Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-20T15:29:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 203344.pdf: 1437939 bytes, checksum: adaf8de2ab6d9237e5fd18dda2d3a750 (MD5) / Este trabalho apresenta os estudos da integração entre o estágio de correção de fator de potência com a conversão CC-CA aplicada em reatores eletrônicos para lâmpadas fluorescentes. Realiza-se a análise de duas técnicas de integração envolvendo estudos analíticos e o desenvolvimento de uma metodologia de projeto. O enfoque dado ao trabalho é concentrado em estruturas com número reduzido de componentes visando robustez, simplicidade e baixo custo para uma eventual produção industrial. Apresentam-se resultados práticos provenientes da implementação de protótipos, onde foram aplicadas as metodologias de projeto propostas. São apresentados também os resultados da implementação da técnica em reatores comerciais evidenciando a simplicidade para a implementação da solução em larga escala. Os estudos e resultados apresentados envolvem o atendimento de várias prescrições de desempenho das normas nacionais.

Tese (Doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-18T21:05:03Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T04:15:45Z : No. of bitstreams: 1 151947.pdf: 5642963 bytes, checksum: efcc9a3cef62d0009a1949ae102311ad (MD5) / O presente trabalho aborda o estudo de novos tipos de retificadores para médias e altas potências, onde a corrente de entrada tem multiníveis. A idéia central da utilização dos multiníveis de corrente é diminuir a taxa de distorção harmônica da corrente de entrada dos retificadores. Com isto, consegue-se diminuir as distorções que os retificadores causam na rede de distribuição de energia elétrica e aumentar seu fator de potência. Após uma breve revisão dos retificadores atualmente em uso, o método de geração dos novos retificadores multinível é proposto e muitas topologias são geradas. Critérios gerais para o correto funcionamento destas novas topologias são desenvolvidos e mostra-se que sempre é possível trabalhar com fator de deslocamento unitário, aumentando ainda mais o fator de potência do retificador. O mais promissor dos retificadores propostos, dentre os que utilizam células multinível de 2 estágios, é analisado em detalhes. Para validação da teoria desenvolvida é montado um protótipo e resultados obtidos em laboratório são apresentados.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-18T23:24:29Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T04:10:52Z : No. of bitstreams: 1 151474.pdf: 12059723 bytes, checksum: 51110a9cc9f376b3d8ac2f6c6e3f27fa (MD5) / O presente trabalho apresenta o estudo da distorção harmônica num sistema trifásico de baixa tensão, através da análise de uma planta do tipo comercial. Caracterizam-se os equipamentos geradores de harmônicas, efeitos da presença de distorção no sistema elétrico e apresentam-se técnicas de correção da distorção harmônica e fator de potência. Apresentam-se resultados de medições (análise da planta) e resultados obtidos através de simulação numérica de um modelo para a planta. Faz-se o projeto de filtros sintonizados, procurando-se a melhor configuração, para adequar-se aos limites recomendados pela IEEE 519-1992 através do auxílio de resultados obtidos com simulação numérica. O trabalho é finalizado com a implementação prática dos filtros sintonizados e análise dos resultados de medições realizadas.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-19T05:42:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 189868.pdf: 2118490 bytes, checksum: 086dc7338c232f357a6ead8cba7696c8 (MD5)

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-19T13:59:15Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T05:04:23Z : No. of bitstreams: 1 186886.pdf: 16596364 bytes, checksum: fb6c8ceb5187806609c6c8484d274c65 (MD5) / Este trabalho apresenta os retificadores monofásico e trifásico de três níveis, operando com fator de potência unitário e comutação não dissipativa nos interruptores. Inicialmente, os retificadores são analisados no que se refere à operação em regime permanente descrição princípio de funcionamento com fator de potência unitário, apresentação de gráficos e equações que descrevem corrente e tensão nos elementos

