Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2013 / Made available in DSpace on 2013-12-05T22:38:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 319747.pdf: 54223935 bytes, checksum: 33563d48925bfd1c1c8abb1ed42000e7 (MD5) Previous issue date: 2013 / Este trabalho apresenta uma nova topologia de retificador monofásico de elevado fator de potência, baseado em um conversor boost híbrido, com aplicação em sistemas que necessitam alto ganho estático de tensão. A topologia é resultado da integração entre um conversor CC-CC boost convencional e um dobrador de tensão a capacitor chaveado. As principais características do conversor são: tensão de saída maior que o dobro da tensão de pico de entrada; redução dos esforços de tensão sobre os semicondutores, sendo metade da tensão de saída; alta eficiência. O conversor é controlado pela técnica de valores médios instantâneos da corrente no indutor, mesma estratégia de controle utilizada em retificadores boost PFC convencionais. Foi utilizado no controle um circuito integrado muito comum em aplicações industriais. A fim de validar os estudos teóricos, um protótipo foi construído com especificações de 220 V eficazes de tensão de entrada e frequência de rede igual 60 Hz, tensão de saída igual a 800 V e potência de carga de 1000 W. A eficiência medida em laboratório foi de 96,5% para a potência nominal e de 97% para metade da potência. <br> / Abstract: This work presents a novel single-phase recti?er topology with high power factor, based on a hybrid boost converter, with applications in systems that require high gain static voltage. Resulting from the integration of a conventional dc-dc boost converter and as witched capacitor voltage doubler. The main feature of the proposed recti?er is its ability to output a dc voltage larger than the double of the peak value of the input line voltage, while subjecting the power switches the half of the dc bus voltage and high e?ciency. The converter is controlled by average current mode control technique, same control strategy employed in the conventional boost based recti?er, where it was used to control an integrated circuit very common in industrial applications. Experimental data were obtained from a laboratory prototype with an input voltage of 220 Vrms, line frequency of 60 Hz, output voltage of 800 Vdc, load power of 1,000 W. The e?ciency of the prototype, measured in the laboratory was 96.5% for full load and 97% for half load.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-21T11:36:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 211748.pdf: 4883182 bytes, checksum: 09cce231dd4b478aedace068ba829ff9 (MD5) / Este trabalho trata de um estudo da aplicação de um controlador DSP, em eletrônica de potência, na implementação do controle digital de um conversor CA-CC trifásico de alto fator de potência. Inicia-se com o estudo das principais características, necessárias ao projeto, do controlador DSP. Prossegue-se através do projeto dos controladores da malha de tensão e das malhas de corrente. No decorrer do trabalho são mostrados resultados de simulação da estrutura. No último capítulo são mostrados os resultados experimentais obtidos através de um protótipo.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-22T02:35:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 210373.pdf: 29435324 bytes, checksum: c684c98b838bfb00408d31c98cbd2084 (MD5) / O trabalho proposto nesta dissertação tem como finalidade analisar e implementar o retificador trifásico isolado com fator de potência unitário baseado no transformador Scott para operação em aplicações de médias potências (10 kW - 100 kW) de modo confiável, robusto e eficiente.

