a definição dos parâmetros que constituem o reator. Resultados experimentais dos protótipos aplicando o comando com freqüência fixa e o comando auto-oscilante são obtidos, analisados e discutidos para validação das metodologias aplicadas.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2013-07-15T23:12:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 221475.pdf: 1358867 bytes, checksum: 704ab1e4b0af8558e95e2d7f58068a32 (MD5) / Esta dissertação tem como objetivo a apresentação de uma forma de otimização do fator de potência e do torque médio de um motor de relutância síncrono com barreiras de fluxo com partida assíncrona. O processo de otimização é feito a partir da variação das espessuras das barreiras de fluxo existentes no rotor, alterando assim, os valores de indutância de eixo direto e em quadratura. Para obtenção destes valores de indutâncias é utilizado o método de elementos finitos. Estes valores de indutâncias são utilizados como parâmetros de entrada de um programa de algoritmo genético multiobjetivo, ferramenta adotada para a otimização. Para o cálculo da avaliação do desempenho do motor é utilizado um método analítico e um método numérico, onde, a partir das curvas geradas por estes dois métodos é possível observar o comportamento dinâmico do motor. São apresentados os resultados referentes às melhores configurações encontradas através do processo de otimização, considerando duas formas de alimentação diferentes e é feita a avaliação do comportamento dinâmico.

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