Made available in DSpace on 2016-03-07T19:21:00Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-11-05. Added 1 bitstream(s) on 2016-03-07T19:24:55Z : No. of bitstreams: 1 000858966.pdf: 2028080 bytes, checksum: dac7a5c9d241c31e2066c270e8e6f473 (MD5) / O presente trabalho aborda o assunto da atribuição de responsabilidades em circuitos elétricos monofásicos com características de baixa tensão (baixo nível de curto circuito). Nesse cenário, o avanço das cargas eletrônicas e das fontes chaveadas propiciou um ambiente na qual tensão e corrente carregam alto conteúdo harmônico desfavorecendo, de certa forma, a Qualidade da Energia Elétrica (QEE). Nesse contexto, o objetivo do trabalho é estudar o comportamento de cargas lineares e não lineares e traçar conclusões a respeito de atribuição de responsabilidades. Para tanto, utilizouse a Teoria da Potência Conservativa (CPT) (do inglês, Conservation Power Theory) que é um modelo matemático para análise de circuitos elétricos sob condições senoidais e não seniodais. Além disso, a CPT permite expandir a análise do problema proposto através de uma Metodologia de Atribuição de Responsabilidades que leva em consideração um circuito equivalente com as informações da impedância de linha (equivalente Thévenin da rede visto pelo PAC) e dos parâmetros equivalentes da carga, mostrando um diferencial frente às metodologias estudadas. Para tanto, um circuito elétrico composto por diferentes cargas lineares e não lineares foi proposto e se pode estudar e discutir o compartilhamento de responsabilidades, buscando respostas acerca das quais parcelas de potência devem ser apontadas às cargas geradoras dos distúrbios harmônicos. A caracterização de cargas e estimação de impedância de linha apresentam resultados bastante satisfatórios. Assim, a metodologia de atribuição de responsabilidades sugere que a potência ativa fundamental deveria ser de responsabilidade das cargas, uma vez que ela representa de fato o fluxo de potência da fonte de alimentação para a carga. Além disso, o trabalho mostrou a fragilidade da PRODIST frente à norma IEEE em relação aos níveis de distorção harmônica de tensão no PAC... / This work, aims to the study of the accountability problem focused on single-phase circuits with low voltage characteristics (low level of short circuit). In this scenario, the advancement of electronic loads and switchin devices have promoted and environment in which voltages and currents present high harmonic content, reducing the electrical power quality. In this context, the objective of this work is to study the behavior of linear and nonlinear loads and draw conclusions on accountability in electrical grids, i.e., responsibility in the harmonic content generation. For this purpose, it was applied the Conservative Power Theory (CPT) which is a mathematical tool for electrical circuits analysis on both sinusoidal and nonsinusoidal conditions. Furthermore, the CPT allows the application of a Accontability Methodology that takes into account information of the line impedance (equivalent Thévenin viewed by point of common coupling) and the equivalent parameters of the load. These two considerations represent a differential in relation to the studied methodologies. So, an electrical circuit containing linear and non-linear loads was proposed, and the Accountability Methodology was studied and discussed, seeking answers about the power portions that should be accontable to the harmonic loads. The load characterization and the impedance estimation presented satisfactory results. Then, the Accontability Methodology proposes that the fundamental active power should be accontable to the loads, since it represents the power portion that really flows the power source to the load. In addition, the work showed the fragility of PRODIST in relation to the IEEE standard concerning the harmonic voltage distortion established limits at the point of common coupling

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:40Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2003-05Bitstream added on 2014-06-13T20:42:21Z : No. of bitstreams: 1 wakabayashi_ft_dr_ilha_prot.pdf: 5045023 bytes, checksum: 9a23410aac9db311dc0c36854d0421dc (MD5) / Este trabalho apresenta novos reatores eletrônicos com controle de luminosidade, elevados fatores de potência e elevados rendimentos, aplicados a sistemas de iluminação com múltiplas lâmpadas fluorescentes tubulares. Um novo modelo estático para lâmpadas fluorescentes tubulares que operam em elevadas freqüências é concebido, com o intuito de propiciar condições para a proposição de uma nova metodologia de projeto para filtros ressonantes LCC, empregados nos estágios de saída SPLRI (Series-Parallel Loaded Resonant Inverter) de reatores eletrônicos. Os estágios retificadores dos reatores eletrônicos propostos são baseados em uma nova célula de comutação ZCS (Zero-Current-Switching)-PWM (Pulse-Width-Modulation), a qual proporciona a entrada em condução ZCS e bloqueio ZCZVS (Zero-Current-Zero-Voltage-Switching) para os interruptores ativos. Além disso, os diodos desta célula de comutação entram em condução em ZVS (Zero-Voltage-Switching) e têm seus efeitos de recuperação reversa, que aparecem sobre os interruptores ativos, minimizados. Em função do emprego destas técnicas de comutações não-dissipativas, o rendimento dos estágios de entrada é elevado. O controle dos estágios de entrada para os reatores propostos é desenvolvido através da técnica de controle por valores médios instantâneos de corrente, resultando em estruturas com reduzida taxa de distorção harmônica na corrente de entrada e, consequentemente, elevado fator de potência, atendendo às restrições impostas pela norma IEC 61000-3-2. São apresentadas análises das interferências eletromagnéticas conduzidas, para as estruturas implementadas, projetando-se filtros de entrada para o pleno atendimento às normas de EMC (Electromagnetic Compatibility) EN55011, classe A, grupo 1. Os estágios de saída dos reatores são compostos por clássicos inversores ressonantes ZVS em meia ponte e em ponte completa, sendo controlados através do...