Tese (Doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-18T21:05:03Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T04:15:45Z : No. of bitstreams: 1 151947.pdf: 5642963 bytes, checksum: efcc9a3cef62d0009a1949ae102311ad (MD5) / O presente trabalho aborda o estudo de novos tipos de retificadores para médias e altas potências, onde a corrente de entrada tem multiníveis. A idéia central da utilização dos multiníveis de corrente é diminuir a taxa de distorção harmônica da corrente de entrada dos retificadores. Com isto, consegue-se diminuir as distorções que os retificadores causam na rede de distribuição de energia elétrica e aumentar seu fator de potência. Após uma breve revisão dos retificadores atualmente em uso, o método de geração dos novos retificadores multinível é proposto e muitas topologias são geradas. Critérios gerais para o correto funcionamento destas novas topologias são desenvolvidos e mostra-se que sempre é possível trabalhar com fator de deslocamento unitário, aumentando ainda mais o fator de potência do retificador. O mais promissor dos retificadores propostos, dentre os que utilizam células multinível de 2 estágios, é analisado em detalhes. Para validação da teoria desenvolvida é montado um protótipo e resultados obtidos em laboratório são apresentados.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-19T13:59:15Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T05:04:23Z : No. of bitstreams: 1 186886.pdf: 16596364 bytes, checksum: fb6c8ceb5187806609c6c8484d274c65 (MD5) / Este trabalho apresenta os retificadores monofásico e trifásico de três níveis, operando com fator de potência unitário e comutação não dissipativa nos interruptores. Inicialmente, os retificadores são analisados no que se refere à operação em regime permanente descrição princípio de funcionamento com fator de potência unitário, apresentação de gráficos e equações que descrevem corrente e tensão nos elementos

Orientador: Sigmar M. Deckmann / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas / Made available in DSpace on 2018-07-17T12:41:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_JorgeEdwinBenavides_M.pdf: 2541771 bytes, checksum: 45643eb29bfb34374f775c1ac766d45b (MD5) Previous issue date: 1986 / Resumo: O objetivo deste trabalho é contribuir para a redução do problema das flutuações de tensão, responsáveis pelo efeito de cintilação luminosa. A solução consiste no controle rápido do fluxo de potência reativa, utilizando um compensador estático baseado em reator controlado por tiristores (RCT). São propostos e desenvolvidos dois esquemas de controle, direto e realimentado, sendo possível também combinar as vantagens de ambos, mediante o controle híbrido são processados em forma discreta no tempo, os sinais de tensão, corrente e ângulo, obtidos de uma carga variável. Com a implementação de um equipamento experimental foram obtidos resultados que permitem concluir que os critérios estabelecidos e os métodos utilizados são apropriados para a redução eficiente das flutuações de tensão. / Abstract: The goal of this work is to contribute for the reduction of the voltage fluctuation problem producing lamp-flicker. The solution is obtained by a fast control of reactive power flow, using thyristor controlled reactor based static compensators. Both, feedback and feedforward control schemes are proposed, and through hybrid control is it possible to take advantage of the two control methods. Voltage, current and angle information of a variable load perturbation are processed in a discrete time way. With the experimental equipment implementation, results where obtained showing that the adopted criteria and the used methods lead to a suitable voltage fluctuation reduction. / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Carlos Alberto Canesin / Banca: Guilherme de Azevedo e Melo / Banca: Flávio Alessandro Serrão Gonçalves / Resumo: Este trabalho apresenta, analisa e implementa uma proposta de conversor para geração de pulsos elétricos de alta tensão para aplicação na produção de ozônio e injeção do mesmo em água, com a finalidade de ação germicida e bactericida para processos de lavagem e higienização industrial. O conversor proposto é composto por dois estágios, sendo o primeiro estágio um retificador Boost operando no Modo de Condução Descontínua (MCD), responsável pela obtenção de um barramento em Corrente Contínua (CC) regulado e, atuando como seguidor de tensão da entrada apresenta um elevado fator de potência com reduzida distorção harmônica para a corrente de entrada; o segundo estágio consiste no uso de um inversor em Ponte Completa (Full-bridge) ressonante com controle por deslocamento de fase (Phase-shift), frequência constante (em torno de 10kHz) e modulação bipolar. O estágio inversor ressonante é composto pelo inversor em ponte associado a um transformador elevador e a indutâncias e capacitâncias para o ajuste da ressonância, resultando em uma estrutura com capacidade de geração de pulsos elétricos na saída com amplitude de até 6kV para o nível de potência do projeto, os quais são aplicados em um conjunto em paralelo de 14 (quatorze) câmaras de descarga para geração de ozônio e injeção em água. O trabalho apresenta uma revisão bibliográfica para as aplicações do ozônio, as principais topologias de conversores em baixa potência para geração de pulsos elétricos em ozonizadores, a análise de um produto comercial, a proposta e desenvolvimento de uma estrutura conversora em substituição ao produto comercial, resultando em melhor eficiência e maior fator de potência, apresentando-se suas análises qualitativas e quantitativas, modelação, metodologias de projeto, implementação de um