Made available in DSpace on 2014-12-17T14:07:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PolianaRFS_DISSERT.pdf: 3998823 bytes, checksum: e0480a4a5d6b04450e748434898535a9 (MD5) Previous issue date: 2013-03-01 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / The technique of plasma nitriding by the cathode cage mainly stands out for its ability to produce uniform layers, even on parts with complex geometries. In this study, it was investigated the efficiency of this technique for obtaining duplex surface, when used, simultaneously, to nitriding treatment and thin film deposition at temperatures below 500?C. For this, were used samples of AISI 41 0 Martensitic Stainless Steel and performed plasma treatment, combining nitriding and deposition of thin films of Ti and/or TiN in a plasma atmosphere containing N2-H2. It was used a cathodic cage of titanium pure grade II, cylindrical with 70 mm diameter and 34 mm height. Samples were treated at temperature 420?C for 2 and 12 hours in different working pressures. Optical Microscopy (OM), Scanning Electron Microscopy (SEM) with micro-analysis by Energy Dispersive Spectroscopy (EDS), X-Ray Diffraction (XRD), Atomic Force Microscopy (AFM) and analysis of Vickers Microhardness were used to investigate coating properties such as homogeneity and surface topography, chemical composition, layer thickness, crystalline phase, roughness and surface microhardness. The results showed there is a direct proportionality between the presence of H2 in plasma atmosphere and the quantity of titanium in surface chemical composition. It was also observed that the plasma treatment at lowpressure is more effective in formation of TiN thin film / A t?cnica de nitreta??o a plasma por gaiola cat?dica vem se destacando, principalmente, pela sua capacidade de produzir camadas uniformes mesmo em pe?as com geometria complexa. Neste trabalho, investigou-se a efici?ncia desta t?cnica para obten??o de superf?cie duplex, quando utilizada, simultaneamente, para tratamento de nitreta??o e deposi??o de filmes finos em temperaturas inferiores a 500?C. Para tal, foram utilizadas amostras do a?o inoxid?vel martens?tico AISI 410 e realizados tratamentos a plasma, combinando a nitreta??o e deposi??o de filmes finos de Ti e/ou TiN, em uma atmosfera contendo N2-H2. Foi utilizada uma gaiola cat?dica de tit?nio puro grau II em forma cil?ndrica, com 70 mm de di?metro e 34 mm de altura. As amostras foram tratadas numa temperatura de 420?C, com dura??o de 2 e 12 horas e em diferentes press?es de trabalho. Microscopia ?ptica (MO), Microscopia Eletr?nica de Varredura (MEV) com microan?lise por Espectroscopia de Energia Dispersiva (EDS), Difra??o de Raios-X (DRX), Microscopia de For?a At?mica (MFA) e ensaio de Microdureza Vickers foram empregados para investigar as propriedades do revestimento, tais como homogeneidade e topografia superficial, composi??o qu?mica, espessura da camada, fases cristalinas, rugosidade e microdureza superficial. Os resultados mostraram existir uma proporcionalidade direta entre a presen?a de H2 na atmosfera do plasma e a quantidade do elemento qu?mico tit?nio na composi??o qu?mica superficial. Observou-se, tamb?m, que o tratamento a plasma em baixa press?o ? mais eficaz na forma??o do filme fino de nitreto de tit?nio

Orientador: Dr. Alfeu J. Sguarezi Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, 2015. / Neste trabalho apresenta-se uma configuração do sistema de armazenamento de energia com baterias aplicado a sistemas de geração de energia eólica empregando conversores de fonte Z conectados à rede elétrica. Os geradores de indução gaiola de esquilo, são frequentemente utilizados nos sistemas de geração de energia eólica, por sua robustez, simplicidade, peso menor e custo baixo. Este é conectado diretamente ao conversor de potência bidirecional back to back, pode fornecer potências ativa e reativa à rede elétrica. Além disso, é estudado o conversor de fonte Z aplicado nesta topologia. No entanto, a implantação de sistemas de armazenamento de energia com baterias nos sistemas de geração de energia eólica na atualidade é muito importante, devido à possibilidade de oscilações da tensão e corrente na rede elétrica, portanto, estes podem ajudar à estabilização das tensões, correntes e a frequência na rede elétrica. Este sistema é conectado ao conversor back to back por meio de um conversor elevador-abaixador de corrente contínua. Para controlar a velocidade no eixo do rotor no gerador de indução, a estratégia é baseada no controle direto de torque. Enquanto, para o conversor do lado da rede é empregada a técnica de controle orientado pela tensão. Para o banco de baterias é utilizado o controle da tensão no barramento de corrente contínua e do fluxo na corrente da bateria, utilizando controladores do tipo PI. Com os novos desenvolvimentos tecnológicos nas chaves de potência, são apresentadas topologias de conversores CC-CA como o conversor de fonte Z, este tipo de conversor corrige algumas limitações do conversor back to back, com as características de elevador/abaixador de tensão, sem o uso de dispositivos de comutação, são permitidos os curto-circuitos na chaves, empregando novas técnicas de modulação, e reduz a quantidade harmônica injetada na rede elétrica. Os estudos foram realizados por meio de técnicas de simulação computacional usando