O uso de dispositivos móveis teve um amplo crescimento na última década, aliado a este crescimento, houve uma diversi cação dos serviços utilizados. Estas características implicam um aumento no consumo de energia e da expectativa do tempo de uso. Neste contexto, o estudo de métodos que possibilitem aumentar ou mesmo prever o tempo de vida de uma bateria passam a ter signi cativa importância. Uma maneira de predizer o tempo de vida de baterias é através do uso de modelos matemáticos que simulam a descarga de energia nas mesmas. Este trabalho apresenta a modelagem matemática da predição do tempo de vida de baterias de Lítio Íon Polímero, através do modelo elétrico Battery, fazendo uso de um amplo conjunto de dados de descarga de baterias obtidos a partir da utilização de uma plataforma de testes. O modelo Battery necessita a estimação de um conjunto de parâmetros que são geralmente estimados através da análise visual de alguns pontos nas curvas características de descarga das baterias. Neste trabalho é proposto um Algoritmo Genético para sistematizar e otimizar a estimação destes parâmetros. Os resultados obtidos demonstram a superioridade do Algoritmo Genético na estimação dos parâmetros, já que este obteve uma taxa média de erro consideravelmente inferior às taxas de erro encontradas com os métodos de análise de curvas de descarga, demonstrando tanto a e cácia do modelo elétrico Battery, quanto a e ciência do Algoritmo Genético em estimar seus parâmetros. / 114 f.

O crescimento no uso de dispositivos móveis tem sido evidenciado nos últimos anos, pois estes proporcionam comodidade, mobilidade e facilidade. O tempo de funcionamento destes dispositivos está limitado pela duração da carga de sua bateria. Desta forma, se faz necessário estudar o processo de descarga de baterias, visando predizer o seu tempo de vida e, consequentemente, o tempo de funcionamento do dispositivo móvel a ela associado. Uma das maneiras de realizar esta predição é através de modelos matemáticos, capazes de simular o comportamento de descarga da bateria e, assim predizer o seu tempo de vida. Neste trabalho, é proposta a modelagem matemática do tempo de vida de baterias do tipo Lítio Íon Polímero (LiPo), utilizando o modelo elétrico para Predizer Runtime e Características V-I (i.e., de tensão e corrente) de uma bateria, sendo que, para a estima ção dos parâmetros do modelo, é adotada uma metodologia baseada em ajuste de curvas, evidenciada por Chen e Rincón-Mora (2006). Desta maneira, pretende-se validar a estimação de parâmetros para obter um modelo acurado e de fácil implementação capaz de predizer o tempo de vida de baterias. As simulações computacionais são realizadas com o auxílio do software Matlab, considerando dados experimentais de baterias de LiPo, modelo PL383562-2C, obtidos de uma plataforma de testes. O modelo é avaliado através da comparação entre os seus resultados simulados e os resultados experimentais e a sua precisão é avaliada através da comparação com outro modelo relativamente acurado da literatura. / 81 f.

Submitted by Maria Medeiros (maria.dilva1@ufcg.edu.br) on 2018-06-06T13:59:11Z No. of bitstreams: 1 VALDEMIR DA SILVA BRITO - TESE (PPGEE) 2016.pdf: 24283842 bytes, checksum: 359b3901fbb8d95187c4a580e505a74f (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-06T13:59:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 VALDEMIR DA SILVA BRITO - TESE (PPGEE) 2016.pdf: 24283842 bytes, checksum: 359b3901fbb8d95187c4a580e505a74f (MD5) Previous issue date: 2016-10-07 / Capes / Este trabalho propõe um modelo elétrico de supressor de surto de ZnO que o representa com exatidão nas três regiões de operação, em uma ampla faixa de frequência e amplitude. O Modelo Elétrico Proposto (MEP) foi validado a partir de um banco de dados, contendo resultados de medições de tensão e corrente. Este banco de dados é constituído por medições em doze varistores de ZnO de cinco fabricantes diferentes, com diferentes dimensões físicas e características elétricas. Nos ensaios, os varistores foram submetidos a diversos níveis de tensão na região de baixas correntes. Também foram aplicados aos varistores vários níveis de amplitude de impulsos de corrente de manobra (30/60 µs), descarga atmosférica (8/20 µs), alta corrente (4/10 µs) e impulsos de corrente com frentes de onda mais rápidas (1,5/26 µs e 3/6 µs), abordando as regiões altamente não linear e altas correntes. Adicionalmente, outros ensaios foram realizados com objetivo de verificar a presença do acoplamento indutivo e a influência do invólucro do supressor de surto na medição da tensão residual. A partir do banco de dados, foram realizadas simulações com o MEP, e com os modelos Convencional e IEEE, já consolidados no meio científico. Os resultados dos modelos foram comparados entre si, e com os resultados de medição. O MEP apresentou melhores resultados em praticamente todos os casos, nas três regiões de operação. O MEP também foi avaliado em estudos reais de energização de linha de transmissão, rejeição de carga e coordenação de isolamento. Os resultados de simulação dos estudos apresentaram níveis de amplitude condizentes com o esperado, e não apresentaram oscilações numéricas ou instabilidade. Os parâmetros do MEP são de fácil determinação, e todas as informações necessárias estão contidas nos datasheets dos fabricantes. / This work proposes an electric model of ZnO surge arresters that represents accurately the ZnO surge arresters in a wide range of frequencies and amplitudes. The Proposed Electric Model (PEM) was validated from a database, containing results of voltage and current measurements. This database are based in twelve ZnO varistors of five different manufacturers, with different physical dimensions and electrical characteristics. In the lab tests, the varistors were submitted to different voltage levels in the low current region. There were also applied to the varistors multilevel amplitude of switching current impulses (30/60 µs), lightning current impulses (8/20 µs), high current impulses (4/10 µs) and current impulses with very fast front time (1.5/26 µs and 3/6 µs), addressing the highly nonlinear and high current regions. In addition, other lab tests were conducted in order to verify the presence of inductive coupling and the infuence of the surge arrester housing in the residual voltage measuring. From the database, simulations were performed with the PEM, with the Conventional and IEEE models which are already consolidated in the scientific community. The results of the models were compared among themselves, and with the measurement results. The PEM presented best results in practically all cases, in all three operating regions. The PEM was also evaluated in real studies of transmission line energization, load shedding and insulation coordination. The simulation results of the studies presented amplitude levels as expected and did not presented numerical oscillations or instability. The PEM parameters are easily determined, besides that all necessary information is contained in the manufacturers datasheet.

This work presents an analysis of a Piezoelectric Transformer (TP), showing the main types of devices, characteristics, operation modes, among others important points. The parameters of Mason Classic Model are determined by frequency response analysis. The nominal load is determined considering the maximum power transfer and the efficiency from the load tests. In order to obtain a more accurate equivalent model, an optimization methodology of equivalent model is proposed. The criterion used to optimize the model is the minimum standard square error between frequency response of TP and model. To prove the results obtained by the optimization meth-odology, it is presented, in impedance graphs, the curves of model obtained by fre-quency response, optimized model and TP. The optimized model is obtained for dif-ferent segments configurations of TP. The analysis of segments has the goal to adapt the TP to specific applications, enabling the parameters adjust, to different condi-tions of load impedance to maximum power transfer, voltage gain and efficiency, among others. The Half-Bridge practical results with nominal load are presented to all segments configurations, using as resonant converter. / Este trabalho apresenta uma análise sobre Transformador Piezelétrico (TP), mostrando os principais tipos de dispositivos, características, modos de operação, en-tre outros pontos importantes. Os parâmetros do modelo clássico de Mason são de-terminados pela análise da resposta em frequência. A carga nominal é determinada levando em conta a máxima transferência de potência e o rendimento a partir de tes-tes de carga. Para obter o modelo equivalente mais preciso é proposto uma metodolo-gia de otimização do modelo equivalente. O critério utilizado para otimizar o modelo é do menor erro quadrático normalizado e ponderado entre a resposta em frequência do modelo e a resposta experimental do TP. Para comprovar os resultados obtidos pela metodologia de otimização, são apresentados gráficos de resposta em frequência do modelo obtido pela resposta em frequência, do modelo otimizado e a resposta ex-perimental do TP. O modelo otimizado é estendido para diferentes configurações de segmentos do TP. A análise dos segmentos tem como objetivo adequar o TP para aplicações específicas, possibilitando o ajustes de parâmetros, para diferentes condi-ções de resistência de carga para máxima transferência de potência, ganho de tensão e rendimento, entre outros. Resultados práticos com carga nominal são apresentados para todas configurações de segmentos, utilizando como conversor ressonante o con-versor Half-Bridge.