protótipo funcional, os principais resultados finais e proposta de continuidade para futuras pesquisas / Abstract: This research proposes, analyzes and implements a converter for generating high voltage electric pulses for application to ozone production and injection in water for the purpose of bactericidal and germicidal processes for cleaning and sanitizing industry applications. The proposed converter consists of two stages, the first stage being a Boost rectifier operating in Discontinuous Conduction Mode (DCM), responsible for getting a Continuous Current (CC) bus regulated and, acting as input voltage follower presents a high power factor with reduced harmonic distortion to the input current; the second stage involves the use of a resonant Full-Bridge inverter controlled by phase-shift, using constant frequency (close to 10kHz) and bipolar modulation. The resonant inverter stage is composed of the bridge inverter associated with a step-up transformer, inductors and capacitors to adjust de resonant frequency, resulting in a structure capable of generating electric pulses with amplitude at the output of almost 6kV, which are applied on a set of fourteen (14) discharge chambers in parallel for ozone generation and injection in water. The work presents a literature review for the applications of ozone, the main converter topologies at low power for generating electrical pulses in ozonizators, the analysis of a commercial product, a proposal and development of a power converter structure to replace the commercial one, resulting in better efficiency and high input power factor, presenting their qualitative and quantitative analysis, modeling, design methodologies, implementation of a functional prototype, the main experimental results and proposal of continuity of future researches / Mestre

Este trabalho tem como principal objetivo apresentar uma investigação e uma metodologia de projeto, até o presente momento inédita, de uma topologia de um conversor ca-cc trifásico de comutação forçada. Através da análise desenvolvida neste trabalho, determina-se um modelo matemático do conversor ca-cc para os quatro modos que determinam o processo da comutação nesse circuito. Esse modelo resulta em sistemas de equações fundamentais na forma de equações diferenciais, que são resolvidos com a finalidade de determinar o comportamento do circuito do conversor durante o processo de comutação e de obter uma metodologia de projeto. Com o objetivo de validar a investigação e o método de projeto foi implementada simulação computacional, no programa Simmon, dos intervalos de comutação do conversor ca-cc de comutação forçada. Essa estrutura, que durante a sua operação emprega tanto a comutação forçada como a natural, quando comparada com os conversores de comutação natural apresenta várias vantagens, como um alto fator de potência e a eliminação dos harmônicos de baixa ordem na linha ca (utilização da comutação forçada com a técnica de modulação por largura de pulso PWM), como mostra vátios trabalhos publicados, que estão desctitos na parte de referências bibliográficas deste texto. / The main objective of this work is to present an investigation and a design method, which up to now is not available in the literature, of a three-phase force commutated ac-dc convetier. From the analysis developed in this work one obtains the mathematical model of the ac-dc converter for its four modes of commutation, which determine the commutation process in the converter circuit. The fundamental equations, which have been written in the form of differential equations, are solved to determine the behaviour of the converter circuit during commutation, and also to obtain a design method. To validate the analysis and the design procedure, computer simulation of the commutation intervals of the ac-dc converter was implemented using the program Simnon. The three-phase ac-dc converter, which uses both forced and line commutation, when compared with the conventional line commutated converter, presents several advantages as a high power factor and the elimination of lower harmonics of the ac line (utilization of the forced commutation and the pulse width modulation strategy), as it is shown in several published works, which can be found in the references of this work.

Orientador: Eduardo Carlos Bianchi / Co-orientador: Vicente Luiz Scalon / Banca: Dayse Iara dos Santos / Banca: Bento Rodrigues de Pontes Junior / Banca: Olivio Novaski / Banca: Jaime Gilberto Duduch / O Programa de pós Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais, PosMat, tem caráter institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi / Resumo: A retificação é um processo de acabamento, sendo normalmente o último processo da sequência de fabricação. Assim, qualquer benefício obtido na retificação é de grande valor para todo o processo de fabricação. Danos térmicos são uma das principais limitações do processo de retificação, por isso, é importante compreender os fatores que afetam a temperatura de retificação. o desempenho da técnica de lubri-refrigeração otimizada foi investigada e comparada com a técnica de lubri-refrigeração convencional para estimar o fluxo do calor dissipado para a peça de trabalho e assim verificar o máximo aumento da temperatura superficial da zona de contato entre o rebolo convencional de Al2O3 e a peça de aço ABNT 1020, levando-se em conta variáveis tais como a distribuição total de fluxo de calor e como ele é modelado (retangular ou triangular), as características térmicas da peça de trabalho e assim por diante. O problema direto foi solucionado a partir da equação de difusão de calor associado ao problema de condução de calor bidimensional