Orientador: Luis Carlos Origa de Oliveira / Banca: Dalgerti Lelis Milanese / Banca: Júlio Borges de Souza / Banca: Antônio Carlos Delaiba / Banca: Kleiber David Rodrigues / Resumo: Diante do aumento expressivo de cargas não-lineares nos sistemas de energia elétrica cresce também, em proporções alarmantes, os problemas relacionados com as distorções harmônicas nas tensões e correntes. Com vistas à mitigação das distorções harmônicas, o uso de filtros e dispositivos de compensação harmônica são as técnicas comumente utilizadas para atenuar o fluxo das principais componentes harmônicas que compõem a citada distorção. Este trabalho está particularmente direcionado para investigações relacionadas ao uso de dispositivos de filtragem de natureza passiva, compreendendo arranjos híbridos, compostos por filtros ressonantes e filtros eletromagnéticos. Neste contexto, esta tese apresenta contribuições inéditas relacionadas com o desenvolvimento de modelos matemáticos no domínio da freqüência para filtros eletromagnéticos e a generalização de metodologias para análise de desempenho baseado no comportamento das componentes harmônicas seqüenciais. O desempenho e a aderência dos modelos propostos são avaliados numa base comparativa de natureza experimental, utilizando-se um protótipo de um filtro eletromagnético de potência reduzida, construído a partir das diretrizes metodológicas oriundas das análises teóricas. Os modelos desenvolvidos são utilizados na composição de um aplicativo computacional para análise de desempenho e otimização de projetos de sistemas de filtragem harmônica. A descrição analítica proporcionada por esta ferramenta de cálculo possibilita a investigação individualizada e sistemática do comportamento do sistema elétrico para as diferentes componentes harmônicas seqüenciais. Pela investigação detalhada das contribuições individuais de cada fonte harmônica, é possível identificar ações para a escolha adequada das topologias e de outros ajustes, visando à maximização do desempenho... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Due to the expressive increase of non linear loads in the electric power systems it also grows, in alarming proportions, the problems related with harmonic distortions present in voltages and currents. Aiming the mitigation of harmonic distortions, the use of filters and devices of harmonic compensation are the techniques commonly used to reduce the flow of the main harmonic components that composes the mentioned distortion. This work is particularly addressed to investigations related to the use of filtering devices of passive nature, composed by hybrid arrangements of tuned filters and electromagnetic filters. In this context, this thesis presents unpublished contributions related with the development of mathematical models in the frequency domain for electromagnetic filters and the generalization of methodologies for performance analysis based on the behavior of the sequential harmonic components. The performance and adherence of the proposed models are evaluated in a comparative base of experimental nature, using a prototype of an electromagnetic filter of reduced power built considering the methodological guidelines originating from the theoretical analyses. The obtained models are used in the development of a computational application for performance analysis and optimization of projects of harmonic filtering systems. The analytical description proportioned for this calculation tool makes possible the individualized and systematic investigation of the electric system behavior for different sequential harmonic components. The detailed investigation of the individual contributions of each harmonic source, makes it is possible to identify actions for the appropriate choice of the topologies and other adjustments seeking the maximization performance of the filtering system, such as the definition of the number of resonant branches and respective syntonization frequencies... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Luís Carlos Origa de Oliveira / Banca: Júlio Borges de Souza / Banca: Olivio Carlos Nascimento Souto / Resumo: O acelerado desenvolvimento da eletrônica de potência vem desencadeando uma série de transformações no sistema elétrico, sendo possível destacar a constante alteração da natureza das cargas consumidoras, a proliferação da co-geração e o peso crescente de questões ambientais relacionadas à questão da geração. Grande parte das cargas atuais é composta por dispositivos não-lineares que, por muitas vezes, são a causa de problemas relacionados à qualidade da energia elétrica. Considerando a variedade da distribuição sequencial das harmônicas de corrente na utilização dos filtros passivos, destacam-se os filtros e bloqueadores eletromagnéticos, os quais têm merecido especial atenção devido à sua robustez e baixo custo de implantação. Este trabalho está particularmente direcionado à investigações relacionadas ao uso desses dispositivos que possibilitam uma atenuação do fluxo das principais componentes harmônicas que compõe as distorções harmônicas de sequência zero. Neste contexto, esta dissertação apresenta contribuições inéditas relacionadas com o desenvolvimento de modelos matemáticos no domínio da frequência para bloqueadores eletromagnéticos, e um estudo de modelos matemáticos para filtros eletromagnéticos, compondo então, o aqui denominado supressor eletromagnético de componentes de sequência zero. Apresenta-se ainda, a utilização de metodologias para análise de desempenho baseado no comportamento das componentes harmônicas sequenciais. É estabelecida uma base comparativa de natureza experimental que possibilita a avaliação do desempenho e da aderência do modelo proposto. São utilizados protótipos de baixa potência de um filtro e um bloqueador, ambos eletromagnéticos, construídos a partir de análises teóricas. Os modelos desenvolvidos são utilizados na composição de um aplicativo computacional para análise... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The accelerated development of power electronics has promoted a series of changes in the electrical system, so it is possible to highlight the constant changing of consumer loads, the proliferation of co-generation and the growing importance of environmental issues related to generation. Much of the current loads are composed of non-linear devices which, in many cases are the cause of problems related to power quality. Considering the sequential distribution variety of harmonic currents in the use of passive filters, highlight the electromagnetic filters and blockers, which have received special attention due to its robustness and low cost of deployment. This work is particularly directed to investigations related to the use of these devices which enable an attenuation of the flow of the principal harmonic components that compound the zero-sequence harmonic distortion. In this context, this work presents unedited contributions related to the development of mathematical models in the frequency domain for electromagnetic blocking, and a study of mathematical models of electromagnetic filters, making then, the here called electromagnetic zero-sequence components suppressor. It presents also, the use of methodologies for performance analysis based on the sequential behavior of harmonic components. It is established a comparison basis of experimental nature that enables the performance and adherence analysis of the model. Are used a low-power prototypes of a filter and a blocker, both electromagnetic, constructed from theoretical analysis. These models are used in the composition of a software for performance analysis and optimal project of harmonic filtering systems. This tool allows an individualized and systematic investigation of the electrical system behavior for distinct harmonic sequence components. Thus, through a detailed investigation it is possible to identify appropriated actions... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre