Orientador: Andre Koch Torres de Assis / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Intituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-20T14:22:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bueno_MarcelodeAlmeida_D.pdf: 2827044 bytes, checksum: 2e284c685566be1a5dbf53cf482bfbc0 (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: Na primeira parte deste trabalho apresentamos um método para o cálculo do coeficiente de indutância. Aplicamos este método a diversas configurações de circuitos, inclusive os com densidade de corrente superficial ou volumétrica, utilizando as fórmulas de Neumann, Weber, Maxwell e Graneau. Comparamos os resultados obtidos através do nosso método com os resultados obtidos por métodos de aproximação usuais. Concluímos que o nosso método é superior a estes últimos por possibilitar resultados algébricos com a ordem de aproximação que se queira. Para a auto-indutância de um circuito de corrente fechado de qualquer forma generalizamos a equivalência entre as quatro fórmulas citadas acima. A força entre elementos de corrente foi analisada na segunda parte deste trabalho. Através do aperfeiçoamento de um método de cálculo de força entre partes em contato de um circuito único, comparamos as expressões de Ampère e Grassmann em diversas configurações, também incluindo aquelas com densidade de corrente superficial ou volumétrica. Concluímos que estas duas expressões são equivalentes em todas as situações de circuito de corrente fechado. Apresentamos uma demonstração deste fato. Por último, analisamos a existência de força longitudinal entre condutores de corrente com a força de Weber, e concluímos que ela não é capaz de explicar a ordem de grandeza dos resultados experimentais com explosão de fios, no caso estacionário / Abstract: In this work we present a method for inductance calculation. We apply this method to various configurations of circuits, including the ones with surface or volumetric current density, using the formulas of Neumann, Weber, Maxwell and Graneau. We compare the results obtained with our method to the ones obtained with the usual approximation methods. We conclude that our method is more powerful than the last ones, because it allows one to obtain algebraic results with the degree of approximation desired. For the self-inductance of a closed circuit with arbitrary shape we generalize the equivalence between the four formulas cited above. The force between current elements was analized in the second part of this work. We improved a method for force calculation between parts in contact of a single circuit, and use it to compare the expression of Ampere to the expression of Grassmann in various configurations of circuits, also including the ones with surface and volumetric current density. We conclude that these two expressions for force between current elements are equivalent to one another in all situations of closed circuits. We present a demonstration of this fact. Finishing, we analyze the existence of longitudinal force between current carrying conductors with Weber's force, and we conclude that it is not able to explain the magnitude of the experimental results with exploding wires, in steady state / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-20T17:21:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 197734.pdf: 2895650 bytes, checksum: ed1cb62d0899b0a0ae0233646c932c8a (MD5) / o objetivo deste trabalho é contribuir com o estudo dos motores síncronos de relutância com barreiras de fluxo e partida assíncrona, através da abordagem do princípio de funcionamento destes motores, as considerações de projeto (dificuldades construtivas e cuidados). Faz-se uso da técnica de elementos finitos como ferramenta de projeto destes motores aplicada na análise comparativa de diversas topologias, através da determinação das indutâncias de eixo direto e em quadratura, e na obtenção das curvas de velocidade, torque e corrente, desde a partida até a velocidade síncrona. Também são avaliadas algumas aplicações interessantes para estes motores. O desempenho deste tipo de motor é verificado em testes com protótipos e comparado com o do motor de indução. Também são feitas medições das indutâncias de eixo direto e em quadratura, a fim de verificar os valores reais e compará-los com os valores de projeto. Em geral, sabe-se que este tipo de motor apresenta valores de rendimento, fator de potência e torque abaixo daqueles do motor de indução equivalente. Entretanto, devido à robustez e baixo custo, estes motores podem ser utilizados em aplicações que requeiram velocidade constante ao longo de um processo, sem a necessidade de um controle eletrônico.

