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Made available in DSpace on 2016-06-02T19:11:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissRL.pdf: 4606587 bytes, checksum: 0964a2f543c4356671aec314cf14a445 (MD5) Previous issue date: 2005-10-24 / Diversas linhas aéreas de transmissão de energia elétrica (LTs) foram construídas numa época em que o Brasil dispunha de pouca tecnologia para o desenvolvimento dos projetos e construção. Com isso, os projetos eram baseados em normas estrangeiras, que prescreviam distâncias entre os condutores elétricos e o solo abaixo dos valores hoje recomendados pela norma brasileira. Uma das alternativas para a correção do problema de cabos baixos é a reforma da linha de transmissão, quando pode ser empregado o processo de retracionamento para alteamento dos cabos CAA (Condutores de Alumínio com Alma de Aço). Este trabalho tem como objetivo, o estudo da influência do grampo de suspensão (fadiga e "fretting" - desgaste por atrito entre os fios do condutor e o grampo de suspensão) em determinadas propriedades mecânicas dos condutores usados, visto que esse ponto do condutor é deslocado para fora do grampo de suspensão quando da aplicação do retracionamento, além de ficar submetido a um valor de carregamento mecânico mais elevado. Esses estudos englobam a realização de ensaios de tração e vibração, além de análises metalográficas em amostras de cabos condutores completos usados (regiões dentro e fora do grampo de suspensão) e em condutores novos sem uso. Os resultados obtidos do ensaio de tração indicaram que, para os cabos estudados, não há uma influência direta da região do grampo nas propriedades mecânicas estáticas, como a carga de ruptura e alongamento percentual. Com relação ao ensaio de vibração, todas as amostras de cabos não apresentaram qualquer tipo de fratura, o que levou o ensaio a ser realizado até 10.000.000 de ciclos. As análises microestruturais mostraram a presença de marcas de fretting na parte da camada mais externa e interna dos condutores, mas apenas com danos muito superficiais. Dessa forma, pode-se concluir que, para o condutor estudado é possível a utilização do processo de retracionamento para a reforma da linha de transmissão.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This dissertation deals with modulation techniques for multilevel diode clamped converters. The major challenge to be overcome by modulation strategies to these converters is the balance of the dc-link voltage capacitors, whilst minimizing the THD of output voltages. Among the modulation strategies reported in literature for this purpose are the carrier-based and space vector modulation techniques. Generally the space vetor methods select the nearest three vector to implement the desired output voltage vector. However, it is not always possible to remove the low frequency ripple in the dc-link voltage capacitors using this diagram vector. This work proposes a new space vector diagram that allows the elimination of the low frequency ripple in the dc-link voltage capacitors and guarantees the balance to the entire converter linear operation region, operating with any power factor load. Further constrains are derived based on the sign and magnitude of the output currents to determine the transition between the space vector diagram N3V and NS3V, making a hybrid modulation. As a result is possible to minimize the total harmonic distortion of the output voltages and to ensure the control of the averaged neutral point current. In order to make it possible to extend the results for converters with any number of levels, a carrier based modulation was proposed in this work where the modulation signals are chosen to ensure maximum use of the dc-link of the linear range of operation of converter, and eliminate low-frequency oscillation in the voltage capacitors. Moreover, it is proposed a space vector modulation strategy to back-to-back three level diode clamped converters, with the purpose to connect the wind power generation to the grid. This technique combines the utilization of the N3V and NS3V space vector diagrams for both converters connected to the same dc-link. Thus it is possible to establish a trade off between oscillation in the voltage capacitors and THD of output voltages. Experimental results and benchmarks are presented and demonstrate the good performance of the proposed methods. / Esta dissertação de mestrado trata de estratégias de modulação para conversores multiníveis com diodos de grampeamento. O principal desafio a ser superado por técnicas de modulação aplicadas a estes conversores é o de equilibrar as tensões dos capacitores do barramento CC, enquanto que minimizando a penalização da THD das tensões de saída. Dentre as principais estratégias de modulação com