modelos matemáticos do sistema estudado para a validação das estratégias de controle empregadas em diferentes condições de operação. Para as simulações empregou-se a ferramenta computacional SimPowerSystems R do Matlab/Simulink R . / This paper presents a battery energy storage system applied to wind power generation based on Z-source inverter connected to the power grid. The squirrel cage induction generators, often used in wind power generation systems, for its robustness, simplicity, lower weight and low cost. This is connected directly to the bidirectional power converter back to back, therefore, and provides active and reactive powers to grid. In addition, it is studied the Z-source inverter applied in this topology. However, the implementation of battery energy storage systems in wind power generation systems, currently is very important, due to possibility of the voltage and current fluctuations in the power grid, so these may to stabilisation of current, voltage and frequency on the grid. This system is connected to back to back converter through a DC-DC converter (buck-boost). For the rotor speed control on induction generator, the strategy is based on direct torque control. While, for the grid side converter is employed the technique of voltage oriented control. For the battery bank voltage control is used on DC-link voltage and battery current flow, through PI type controllers. With the new technological developments in the keys of power, DC converters topologies are presented as the Z-source inverter, this type converter fixes some limitations of the converter back to back, with the characteristics of buck-boost voltage, without the use of switching devices, allowed short-circuits on converter, using new modulation techniques, and reduces the amount injected harmonic to power grid. The studies were performed by means of computer simulation techniques using mathematical models of studied system to validate the control strategies employed in different operating conditions. For the simulations was used the computational tool SimPowerSystems R do Matlab/Simulink R .

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-06-18T13:31:40Z No. of bitstreams: 1 NERANDI LUIZ CAMERINI - TESE PPGEA 2012..pdf: 21432695 bytes, checksum: 7578d920d7cb372f971f067d26250bb6 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-18T13:31:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 NERANDI LUIZ CAMERINI - TESE PPGEA 2012..pdf: 21432695 bytes, checksum: 7578d920d7cb372f971f067d26250bb6 (MD5) Previous issue date: 2012 / Capes / O objetivo geral desta pesquisa foi avaliar o bem-estar de aves poedeiras em dois diferentes sistemas de criação: gaiola enriquecida (GE) e sistema alternativo (SA) e a qualidade desses sistemas no que diz respeito aos aspectos comportamentais, fisiológicos e produtivos. O experimento foi desenvolvido na câmara climática do LaCRA - Laboratório de Construções Rurais e Ambiência, da Universidade Federal de Campina Grande - PB. A pesquisa constou de três períodos experimentais de 28 dias cada. Foram utilizadas 72 aves poedeiras da linhagem Dekalb White com 27 semanas de idade. O regime de luz adotado foi de 16 horas claro e 8 horas de escuro. O delineamento experimental adotado foi o inteiramente casualizado em esquema fatorial 2x3 (dois sistemas de criação e três condições ambientais (20 °C, 26 °C e 32 °C) com seis repetições e umidade relativa de 60%. A pesquisa analisou diferentes parâmetros: produção; aspectos fisiológicos; desempenho zootécnico; qualidade dos ovos e termografia. Técnicas de processamento e análise de imagens podem vir a colaborar com a busca de informações contidas em imagens de animais confinados. Os dois sistemas de criação utilizados nesta pesquisa não apresentaram grandes diferenças quanto as variáveis analisadas. O sistema de gaiola enriquecida e o sistema alternativo podem ser compatíveis no desempenho e na qualidade dos ovos produzidos. / The general objective of this research was to evaluate the welfare of laying hens in two different systems: Enriched Cage (EC) and Alternative System (AS) and the quality of these systems in relation of behavioral, physiological and productive aspects. The experiment was conducted in a climatic chamber of LaCRA - Laboratory of Rural Constructions and Ambience, in the Federal University of Campina Grande - Paraíba State, Brazil. The research consisted of three experimental periods of 28 days each one. It was used 72 birds of lineage Dekalb White at 27 weeks of age. The light regime was set at 16 hours light and 8 hours of darkness. The experimental design was completely randomized in 2x3 factorial (two creation systems and three environmental conditions: 20 °C, 26 °C and 32 °C) with six replicates and relative humidity of 60%. This research analyzed different parameters: production; physiological aspects; zootechnical performance; egg quality and thermography. Processing techniques and image analysis may come to contribute to the search for information contained in images of confined animais. Both creation systems used in this study showed no large differences in the variables analyzed. Both systems may be compatible in performance and quality of eggs produced.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:56:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ValciFV_TESE.pdf: 3670403 bytes, checksum: d8b060478983488207d8885853eac60d (MD5) Previous issue date: 2012-11-05 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / Electrical Motors transform electrical energy into mechanic energy in a relatively easy way. In some specific applications, there is a need for electrical motors to function with noncontaminated fluids, in high speed systems, under inhospitable conditions, or yet, in local of difficult access and considerable depth. In these cases, the motors with mechanical bearings are not adequate as their wear give rise to maintenance. A possible solution for these problems stems from two different alternatives: motors with magnetic bearings, that increase the length of the machine (not convenient), and the bearingless motors that aggregate compactness. Induction motors have been used more and more in research, as they confer more robustness to bearingless motors compared to other types of machines building with others motors. The research that has already been carried out with bearingless induction motors utilized prototypes that had their structures of stator/rotor modified, that differ most of the times from the conventional induction motors. The goal of this work is to study the viability of the use of conventional induction Motors for the beringless motors applications, pointing out the types of Motors of this category that can be more useful. The study uses the Finite Elements Method (FEM). As a means of validation, a conventional induction motor with squirrel-cage rotor was successfully used for the beringless motor application of the divided winding type, confirming the proposed thesis. The controlling system was implemented in a Digital Signal Processor (DSP) / Motores el?tricos transformam energia el?trica em energia mec?nica com relativa facilidade. Em algumas aplica??es particulares, necessita-se de motores el?tricos para trabalhar com flu?dos sem contamina??o, em regime de altas velocidades, em condi??es in?spitas, ou, ainda, em locais de dif?cil acesso e ? profundidade bastante consider?vel. Nestes casos, os motores com mancais mec?nicos, cujo desgaste ocasiona a necessidade de manuten??es, n?o s?o adequados. Uma solu??o poss?vel para este problema adv?m de duas alternativas: motores com mancais magn?ticos, que t?m o inconveniente de aumentar o comprimento da m?quina, e motores-mancais, que agregam compacidade. Motores de indu??o t?m sido cada vez mais utilizados em pesquisas, pois conferem maior robustez aos motores-mancais comparados a esses tipos de m?quinas constru?das com outros motores. As pesquisas j? realizadas com motores-mancais de indu??o utilizaram prot?tipos, cujas estruturas do estator e/ou rotor foram modificadas, diferindo em grande parte dos motores de indu??o convencionais. ? objetivo deste trabalho, estudar a viabilidade do uso dos motores de indu??o convencionais para a aplica??o de motores-mancais, apontando os tipos de motores dessa categoria que mais se ad?quam. O estudo utiliza o M?todo dos Elementos Finitos FEM. Como comprova??o, um motor de indu??o convencional com rotor gaiola de esquilo foi utilizado com sucesso para a aplica??o de motor-mancal do tipo enrolamento dividido, ratificando a tese proposta. O sistema de controle foi implementado em um Processador Digital de Sinais DSP

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:58:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LinoAF_DISSERT.pdf: 8452397 bytes, checksum: f4854ebf6942546ff7bf8e8e0a4689c4 (MD5) Previous issue date: 2013-08-09 / The technique of ion nitriding, despite being fully consolidated in the industry, has great limitations when applied to the treatment of small parts. This is because effects that occur due to non-uniformity of the electric field, generate localized heating in parts, damaging the uniformity of nitrided layer. In addition, because the samples are treated static parts thereof are untreated. To expand the use of plasma nitriding, this work presents the development, assembly and testing of a prototype plasma reactor with rotatory cathodic cage [patent pending], able to meet these needs, giving the material a uniform treatment and opening doors to industrial scale production. The samples tested with hexagonal nuts are 6.0 mm in diameter, made of stainless steel AISI 304 nitrided at a pressure of 1 mbar in an atmosphere of 20% H2 + 80% N2 for 1 h. After treatment, testing visual inspection, optical microscopy and microhardness were carried out to check the effectiveness of the process for uniformity and hardness of the parts. All samples exhibited uniform color, and matte brownish, unlike the untreated samples, silver color and gloss. The hardness of the surface (top and sides) was 65% and even higher than the original hardness. The nitrided layer showed great uniformity in microstructure and thickness. It is concluded, therefore, that the unit was effective constructed for the purposes for which it was designed / A t?cnica de nitreta??o i?nica, apesar de estar plenamente consolidada na ind?stria, possui grande limita??o quando aplicada ao tratamento de pe?as pequenas. Isso acontece porque efeitos que ocorrem devido a n?o uniformidade do campo el?trico, geram aquecimentos localizados nas pe?as, prejudicando a uniformidade da camada nitretada. Al?m disso, pelo fato das amostras serem tratadas de maneira est?tica, partes