em regime transiente utilizando-se do Método de Volumes Finitos para a sua discretização. Para a solução do problema inverso em transferência de calor fez-se o uso das temperaturas medidas experimentalmente para estimar o fluxo de calor na interface entre o rebolo e a superfície da peça (função objetivo). Foi aplicada a técnica inversa da Seção Áurea para a estimativa do fluxo de calor. Quando comparada à técnica do método convencional de aplicação de fluido, o fluxo de calor conduzido para a peça de trabalho foi reduzido em 84,0% nos ensaios realizados com profundidade de corte de 30um, em 74% nos ensaios com 45um e em 62,2% nos ensaios mais severos de 60um, demonstrando de forma clara e aplicabilidade do método otimizado de aplicação de fluido. O método otimizado foi efetivo na redução das temperaturas superficiais das regiões afastadas da região... / Abstract: Grinding is a finishing process, usually being the last sequence of the manufacturing process. Thus, any benefit obtained in the grinding is of great value to the entire manufacturing process. Thermal damage is one of the main limitations of the grinding process, so it is important to understand the factors that affect the temperature rectification. The technial performance of optimized lubrification and cooling was investigated and compared with the conventional lubrification and cooling technique to estimate the flow of heat dissipated into the workpiece and thus to check the increase in the maximum surface temperature in the contact zone between the conventional grinding wheel Al2O3 and the piece of AISI 1020, taking into account variables such as the total distribution of heat flow and how it is modeled (rectangular or triangular), the thermal characteristics of the workpiece, the geometry of the grinding wheel/workpiece interface and so on. The direct problem was solved from the heat diffusion equation associated with the problem of two-dimensional heat conduction in transient regime utilizing the finite volume method for its discretization. For the solution of the inverse problem of theat transfer the experimentally measured temperatures was used to estimate the heat flux at the interface between the grinding wheel and workpiece surface (objective function). The inverse technique of Golden Section was applied to estimate heat flow. When compared to the conventional technique of method of application fluid, the heat flow conducted to the workpiece was reduced by 84,0% in the tests performed with cutting depth of 30um, at 74,0%in the tests with 45 um and 62,2% in the tests practices of 60 um, clearly demonstrating the applicability of the optimized method of fluid application. The optimized method was effective in reducing the surface temperature of the remotest regions in the cutting region indicating that the front and back cooling... / Doutor

Orientador: Paulo Roberto de Aguiar / Banca: Eduardo Carlos Bianchi / Banca: Janaina Fracaro de Souza Gonçalves / Resumo: O monitoramento em tempo real do processo de dressagem vem se tornando cada vez mais necessário, pois tem um papel muito importante no acabamento de peças produzidas pelo processo de retificação. Por outro lado, o desgaste dos dressadoers é muito custoso e pouco eficiente para ser monitorado visualmente, como normalmente é feito nas indústrias. O sensor de vibração é uma grande ferramenta na automação desse processo, porém ainda é pouco utilizado, como se constata na literatura. Este trabalho apresenta um método de classificação do desgaste da ferramenta de ponta única em três condições distintas (novo, meia-vida e desgastado), por meio de vibração e redes neurais. Ensaios de dressagens foram realizados em uma retificadora plana tangencial, rebolo de óxido de alumínio, com a aquisição dos sinais de vibração por meio de um sensor fixo no suporte do dressador. Um estudo foi desenvolvido do espectro do sinal para as três condições de desgaste, no qual sete bandas de frequências foram selecionadas. Vários modelos neurais foram testados, os quais possuíam como entradas duas estatísticas obtidas a partir do sinal original filtrado para uma dada banda de frequência selecionada. Após centenas de combinações de entradas, número de camadas ocultas e número de neurônio, dois melhores modelos foram escolhidos e analisados, os quais apresentaram resultados com até 98,3% de taxa de acertos / Abstract: Real time monitoring of the dressing process is becoming more and more necessary because it plays a very important role in the finish of the part manufactured by the grinding process. On the other hand, dresser wear is very expensive and not much effective to be monitored visually, but it is usually so developed in industry. The vibration sensor can be a useful tool in the process automation; however, it is rarely used as can be verified in research works. This work presents a classification method for three wear conditions (new, semi-new, and worn) of single-point dresser by using vibration signal and neural networks. Experimental runs were carried out in a surface grinding machine equipped with aluminium oxide grinding wheel, where the vibration signal was acquired by a fixed sensor attached to the dresser bolder. The signal spectra analysis was performed with regarding to the aforementioned wear conditions, and seven frequency bands were selected. Several neural network models were tested, which had two input statistics from the digital processing of the raw signal filtered for a given frequency band selected. Following hundreds of input combinations, number of hidder layers and neurons, two best models were chosen and analyzed, which showed results with up to 98.3% success rate / Mestre