Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2014-08-06T17:28:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 322204.pdf: 62710437 bytes, checksum: 20a33392c8ea964e70a9dce9ecf88d3b (MD5) Previous issue date: 2013 / Este trabalho apresenta o estudo de uma nova topologia de um conversor trifásico dois níveis bidirecional com integração de interruptores conectados em delta adequado para aplicações em acionamentos de máquinas elétricas e para a conexão de sistemas à rede elétrica. A inserção da malha de interruptores em delta a um inversor de tensão convencional adiciona estados redundantes na operação do conversor que, se escolhidos de maneira adequada em uma estratégia de modulação, podem otimizar o desempenho do conversor, de acordo com critérios do projetista. Dependendo da estratégia de modulação utilizada, o conversor pode ser otimizado para a redução das perdas por condução ou para a redução da geração das tensões de modo comum. Uma metodologia para a geração de técnicas de modulação PWM contínuas, descontínuas e híbridas aplicáveis ao conversor proposto e a outros convencionais é apresentada e o desempenho de algumas estratégias é analisado. Estratégias também foram propostas para concentrar as perdasde comutação em componentes específicos, diminuindo a taxa de decrescimentoda eficiência do conversor com o aumento da frequência decomutação. Um protótipo de 10 kW foi construído para validar a análise teórica e para realizar a interface de sistemas geradores com a rede elétrica. São fornecidos detalhes da implementação prática bem como a metodologia adotada para o projeto do filtro de EMI e dos controladores. Resultados experimentais são mostrados validando algumas das análises apresentadas. <br> / Abstract : This work analyzes a novel three-phase two-level delta-switch activevoltage source inverter for electrical drives and grid connected applications.The addition of delta connected switches to the phases of avoltage source inverter make possible new redundant operational states.The converter states, when combined in a modulation strategy,can optimize the converter performance as defined by the designer.Depending on modulation, the converter can be optimized for lossesreduction or for common mode voltage reduction. A methodology forcontinuous, discontinuous and hybrid PWM modulation strategies generationis presented, suitable for the proposed converter and otherconventional ones, and the performance of some of them is analyzed.Strategies are also proposed in order concentrate the switching lossesin some components, reducing the efficiency decreasing rate when theswitching frequency is increased. A 10 kW prototype was designed andimplemented in order to validate the performed analyses and to connectgeneration systems to the grid. Some practical details and the methodologyfor EMI filters and controllers design are given. Experimentalresults are presented validating some of the performed analysis.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-18T21:33:48Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T04:11:07Z : No. of bitstreams: 1 151700.pdf: 3630124 bytes, checksum: e6ed92c876e0c34ce5a9778cf85ca316 (MD5) / Estudo de inversores ressonantes meia-ponte auto-oscilantes com pré-regulador Buck-Boost integrados em uma única topologia com a finalidade de alimentar lâmpadas fluorescentes. Realiza-se uma análise teórica e desenvolve-se uma metodologia de projeto. São realizadas simulações e implementação de protótipos. Todos estudos envolvem o atendimento às prescrições de desempenho e segurança da nova norma da ABNT.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T06:04:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 241259.pdf: 5101216 bytes, checksum: 5182eb5955d83babed3156b7095d4447 (MD5) / O objetivo principal deste trabalho é o de estudar novas soluções para a implementação de conversores CC-CA's bidirecionais isolados compostos a partir de conversores CC-CC bidirecionais básicos. O primeiro passo é o de realizar uma revisão bibliográfica apresentada no capítulo I, que é de fundamental importância para se ter uma visão do que já havia sido proposto até então. No capítulo II, são abordados os conversores CC-CC's bidirecionais básicos onde foram analisadas as principais formas de ondas destes conversores. As possíveis soluções para se implementar os conversores CC-CA's a partir dos conversores CC-CC básicos são apresentadas no capítulo III. O conversor CC-CC Fyback bidirecional é estudado no capítulo IV. Onde é apresentado um estudo mais aprofundado sobre este conversor com a realização de análise das etapas de operação e simulações à vazio, com carga resistiva, com carga capacitiva e com carga não-linear. O conversor SEPIC CC-CA bidirecional isolado é estudado no capítulo V onde é levantada a função de transferência do conversor assim como o equacionamento matemático desuas principais formas de onda. No capítulo VI são mostrados os resultados experimentais obtidos com a implementação de dois protótipos do conversor SEPIC CC-CA bidirecional. O capítulo VII aborda alguns tópicos complementares como a associação de conversores, conversores trifásicos e reticadores.