das mesmas ficam sem tratamento. Para ampliar o uso da nitreta??o a plasma, este trabalho apresenta o desenvolvimento, montagem e teste de um prot?tipo de reator de plasma com gaiola cat?dica rotat?ria [patente requerida], capaz de atender a essas necessidades, conferindo ao material um tratamento uniforme e abrindo portas ? produ??o em escala industrial. As amostras submetidas ao teste s?o porcas sextavadas de 6,0 mm de di?metro, fabricadas em a?o inoxid?vel AISI 304, nitretadas numa press?o de 1 mbar em atmosfera de 20%H2 + 80%N2, durante 1 h. Ap?s o tratamento, ensaios de inspe??es visuais, microscopia ?tica e microdureza foram realizadas a fim de conferir a efic?cia do processo quanto ? uniformidade e dureza das pe?as. Todas as amostras apresentaram cor uniforme, amarronzada e fosca, ao contr?rio das amostras sem tratamento, de cor prata e brilhosas. A dureza da superf?cie (topo e lateral) mostrou-se uniforme e 65% superior ? dureza original, considerado o tempo de tratamento. A camada nitretada apresentou grande uniformidade na microestrutura e espessura. Conclui-se, portanto, que o equipamento constru?do mostrou efic?cia para os fins a que foi designado

Atualmente, a energia eólica é uma das fontes renováveis mais reconhecidas, e sua penetração em sistemas elétricos de potência está se incrementando consideravelmente. Por consequência, a participação de turbinas eólicas em sistemas elétricos de potência tem se incrementado e pode influenciar o comportamento geral do sistema de potência. Portanto, é importante estudar o desempenho de turbinas eólicas em sistemas elétricos e sua interação com outros equipamentos de geração e cargas. O principal objetivo nesta dissertação é determinar o desempenho dinâmico de diferentes tecnologias ligadas nos sistemas elétricos considerando diferentes níveis de penetração e diferentes perturbações elétricas mediante simulações realizadas usando um toolbox de Matlab/Simulink, SimPowerSystems. As tecnologias avaliadas são (a) o gerador de indução duplamente alimentado com fator de potência unitário, (b) o gerador de indução duplamente alimentado com controle de tensão, (c) o gerador de indução de gaiola de esquilo com compensação baseada em condensadores, e (d) gerador de indução de gaiola de esquilo sem equipamentos auxiliares. Os fatores técnicos analisados são perfil de tensão em estado estacionário, as dinâmicas durante afundamentos e elevações de tensão, correntes de curto circuito, e incremento gradual nas cargas do sistema, para verificar a estabilidade de tensão da rede para pequenas perturbações. É proposta uma estratégia para promover uma integração efetiva de turbinas eólicas em sistemas de potência com altos níveis de penetração considerando diferentes normas de operação da rede para sistemas de transmissão e de distribuição. O objetivo nesta estratégia é o cumprimento dos requisitos para conexão de rede com a combinação de tecnologias, minimizando o valor do investimento. Os efeitos na estabilidade de sistemas de potência da fazenda eólica determinada com a metodologia proposta são comparados com os efeitos de uma fazenda eólica de igual capacidade de energia eólica considerando somente geradores de indução duplamente alimentados com controle de tensão. Para as analises realizadas neste trabalho são considerados os sistemas IEEE de 9 e 30 barras. / Nowadays, wind power is one of the most accepted renewable energy sources, and its penetration in electrical power systems is increasing considerably. Consequently, the participation of wind turbines in electrical power systems has increased and may influence the overall power system behavior. It is therefore important to study the performance of wind turbines in electrical power systems and their interaction with other generation equipment and loads. The main objective of this dissertation is to determine the dynamic performance of different wind turbines technologies connected in electrical system considering different penetration levels and electrical perturbations by simulations performed using a Matlab/Simulink toolbox, SimPowerSystems. The assessed technologies are (a) double fed induction generator with unity power factor, (b) double fed induction generator with voltage control, (c) squirrel cage induction generator with capacitor-based compensation, and (d) squirrel cage induction generator without ancillary devices. The technical factors analyzed are steady-state voltage profile, the dynamics during voltage sags and swells, short-circuit currents, and gradual increase in the system loading, in order to check the network small-disturbance voltage stability. A strategy to promote an effective integration of wind turbines into the power systems with high levels of wind power penetration regarding different grid code requirements in transmission and distribution networks is proposed. The objective in this strategy is fulfilling the grid code requirements with a technology combination, minimizing the invested value. The effects on power system stability of the wind farm, found by the proposed methodology, are compared with the effects that have the same installed capacity of wind power but only considering double fed induction generators with voltage control. The IEEE 9 bus transmission system and the IEEE 30 bus system are regarded for the analysis performed in this work.