Resumo: Este trabalho aborda a unificação do tratamento do problema do fluxo de potência para redes de transmissão e de distribuição de energia elétrica interligadas (T&D). Primeiramente, busca-se consolidar a metodologia de normalização complexa por unidade em sistemas elétricos de distribuição a fim de ajustar as relações X/R e torná-las favoráveis à utilização do método Desacoplado Rápido na solução do fluxo de potência. Em seguida, apresenta-se a principal contribuição deste trabalho. É proposta uma extensão da formulação convencional do fluxo de potência através do método Newton, a fim de processar redes T&D interligadas e adequar a representação física de alimentadores de distribuição no modelo da rede. Esta extensão também aplica a normalização complexa por unidade para adequar as relações X/R dos alimentadores de distribuição fisicamente representados para os mesmos níveis dos sistemas de transmissão. Além disso, injeções fictícias de potências ativa e reativa são incluídas em cada barra de fronteira do sistema T&D e são tratadas como novas variáveis de estado, de modo que a solução do fluxo de potência do sistema normalizado é a mesma da rede original. A equivalência apropriada entre os fluxos de potência através dos ramos conectados às barras de fronteira está incluída no problema como novas equações, resultando em um conjunto nãoredundante de equações algébricas. A abordagem proposta fornece uma ferramenta eficiente para realizar a análise do fluxo de potência em sistemas T&D, onde os alimentadores de distribuição são fisicamente representados, permitindo uma determinação precisa do seu impacto na operação dos sistemas de transmissão. Além disso, topologias malhadas podem ser facilmente manipuladas por meio da metodologia proposta. Simulações em sistemas-teste de alimentadores de distribuição com topologias originais e modificadas, para contemplar configurações malhadas e inserção de geradores independentes, são apresentadas e discutidas para demonstrar a importância e viabilidade da aplicação da normalização complexa na análise do problema do fluxo de potência. Para avaliar as características e o desempenho da nova formulação do fluxo de potência estendido, distintas condições operacionais entre partes de um sistema-teste T&D foram simuladas.

Made available in DSpace on 2015-03-03T11:52:34Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-08-05Bitstream added on 2015-03-03T12:06:26Z : No. of bitstreams: 1 000805979.pdf: 3252358 bytes, checksum: 2c55e4d0ec8e43d70a59a0b403ac0040 (MD5) / Esta dissertação de mestrado apresenta um estudo comparativo entre a Teoria de Potências Instantâneas (Teoria pq) e a Teoria de Potência Conservativa (CPT), das quais serão mostrados resultados de análises para circuitos trifásicos com três ou quatro condutores (3F e 3F - N), com tensões senoidais e não senoidais, equilibradas e desiquilibradas, com e sem impedância de linha para diferentes tipos de cargas (lineares e não lineares). A CPT decompõe as correntes de fase em parcelas ativas, reativas e residuais, sendo que em circuitos trifásicos estas podem ainda ser separadas em parcelas balanceadas e desbalanceadas, de forma a representar os desbalanços da carga. As não lineares da carga são representadas pela CPT através das correntes residuais. No caso da Teoria pq, as correntes de fase são decompostas em correntes ativas, reativas e de sequência zero, sendo ainda que tais parcelas podem ser decompostas em parcelas médias e oscilantes. As parcelas oscilantes representam os desbalanços e as não linearidades do circuito. Ou seja, a Teoria pq não separa tais distúrbios (desbalanços e não linearidades) em parcelas distintas de correntes. Apesar das teorias serem bastante distintas em suas formulações, a ideia central é realizar um estudo comparativo entre as parcelas de correntes e suas respectivas parcelas de potência, a fim de mostrar as similiaridades e divergências na caracterização dos fenômenos físicos dos circuitos, bem como na compensação de correntes que não contribuem para a transferência de energia útil entre fontes e cargas, as quais podem ser eliminadas ou minimizadas através de condicionadores eletrônicos em paralelo com as cargas. Neste trabalho, a avaliação das teorias para compensação de distúrbios de corrente será feita levando-se em consideração fontes de corrente ideiais, operando como filtros ativos de potência, o que elimina o feito de eventuais imperfeições de controle... / This dissertation shows a comparative study between the Conservative Power Theory (CPT) and the Instantaneous Power Theory (pq Theory). Different configurations of linear and non-linear loads and different voltage conditions will be considered, assuming three-phase circuits with 3 and 4 wires, with or without line impedance. The CPT separates the phase currents into active, reactive and void portions, and in case of three-phase circuits, the active and reactive currents can also be splited into balanced and unbalanced portions to represent the load unbalances. The circuit nonlinearities are represented by CPT through the void current term. In pq theory, the phase currents are separated into active, reactive and zero sequence currents and these portions can also be divided into constant and oscillating portions. The oscillating portions represent imbalance and harmonics on the system. In order words, the pq theory does not separate the imbalances and harmonics in individual current portions. Although these theories are quite distinct in their formulations, the central idea is to make a comparative study between the current portions and their respective portions of power, in order to show the similarities and divergences between them in terms of characterization of the physical phenomena and in terms of disturbing current compensation. In case of current compensation, ideal current sources will be applied in order to evaluate the compensation results using different current reference from CPT and pq theories. This should minimize the influences of control limitations on the analysis of the compensation efficiency under each compensation strategy. The simulation results indicate that both theories can be considered equivalents for circuit analysis or current compensation, as long as the supply voltages are not significantly distorted and/or assymetrical

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-12-15Bitstream added on 2014-06-13T18:49:30Z : No. of bitstreams: 1 silva_lsc_me_ilha.pdf: 2144752 bytes, checksum: 39f1f729cd628eedd60a6b582fefd576 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Este trabalho propõe um conversor CA-CC, modulado por largura de pulso (PWM), de elevado fator de potência, dotado de um controle variável da razão cíclica. O estágio de potência do conversor pré-regulador do fator de potência (PFP) proposto é composto por múltiplas células entrelaçadas. A integração das técnicas de entrelaçamento (interleaving) à técnica de eliminação da ponte retificadora da entrada (bridgeless) busca diminuir as perdas de energia e distribuir os esforços de corrente nos semicondutores da estrutura conversora de potência. O levantamento bibliográfico foi realizado com intuito de analisar resultados e características de conversores CA-CC baseados em estruturas PFP boost modificadas. Comparações foram realizadas levando em consideração as características de distorção harmônica, fator de potência, complexidade do circuito de controle, eficiência energética, esforços nos semicondutores de potência e emissão de interferência eletromagnética (IEM). O conversor proposto é então equacionado e os valores dos componentes acumuladores de energia determinados são escritos como função das especificações de projeto. Análises gráficas indicam o comportamento da distorção harmônica e do fator de potência da estrutura atuando em diferentes níveis de tensão. Simulações são realizadas como forma de comprovar a eficácia do sistema conversor no que se refere à correção do fator de potência e à distribuição dos esforços nos semicondutores de potência. Os principais resultados estão dispostos em tabelas comparativas, que indicam um fator de potência praticamente unitário. O sistema de regulação da tensão saída, testado via simulação computacional, apresenta resultados que demonstram boa dinâmica na resposta transitória e erro nulo a regime frente às variações de carga e afundamentos na... / This paper proposes an AC-DC converter, pulse width modulated (PWM) with high power factor and a variable duty cycle control. The power factor preregulator (PFP) converter proposed is composed of multiple bridgeless boost interleaved cells. The integration of these techniques allows a reduction in the energy losses and sharing the stress in power semiconductors. The literature review was performed in order to analyze the results and characteristics of AC-DC converters based on modified PFC boost structures. Comparisons were made taking into account the characteristics of harmonic distortion, power factor, complexity of control circuitry, energy efficiency, current stress in power semiconductors, and emission of electromagnetic interference (EMI). The proposed converter is mathematically equated and the values of the reactive components are written as a function of design specifications. Graphical analysis indicates the behavior of harmonic distortion and power factor of the structure at different voltage levels. Simulations are performed in order to demonstrate compliance of the converter system with respect to the power factor correction and distribution efforts in the power semiconductors. The main results are arranged in comparative tables which indicate power factor very closed to unity. The control system applied to the converter was evaluated through the computer simulations which showed good dynamics at transient response and null steady-state error faced to load variations and sags in the voltage supply. The prototype for the power stage implemented in the laboratory operated according... (Complete abstract click electronic access below)