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:51Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-06-25Bitstream added on 2014-06-13T20:40:37Z : No. of bitstreams: 1 brito_mag_dr_ilha.pdf: 5064752 bytes, checksum: 82cb4f68cac0b9124f16164ae4f2e99d (MD5) / Esta proposta de tese se baseia na necessidade atual e tendência mundial na busca por sistemas cada vez mais eficientes e que se baseiem em fontes de energia alternativas menos poluentes, renováveis e que produzam pouco impacto ambiental. Desta forma, são desenvolvidos sistemas de geração de energia elétrica de pequeno porte baseado em painéis solares fotovoltaicos. Com o intuito de aumentar o rendimento e a densidade de potência dos sistemas, são apresentadas novas estruturas de inversores monofásicos e trifásicos integrados para aplicação como sistemas isolados e/ou conectados à rede de distribuição em corrente alternada (CA), operando como sistemas de geração distribuídos. Os inversores integrados são apresentados com o intuito de substituir os usuais sistemas de conversão de energia a duplo estágio. Incorporado aos inversores integrados são implementados métodos e dispositivos para extração da máxima potência possível dos painéis fotovoltaicos (algoritmo de MPPT), aumentando assim o aproveitamento de energia advinda destes painéis. Além disso, em virtude da necessidade de conexão segura destes sistemas à rede de distribuição de energia elétrica em corrente alternada, são realizadas análises e a implementação de métodos de sincronismo com a rede de CA em baixa tensão; além da análise e síntese de métodos híbridos para detecção e gestão do efeito de ilhamento, a fim de garantir a segurança do sistema. O controle dos conversores e as técnicas de MPPT, gestão e detecção de ilhamento, bem como de sincronismo com a rede em CA são implementadas de forma digital, com o objetivo de propiciar maior flexibilidade na concepção das lógicas de controle adequadas às aplicações propostas. Finalmente, destaca-se que o trabalho trouxe contribuições significativas para a melhoria na implementação... / This work is based on the actual necessity and world tendency for high-efficiency systems based on renewable energy sources which are less pollutant and produces little environmental impact, and, for this purpose, it is developed some photovoltaic electrical generation systems to operate as a small distribution generation system (DG). With the purpose to increase efficiency and power density, new single-phase and three-phase integrated inverter topologies are presented for operating as stand-alone and/or grid-connected systems. The main idea of these inverters is the replacement of the conventional two-stage cascaded solutions. Main maximum power point tracking techniques are implemented and tested in order to increase energy utilization. Furthermore, because of safe-operation grid connection necessities this work presents analysis and implementation of active and hybrid anti-island detection techniques and synchronization methods with the AC low voltage grid. The converters control system and MPPT techniques, anti-island detection and management system together with the synchronization are implemented digitally, with the purpose of increasing flexibility for the overall control circuitry. Finally, this work has presented significant contributions regarding the P&O and IC based on PI MPPT techniques and has presented the integration procedures in order to obtain new families of single and three-phase inverters. Moreover, this is the first thesis that has presented the tri-state three-phase inverters injecting power into the grid. These inverters have inovations at its control and modulation that permit the input to... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2016-05-17T16:51:41Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-10-20. Added 1 bitstream(s) on 2016-05-17T16:55:28Z : No. of bitstreams: 1 000864141.pdf: 2474920 bytes, checksum: 0df8cf23c83271ed498848b27a4c4cdc (MD5) / Com a motivação existente pela necessidade de crescimento das novas fontes de energia alternativas, bem como pelos avanços das tecnologias para os sistemas de conversão de energia, o presente estudo propõe a utilização do conversor integrado três estados Buck-Boost monofásico para o aproveitamento da energia proveniente dos sistemas solares fotovoltaicos. Os sistemas de painéis fotovoltaicos fornecem tensões contínuas, contudo, a grande maioria de aparelhos ou cargas de uso domiciliar necessita de tensões alternadas, com valores eficazes nominais de 127 V ou 220 V, no Brasil. Isso leva à necessidade do estudo de estruturas conversoras CC-CA, conhecidas como inversores. Considerando que as tensões alternadas fornecidas pelos inversores encontram-se dependentes do valor máximo da tensão de entrada, é indispensável a inclusão de um estágio elevador no sistema geral, antes de fornecer energia para as cargas, resultando, assim, em uma redução no rendimento, devido à quantidade de componentes, ao aumento de peso e ao volume. Nesta dissertação, o inversor estudado realiza, em uma única estrutura, a função do estágio elevador ou redutor, garantindo níveis reduzidos de distorção harmônica na corrente injetada e tensão de saída no modo ilhado, com um bom rendimento, fornecendo energia para cargas conectadas em modo de operação ilhado ou conectado à rede. Neste conversor, o sistema de chaveamento de três estados proporciona uma melhora das características dinâmicas. A adição do terceiro estado simplifica o controle por modo tensão, na medida em que elimina o zero presente no semiplano direito da função de transferência do conversor Buck-Boost convencional. Para o desenvolvimento das estratégias de controle, adotou-se o modelo matemático por valores médios instantâneos, em espaço de estados. Adicionalmente, foi realizada uma revisão e avaliação de alguns dos algoritmos de MPPT (Maximum Power Point... / The current motivation of growing need for new alternative energy sources, as well as by improvements in technologies for energy conversion systems, this study proposes the use of the single-phase tri-states Buck-Boost integrated converter for the use of energy from solar photovoltaic systems. Photovoltaic systems provide DC voltages and, on the other hand, the large majority of machines or domestic use loads require alternating voltage with RMS values of 127 V or 220 V in Brazil. This points out to the need to study of DC-AC converter structures, known as inverters. Due to the limitation that the alternating voltage supplied by the inverters are dependent on the maximum value of the input voltage, the inclusion of an elevator stage in the general system is necessary, before providing power to the load, thus resulting in a reduction in the performance by the number of components, increased weight and volume. In this dissertation, the studied inverter performs, in a single structure, the functions of the elevator stage or reducer stage, also performs the continues in alternating voltage conversion function, ensuring reduced levels of harmonic distortion in the current injected to the main grid and the output voltage in islanding mode, with an increase performance in the output voltage, and that should provide power to loads connected in both modes islanding or grid connected. In the presented converter, the switching system of three states has improved the behavior of dynamic characteristics due to the addition of the third estate, simplifying the control by eliminating the zero present in the right half-plane of the transfer function of Buck-Boost inverter, controlled in voltage mode. For the development of control strategies is adopted the mathematical model for instantaneous average values. The modeling of the structure is made by the mean values method in the state spaces. Additionally, is carried out a review and assessment of some ...

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T23:52:41Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T18:44:00Z : No. of bitstreams: 1 176593.pdf: 3385811 bytes, checksum: aec7cf7e8ff04b76862fa140b157af41 (MD5) / Este trabalho se concentrou na andlise, simulagdo e experimentagdo de um inversor em ponte completa para realizar o teste de burn-in de reatores eletr6nicos utilizando-se o concerto de reciclagem de potência. A estrutura proposta substitui o banco de resistores, que tradicionalmente é utilizado pelos fabricantes neste tipo de teste, drenando a corrente de carga exigida, mas apresentando a vantagem de que a maior parte da energia devolvida para a rede. A corrente devolvida para a rede apresenta baixa taxa de distorção harmonica e alto fator de potência. Dessa forma, o teste pode ser realizado com um consumo bem menor de energia elétrica. Finalmente concluiu-se que a reciclagem de potência aplicada ao teste de burn-in de reatores eletrônicos mostrou-se bastante atraente tanto sob o aspecto econômico como também ecológico, seguindo a tendência atual da busca de otimização no uso dos recursos energéticos disponiveis.