Orientador: Jose Antenor Pomilio / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-02T21:24:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 NunezZuniga_TeresaEsther_D.pdf: 7914978 bytes, checksum: 9337b0aa24f72bc30933d0b8a43928f8 (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: Esta tese apresenta métodos para a síntese de indutâncias negativas, bem como suas aplicações e estudos de estabilidade. Este comportamento não-natural é analisado com base em modelagem matemática, simulações e resultados experimentais. São apresentados métodos já descritos na literatura, como o VAPAR e o BVI, bem como uma metodologia alternativa, a SDR, que apresenta vantagens em aplicações em que a indutância negativa é inserida em série em um circuito elétrico. Todos os três métodos utilizam conversores CC-CA para realizar a síntese da tensão exigida. As aplicações estudadas são a correção do fator de potência, a regulação de tensão e a compensação de linhas de transmissão / Abstract: This doctorate dissertation presents methods for emulating negative inductance, as well as their applications and stability analysis. Such non-natural behavior is analyzed based on mathematical modeling, circuit simulations and experimental results. Previously presented synthesis methods, the VAPAR and the BVI are described, and a new strategy, called SDR is introduced. The SDR method is useful when the negative inductance is series connected to an electrical circuit. All the methods use a DC-AC converter for synthesizing the necessary voltage. The applications include power factor correction, voltage regulation and transmission line compensation / Doutorado / Doutor em Engenharia Elétrica

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T14:57:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 245746.pdf: 3220015 bytes, checksum: ae31e6a930a3acebb2b58cd89053e014 (MD5) / O objetivo deste trabalho é modelar a partida das máquinas síncronas de pólos salientes maciços (MSPSM) a fim de calcular o torque, a corrente e o aquecimento gerado nas sapatas polares. A metodologia desenvolvida está baseada na determinação dos parâmetros de eixo direto (d) e de quadratura (q) a partir de simulações de ensaios em freqüência da máquina com rotor travado. As simulações dos ensaios são realizadas utilizando o método de elementos finitos (programa EFCAD) e os resultados são modelados por curvas de tendência. De posse das equações das indutâncias de eixo direto e de quadratura e utilizando-se equações em regime quase permanente da máquina síncrona, calculam-se o torque eletromagnético médio, a envoltória da parte oscilante do torque eletromagnético (torque oscilante) e a corrente eficaz do estator em função da velocidade. Com a corrente do estator, calculam-se as perdas por pólo no rotor também através de elementos finitos (EFCAD). Todo o processo de simulação é realizado através de um programa composto por diversos módulos computacionais encadeados apropriadamente para facilitar a utilização por parte do usuário.

Orientador: Andre Koch Torres de Assis / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica "Gleb Wataghin" / Made available in DSpace on 2018-07-27T10:18:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Hernandes_JulioAkashi_M.pdf: 966851 bytes, checksum: 7b6753f4b60406c37c6d30d4d1ed715a (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: Na primeira parte deste trabalho analisamos o campo elétrico fora de condutores resistivos estacionários conduzindo corrente constante. Exploramos aqui o ponto de vista das cargas superficiais. Apresentamos problemas resolvidos na literatura sobre este assunto, assim como resultados novos para condutores em forma de placas e também um anel filiforme (neste último caso calculamos numericamente o potencial), comparando os resultados teóricos com dados experimentais retirados da literatura. Na segunda parte, tratamos da propagação de sinais em condutores compridos. Seguimos a abordagem de Kirchho para o problema, utilizando a força de Weber como modelo de interação entre cargas. Conseguimos deriva a equação da telegrafia para diversos casos, e mostramos que a abordagem maxwelliana (campos) não é necessariamente a única que conduz à equação da telegrafia. O Apêndice A apresenta o cálculo das integrais envolvendo o potencial devido a uma placa retangular transportando uma corrente constante. O programa para calcular o potencial de um anel filiforme está listado no Apêndice B. No Apêndice C, consideramos o fenômeno da explosão de fios que acontece quando uma alta corrente elétrica flui em um condutor. Apresentamos o resultado da tensâo coulombiana, gerada pelo aparecimento de carga no interior do fio devido ao efeito Hall radial. Concluímos que esta tensão é várias ordens de grandeza inferior àquela necessária para romper um fio metálico, ver [AH99b] / Abstract: In the first part of this work we analyse the electric field created outside stationary resistive conductors, with a constant current. Here we explore the point of view of surface charges. We present solved problems in the literature, on this subject, and also new results for conductor plates and for a thin ring (in this last case we calculate the potential numerically), comparing our theoretical results with experimental data present in the literature. In the second part, we treat the propagation of signals in long conductors. We follow Kirchhoff's approach to the problem, utilizing Weber's force equation as a model for charge interaction. We derive the telegraphy equation for several cases, and show that the Maxwell's approach (based on fields) is not necessarily the only one that leads to the telegraphy equation. Appendix A presents the calculation of the integrals involved in the potential resolution for a rectangular plate transporting a constant current. The numerical program to calculate the potential of a thin ring is listed on Appendix B. On Appendix C we consider the phenomenon of wire explosions which happens when a high electric current ows in a conductor. We present the result of coulombian tension generated by the appearance of charges in the interior of the wire caused by the radial Hall effect. We conclude that this tension is several orders of magnitude smaller than the one necessary to break a metallic wire, see [AH99b] / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Jacobus Willibrordus Swart / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-02T22:53:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Zoccal_LeonardoBreseghello_M.pdf: 6497555 bytes, checksum: e073f26482aabbfda753756ac2820ed8 (MD5) Previous issue date: 2002 / Mestrado

Esta dissertação de mestrado relata a concepção, o projeto e o desenvolvimento de um novo dispositivo eletrônico a ser usado em sistema de detecção de tráfego por loop indutivo. Com a inclusão deste novo circuito, o detector com loop indutivo torna-se uma melhor fonte de parâmetros de tráfego, pois o dispositivo mede a variação de indutância do loop (assinatura indutiva) durante a passagem do veículo na zona de detecção, com resolução suficiente para traçar detalhadamente o perfil desta variação. Para possibilitar a operação em altas frequências e também tornar flexível a implementação do dispositivo, foram utilizados componentes eletrônicos como um sintetizador de clock de alta freqüência por PLL (Phase-Locked Loop) programável e um CPLD (Complex Programmable Logic Device). Para testar o dispositivo, foram levantadas assinaturas indutivas de modelos reduzidos de veículos. Os resultados experimentais obtidos mostram que o dispositivo é capaz de traçar com grande detalhe a curva de variação da indutância e, conseqüentemente, que seja feita uma classificação dos veículos, com potencial grande acurácia.

Orientador: Luiz Carlos Kretly / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-12T09:54:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FonsecaJunior_PauloNazarenoLagoia.pdf: 5632530 bytes, checksum: ea9f82363483a872a3effe7dbd527b5f (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Este trabalho tem como finalidade a implementação de indutores integrados passivos baseados nas tecnologias de fabricação CMOS e BiCMOS. Os indutores são dispositivos fundamentais em aplicações de rádio freqüência e estão presentes na maioria dos circuitos de RF como amplificadores e osciladores. Os Indutores integrados passivos têm seus desempenhos degradados principalmente pelas perdas associadas ao metal e substrato. E apesar da existência de vários métodos de otimização, as foundries em geral, ainda oferecem um número reduzido de componentes, o que dificulta a escolha do melhor dispositivo para cada circuito. Sendo assim, a partir do projeto e implementação de indutores integrados o projetista é capaz de desenvolver novos dispositivos para cada aplicação. Este trabalho apresenta os resultados experimentais de indutores CMOS otimizados com a técnica de empilhamento para a redução de perdas ôhmicas e de PGS para a redução de perdas pelo substrato. Apresenta-se também indutores projetados na tecnologia BiCMOS com dupla camada de PGS; enterrada n+ e silício policristalino. / Abstract: This work aims the design and implementation of integrated passive inductors based on CMOS and BiCMOS processes. The inductors are essential devices in radio frequency applications and are used in many RF circuits such as amplifiers and oscillators. The inductors' performance is mainly limited by metal and substrate losses. Although various methods of improvement have been proposed, the foundries still offer a reduced number of components, making far more difficult to choose the best device for each circuit. In this way, from the design and implementation of integrated inductors, the designer is able to enhance and develop new devices for each application. This works presents the experimental results of inductors based on CMOS process. These inductors have been improved with two techniques; multilevel and PGS, the first one reduce the metal losses and the second to reduce the substrate losses. This work also shows inductors improved with double PGS based on BiCMOS process. The double PGS was designed with polysilicon and n+ buried layer. / Universidade Estadual de Campi / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: José Antenor Pomílio / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-21T11:27:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rodrigues_DiegoTardivo_M.pdf: 3096616 bytes, checksum: 2d3b90e8f78bbfc91209e0e523c0f21b (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: O trabalho tem como aplicação a geração de ozônio, que se dá em uma célula ozonizadora a partir de descargas eletrostáticas resultantes da aplicação de alta tensão por um transformador. Uma ressonância série essencialmente determinada pela indutância de dispersão e a capacitância equivalente do sistema surge, para este caso, em frequências na ordem de kHz. A operação do inversor de alimentação com uma frequência de chaveamento pouco maior do que a frequência de ressonância série tem como vantagens a comutação suave das chaves do inversor, um alto ganho de tensão e a possibilidade da construção de transformadores menores comparado à operação em 60 Hz. Visando o aumento da potência total do sistema e, consequentemente, aumento na capacidade de geração de ozônio, como alternativa para tal é feita a conexão em paralelo de diversos conjuntos formados por transformadora e respectiva célula, com potência da ordem de centenas de Watts, sendo estes alimentados por um único inversor. No entanto, a dispersão de parâmetros dos transformadores e células, leva a diferentes valores de potência por conjunto, estando alguns com potência acima da nominal e outros abaixo. A fim de se obter uma distribuição igual de potência entre as cargas, é apresentada uma estratégia para a equalização de potência em uma associação em paralelo de circuitos ressonantes com dispersão de parâmetros. O ajuste da sintonia é feito por meio de compensação série utilizando a técnica de síntese direta de reatâncias. Um modelo baseado no método médio generalizado foi obtido para que os parâmetros do controlador utilizado na equalização de potência fossem determinados. O uso de transformadores geralmente traz a necessidade de se precaver a um processo de saturação, todavia, é apresentada uma estratégia de controle capaz de impedir a saturação, por meio da síntese de capacitância variável série. Resultados de simulação e experimentais mostram o comportamento dos circuitos e das estratégias de controle propostas / Abstract: The work is applied to ozone generator, which occurs in an ozone generator cell through electrostatic discharges produced by high voltage transformer. A series resonance essentially determined by the leakage inductance and equivalent capacitance of the system arises in this case, at frequencies on the order of kHz. The operation of the inverter which feeds the load with switching frequency above the series resonance frequency has the advantages of soft switching at the inverter switches, a high voltage gain and the possibility of construct smaller transformers compared to operation at 60 Hz. Seeking to increase the total power system and, consequently, the capacity of ozone generation as an alternative is placed in parallel several loads formed by the transformer and respective cell, with a power of hundreds of Watts, fed by a single inverter. However, due to electrical parameters dispersion, there is not an equal distribution of power among the loads, with some being above the nominal power and other below. Order to obtain an equal distribution of power, a strategy is presented for balancing the power among paralleled loads. The balance is achieved through series compensation using the Direct Reactance Synthesis. A model based on the generalized average method is obtained for the controller parameters used in the equalization of power were found. Transformers usually need attention to avoid saturation; therefore, this work presents a control strategy to prevent the saturation, by synthesis of series variable capacitance. Simulation and experimental results show the behavior of circuits and proposed control strategies / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Jose Pissolato Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-04T04:10:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gatous_OmarMohamedOmar_D.pdf: 3581143 bytes, checksum: 99b49787812bbda82e9eaa0427e4a921 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Esta tese apresenta o desenvolvimento de uma nova implementação do efeito skin no modelo da linha de transmissão de energia elétrica, e de sinal, para estudo e anâlise das perdas devido ao efeito skin no domínio da freqüência. As perdas devido ao efeito skin são levadas em conta através da formulação e solução da equação de onda de Maxwell em função do campo elétrico na direção de propagação. A solução da equação de Maxwell apresenta a formulação para o cálculo da corrente transitória na seção transversal do condutor sólido e cilíndrico como função do campo elétrico na superfície. A formulação matemática das equações da nova implementação é obtida pela consideração da formulação da corrente transitória e aplicando a teoria eletromagnética. A tese apresenta também o desenvolvimento da formulação matemática das equações dos modelos de linha de transmissão sem perdas e com perdas (conceito da resistência da corrente contínua) para efeito de comparação. A solução no domínio da freqüência para estes três modelos é obtida a partir da aplicação da transformada de Fourier. A conseqüência do desenvolvimento da nova implementação apresenta uma possibilidade para desenvolver uma nova técnica, exata e bastante simples. Essa técnica pode ser usada para o cálculo dos parâmetros do efeito skin (resistência e indutância interna do condutor sólido e cilíndrico). Análise comparativa entre essa nova técnica e a técnica de Bessel (técnica muito usada pesquisa para o mesmo objetivo) são apresentados. Os resultados obtidos mostram que as vantagens dessa nova técnica sobre a técnica de Bessel são a simplicidade, rapidez, precisão e adequação para qualquer linguagem de computador. Finalizando é apresentada uma análise de comparação matemática e gráfica entre os parâmetros do efeito skin e da corrente contínua e sues efeito nas características da linha de transmissão. A anâlise mostra que, devido sa perdas do efeito skin, a resistência aumenta e indutância interna diminui com aumento da freqüência e a característica da linha. de transmissão mais afetada é o coeficiente de atenuação Ct. Além disso, alguns exemplos são apresentados como aplicações dessa nova implementação in linhas de transmissão longas e curtas e Comparar os resultados com aquelas obtidos pelos modelos sem e com perdas. Nessas exemplos à análise mostra que as tensões e correntes previstas no final de uma linha de transmissão eram sub estimadas quando usados os modelos sem e com perdas / Abstract: This thesis presents the development of a new and quite simple implementa-tion of skin-effect in electrical and signal transmission line model for skin-effect 1088 analysis and study in frequency-domain. Skin-effect 1088 is taken into account by formulating and solving Maxwell's wave equation as a function of the electrical field in the direction of propagation. Ma.xwell's wave equation solution gives the transient formulation for the current calculation in the transversal section of the solid cylindrical conductor as a function of the electrical field on the conductor surface. The mathematical formulation of the model equations is obtained by considering the transient formulation of the current and applying electromagnetic theory. It also presents the development of the mathematical formulation equations of both the lossless and the lossy (DC resistance concept) transmission line mode1s for compari-sons. The frequency-domain solution for these three models is obtained by applying Fourier transform method. The consequence of the development of the new imple-mentation gives a possibility to develop a new, exact and very simple technique. This technique can be used to calculate the skin-effect parameters (resistance and internal inductance of the solid cylindrical conductor). Comparison analysis between this new technique and the Bessel technique (the most used technique in research for the same objective) are presented. The results show that the advantages of this new technique over the Bessel technique are the simplicity, quickness, accuracy and the suitability for any computer language. Finally mathematical and graphical comparison analysis between skin-effect and DC parameters and their effects on the transmission line characteristic is presented. The analysis shows that, due to the skin-effect 1058, the resistance increases and the internal inductance decreases with . the increase of the frequency, and the most affected transmission line characteristic is the attenuation coefficient Q. In addition, some examples are presented as an applications of the new implementation in long and short tran.qrni~on lines and compare the results with those obtained by the lO581ess and lossy models. In these examples the analysis shows that the predicted voltages and currents at the end of the transDussion lines were under-estimated when using the lossless and lossy models / Doutorado / Energia Eletrica / Doutor em Engenharia Elétrica