esse propósito abordadas na literatura, são as estratégias baseadas na comparação com portadora e as estratégias vetoriais. Geralmente os métodos de modulação vetorial utilizam os três vetores de comutação mais próximos do vetor de tensão de referência, N3V. Entretanto nem sempre é possível eliminar as ondulações de baixa frequência presentes nas tensões dos capacitores do barramento CC em toda faixa de operação do conversor utilizando essa divisão de setores. Este trabalho deriva um novo diagrama vetorial NS3V, que possibilita a eliminação das ondulações de baixa frequência das tensões dos capacitores do barramento CC na região linear do conversor, independente do fator de potência de operação. Além disso são obtidas restrições baseadas no sinal e nas magnitudes das correntes de saída para determinar a transição entre a modulação que utiliza o diagrama vetorial N3V e o diagrama vetorial NS3V, tornando a modulação híbrida. Com isto é possível minimizar a distorção harmônica das tensões de saída e assegurar o controle da corrente média sobre um período de comutação no ponto central do divisor capacitivo. Com objetivo de facilitar a extensão dos resultados para um número qualquer de níveis, a modulação baseada na comparação com portadora foi proposta nesse trabalho onde as tensões modulantes são escolhidas de forma a garantir a máxima utilização da tensão do barramento CC na faixa linear de operação do conversor, bem como eliminar as ondulações de baixa frequência presentes nas tensões dos capacitores. Ainda, é proposta uma estratégia de modulação vetorial para conversores com diodos de grampeamento de três níveis em configuração back-toback com o propósito de conectar sistemas de geração eólica à rede. Nesta estratégia de modulação é combinada a utilização dos diagramas vetoriais N3V e NS3V para ambos os conversores conectados ao mesmo barramento CC. Dessa forma é possível estabelecer um compromisso entre ondulação das tensões dos capacitores do barramento CC e THD das tensões de saída. Resultados experimentais e análises comparativas são apresentadas e demonstram a boa performance dos métodos propostos.

Made available in DSpace on 2015-05-08T14:57:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 3511521 bytes, checksum: b6fc527d9dd12a95d8694d91fe94df32 (MD5) Previous issue date: 2014-05-13 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This paper presents a technique of Pulse Width Modulation (PWM) converters for single-phase three-level with diode clipping, which aims at balancing the tension in the bus capacitors. The technique consists of injecting a signal common mode voltage of the sinusoidal modulating signal width modulation conventional pulse-based Carrier, which introduces an element of DC current in the neutral bus capacitors, this voltage can be controlled, with the main objective to balance the voltage of the capacitor relative to the neutral point. The technique is presented a set of equations, in order to demonstrate how the injected voltage signal introduces a component DC current at the neutral point. To test the proposed strategy, the structure of the three-level converter with diode clipping was simulated with PSIM and mounted using a digital signal processor for generating the control signals of semiconductor devices. Simulations and experimental results that demonstrate the efficiency and quality of the PWM strategy are presented. / Este trabalho apresenta uma técnica de Modulação por Largura de Pulso (PWM) para conversores monofásicos de três níveis com diodo de grampeamento, que tem como objetivo o balanceamento da tensão no barramento de capacitores. A técnica consiste na injeção de um sinal de tensão de modo comum no sinal modulante senoidal, da modulação por largura de pulso convencional baseada em Portadora (Carrier Based Pulse Width Modulation), o qual introduz uma componente de corrente CC no ponto neutro do barramento de capacitores, podendo essa tensão ser controlada, com o objetivo principal de balancear a tensão dos capacitores em relação ao ponto neutro. A técnica é apresentada em um conjunto de equações, com a finalidade de demonstrar como o sinal de tensão injetado introduz uma componente de corrente CC no ponto neutro. Para testar a estratégia proposta, a estrutura do conversor de três níveis com diodos de grampeamento foi simulada com o PSIM e montada, utilizando um processador digital de sinais para geração dos sinais de comando dos dispositivos semicondutores. Resultados de simulações e experimentais que demonstram a eficiência e a qualidade da estratégia PWM são apresentados.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / A necessidade de obter uma matriz energÃtica menos poluente e em harmonia com o meio ambiente à um tÃpico muito importante no sÃculo XXI. Este trabalho apresenta um conversor cc-ca de dois estÃgios para injetar a energia de um arranjo de painÃis fotovoltaicos à rede elÃtrica. O primeiro estÃgio à um conversor elevador, isolado, baseado na CÃlula de ComutaÃÃo de TrÃs Estados (CCTE), responsÃvel por elevar a tensÃo dos painÃis fotovoltaicos de 48 Vcc para 400 Vcc e de extrair a mÃxima potÃncia disponÃvel deles. O segundo estÃgio consiste em um conversor monofÃsico cc-ca, ponte completa, responsÃvel por injetar a energia na rede elÃtrica de baixa tensÃo (220 Vca, 60 Hz). SÃo apresentados estudos teÃricos e exemplos de projeto dos circuitos de potÃncia e controle para ambos os estÃgios e, com o objetivo de validar a anÃlise, sÃo apresentados resultados de simulaÃÃo computacional, complementados com resultados experimentais, correspondentes a um protÃtipo de laboratÃrio de 850 W. O rendimento global obtido experimentalmente à aproximadamente 86,5% enquanto que a distorÃÃo harmÃnica total da corrente entregue à rede elÃtrica obtida via simulaÃÃo computacional à 3,8% a plena carga. / In the 21st century, the need of a more clean and environment friendly power matrix has become a very important issue. Therefore this work presents a two stage cc-ac converter for connecting a photovoltaic array to the electrical grid. The 1st stage itâs an isolated boost converter, based in the Three Stage Switching Cell (TSSC), in charge of boosting the photovoltaic array voltage from 48 Vcc to 400 Vcc and to track its maximum power point. The 2nd stage is a single-phase cc-ac Full-Bridge converter responsible of injecting the photovoltaic power into the low voltage power grid (220 Vac, 60 Hz). Both, theoretical analysis and designs examples of power and control circuits are presented for the two stages and, in order to validate the analysis, simulation results complemented with experimental results from an 850 W laboratory prototype are presented. The overall efficiency obtained from the prototype was 86.5% while the total harmonic distortion of the current obtained via simulation was 3.8% at full load.

Submitted by Gilvanedja Silva (gilvanedja@biblioteca.ufpb.br) on 2018-03-22T20:42:08Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 11929036 bytes, checksum: e796f3e04cbf0cf6da3fa9648d4f9270 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-22T20:42:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 11929036 bytes, checksum: e796f3e04cbf0cf6da3fa9648d4f9270 (MD5) Previous issue date: 2017-05-25 / This work presents a technique using carrier-based pulse width modulation (PWM) applied to single-phase asymmetrical multilevel inverters with diodes clamped, aiming to increase the amount of output voltage levels to improve signal quality, reducing the total harmonic distortion rate (THD). The technique was used in inverters of three, four and five levels per arm, providing an output signal with seven, thirteen and nineteen levels respectively, presenting two, six and ten levels higher than the equivalent symmetrical multilevel inverters. The technique was described with a set of equations and procedures that can be generalized for inverters of any number of levels. To verify the operation, simulations were performed using the PSIM program and an experimental assembly of an asymmetrical multilevel inverter of three levels was performed, using a field programmable gate array device (FPGA) in the implementation of the PWM modulator. Finally, the simulation and experimental results that prove the effectiveness of the modulation strategy employed in this work are presented and compared / Este trabalho apresenta uma técnica utilizando a modulação por largura de pulso (PWM) baseada em portadora, aplicada aos inversores multiníveis monofásicos assimétricos com diodos de grampeamento, com o objetivo de elevar a quantidade de níveis na tensão de saída, para melhorar a qualidade do sinal, reduzindo a taxa de distorção harmônica total (THD). A técnica foi empregada em inversores de três, quatro e cinco níveis por braço, fornecendo um sinal de saída com sete, treze e dezenove níveis respectivamente, apresentando dois, seis e dez níveis a mais que os inversores multiníveis simétricos equivalentes. A técnica foi descrita com um conjunto de equações e procedimentos que pode ser generalizada para inversores de qualquer número de níveis. Para comprovar o funcionamento, foram realizadas simulações utilizando o programa PSIM e efetuada montagem experimental de uma inversor multinível assimétrico de três níveis, utilizando na implementação do modulador PWM um dispositivo em matriz de porta programável em campo (FPGA). Por fim, são apresentados e comparados os resultados de simulações e experimentais que comprovam a eficácia da estratégia de modulação empregada neste trabalho