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-18T00:27:41Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T18:44:14Z : No. of bitstreams: 1 176599.pdf: 3725737 bytes, checksum: 5beaf74bdd944c14e49b8c38bba815a2 (MD5) / Este trabalho apresenta uma síntese de algumas estruturas conversoras de energia monofásica em trifásica. Inicialmente, faz-se uma divisão de estruturas capazes de regenerar energia e com fator de potencia elevado com estruturas que ndo tem a possibilidade de regenera@,qo de energia e conformaqdo da corrente de entrada senoidal e em fase com a tensdo de entrada. Sdo mencionadas as principals caracteristicas positives e negatives de cada topologia. A seguir, apresenta-se a andlise te6rica de uma estrutura capaz de realizar a conversdo de uma rede de alimentagdo monofdsica em trifdsica, sendo esta estrutura dividida em sua parte retificadora e a sua parte inversora. Demonstra-se os principios de operaqdo, o equacionamento dos esforgos de tensdo e corrente bem como o seu procedimento de projeto. Ao final, tem-se os resultados de simulaqdo e experimentais para um converser monofdsico - trifdsico de 2 kVA, comutando a uma freqii8ncia de 20 kHz.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-18T00:59:22Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T18:45:10Z : No. of bitstreams: 1 182239.pdf: 4426878 bytes, checksum: 85f08d8cd86db634a6d92cbdfba27250 (MD5) / Este trabalho apresenta o estudo do inversor Três Níveis, também conhecido como inversor com ponto neutro grampeado, da sigla inglesa N.P.C. Inicialmente, são explicados os princípios de funcionamento do inversor, através da utilização da estratégia de modulação por largura de pulso único. A seguir, são apresentadas e comparadas qualitativamente as demais técnicas de modulação existentes na literatura, para aplicação ao inversor Três Níveis. É apresentada a análise teórica, primeiramente demonstrando o equacionamento dos esforços de corrente nos interruptores do inversor, desconsiderando as comutações. Em seguida, a aplicação da técnica passiva de comutação suave, conhecida como Snubber de Undeland (modificado), é explorada detalhadamente. Ao final, tem-se os resultados da experimentação de um inversor de 10 kVA, comutando a uma freqüência de 20 kHz. Diante dos resultados apresentados, são mencionados os efeitos causados pelos componentes parasitas existentes em um circuito real. São, também, comentados os aspectos positivos e negativos da utilização do snubber ao inversor.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T03:21:24Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T22:58:21Z : No. of bitstreams: 1 150532.pdf: 4456797 bytes, checksum: ef087a96b2f1c734b21e325f2a7291c6 (MD5)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T12:05:55Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T16:36:48Z : No. of bitstreams: 1 174624.pdf: 26263078 bytes, checksum: 096e061c12901f40a29d0f20f5bf3a4a (MD5) / Trata-se de um sistema de iluminação para duas lâmpadas fluorescentes de 40W. É composto por um estágio de correção de fator de potência, inversor meia-ponte ressonante para o acionamento das lâmpadas, circuito para a detecção de presença e sensor para o controle de luminosidade. Inicialmente, apresenta-se um estudo comparativo envolvendo os principais sensores de luminosidade disponíveis comercialmente. São também apresentados os métodos mais empregados na detecção de presença. A seguir é apresentada a análise do pré-regulador boost operando no modo de condução crítica, para tensão de alimentação desde 90 até 260V. Esta análise compreende equacionamento, exemplo de projeto e simulação. Na seqüência, apresenta-se a análise do inversor meia-ponte ressonante seguido de exemplo de projeto e simulação. Para o comando, controle e proteção do inversor ressonante é empregado um microcontrolador, o qual também tem seu funcionamento analisado. Na seqüência, é apresentado um estudo sobre fontes auxiliares para a estrutura proposta, contendo as principais alternativas encontradas na bibliografia, com suas vantagens e desvantagens. E, para finalizar, são mostrados os resultados experimentais contendo as principais formas de onda que caracterizam o funcionamento da estrutura. Com isto valida-se a metodologia empregada.