Atualmente, a energia eólica é uma das fontes renováveis mais reconhecidas, e sua penetração em sistemas elétricos de potência está se incrementando consideravelmente. Por consequência, a participação de turbinas eólicas em sistemas elétricos de potência tem se incrementado e pode influenciar o comportamento geral do sistema de potência. Portanto, é importante estudar o desempenho de turbinas eólicas em sistemas elétricos e sua interação com outros equipamentos de geração e cargas. O principal objetivo nesta dissertação é determinar o desempenho dinâmico de diferentes tecnologias ligadas nos sistemas elétricos considerando diferentes níveis de penetração e diferentes perturbações elétricas mediante simulações realizadas usando um toolbox de Matlab/Simulink, SimPowerSystems. As tecnologias avaliadas são (a) o gerador de indução duplamente alimentado com fator de potência unitário, (b) o gerador de indução duplamente alimentado com controle de tensão, (c) o gerador de indução de gaiola de esquilo com compensação baseada em condensadores, e (d) gerador de indução de gaiola de esquilo sem equipamentos auxiliares. Os fatores técnicos analisados são perfil de tensão em estado estacionário, as dinâmicas durante afundamentos e elevações de tensão, correntes de curto circuito, e incremento gradual nas cargas do sistema, para verificar a estabilidade de tensão da rede para pequenas perturbações. É proposta uma estratégia para promover uma integração efetiva de turbinas eólicas em sistemas de potência com altos níveis de penetração considerando diferentes normas de operação da rede para sistemas de transmissão e de distribuição. O objetivo nesta estratégia é o cumprimento dos requisitos para conexão de rede com a combinação de tecnologias, minimizando o valor do investimento. Os efeitos na estabilidade de sistemas de potência da fazenda eólica determinada com a metodologia proposta são comparados com os efeitos de uma fazenda eólica de igual capacidade de energia eólica considerando somente geradores de indução duplamente alimentados com controle de tensão. Para as analises realizadas neste trabalho são considerados os sistemas IEEE de 9 e 30 barras. / Nowadays, wind power is one of the most accepted renewable energy sources, and its penetration in electrical power systems is increasing considerably. Consequently, the participation of wind turbines in electrical power systems has increased and may influence the overall power system behavior. It is therefore important to study the performance of wind turbines in electrical power systems and their interaction with other generation equipment and loads. The main objective of this dissertation is to determine the dynamic performance of different wind turbines technologies connected in electrical system considering different penetration levels and electrical perturbations by simulations performed using a Matlab/Simulink toolbox, SimPowerSystems. The assessed technologies are (a) double fed induction generator with unity power factor, (b) double fed induction generator with voltage control, (c) squirrel cage induction generator with capacitor-based compensation, and (d) squirrel cage induction generator without ancillary devices. The technical factors analyzed are steady-state voltage profile, the dynamics during voltage sags and swells, short-circuit currents, and gradual increase in the system loading, in order to check the network small-disturbance voltage stability. A strategy to promote an effective integration of wind turbines into the power systems with high levels of wind power penetration regarding different grid code requirements in transmission and distribution networks is proposed. The objective in this strategy is fulfilling the grid code requirements with a technology combination, minimizing the invested value. The effects on power system stability of the wind farm, found by the proposed methodology, are compared with the effects that have the same installed capacity of wind power but only considering double fed induction generators with voltage control. The IEEE 9 bus transmission system and the IEEE 30 bus system are regarded for the analysis performed in this work.