Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2013-12-05T20:16:31Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 1993Bitstream added on 2016-01-08T18:12:35Z : No. of bitstreams: 1 91740.pdf: 2295588 bytes, checksum: fc26805c43908fc135852e23bb9ae182 (MD5) / O presente trabalho trata do estudo, desenvolvimento e implementação de um conversor CA-CC trifásico de baixo custo e elevado fator de potência. A estrutura do conversor trata-se de um retificador trifásico em ponte completa a diodos, com filtro indutivo ao qual são acrescentadas três chaves auxiliares bidirecionais em corrente. Um estudo do conversor proposto é realizado por simulação em computador, sendo determinadas as principais características e o comportamento do conversor em função de parâmetros tais como indutância do filtro, ângulo de condução das chaves auxiliares, corrente de carga e tensão de alimentação. Com os resultados obtidos a partir da análise feita por simulação e o desenvolvimento de ábacos, é apresentada uma metodologia de projeto para o conversor proposto. São apresentados também os resultados de testes de bancada para um protótipo projetado para uma potência de saída de 6 Kw.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2013-06-25T22:57:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 309422.pdf: 3775318 bytes, checksum: c2a0acbe6cfdd333a46dd08eeeabf541 (MD5) / Este trabalho apresenta como proposta principal o desenvolvimento de uma bancada para ensaio de transformadores de corrente de alta tensão em frequências distintas da industrial. Também são propostas metodologias para o desenvolvimento e análise de ensaios. Para a operação da bancada foram desenvolvidos dois instrumentos virtuais: um destinado à geração da referência com forma de onda senoidal na frequência desejada à obtenção da forma de onda da tensão e corrente de excitação, e um que realiza tratamento dos dados dos ensaios para a análise dos transformadores de corrente. / This work presents as main purpose the development of an equipment capable of testing current transformers of high voltage at frequencies other than the commercial power system, as well as some proposals for testing. For the operation, two virtual instruments were developed. A first one to sinusoidal waveform generation, at the desired frequency, to obtain the waveform of the excitation current and voltage. The other virtual instrument performs the tests data processing for the analyses of current transformers.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:51Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-11-17Bitstream added on 2014-06-13T19:40:19Z : No. of bitstreams: 1 oliveira_ps_dr_ilha.pdf: 3130765 bytes, checksum: 0c4b2304df4d8d77cefc95229a378d17 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Os conversores ou retificadores multipulsos se apresentam como uma técnica passiva para melhorar a qualidade de energia na rede elétrica. Eles proporcionam baixa Distorção Harmônica Total de corrente (DHTi), resultando um elevado Fator de Potência (FP) e baixa ondulação na tensão de saída. Neste contexto apresenta-se um abrangente levantamento bibliográfico, com o intuito de classificar as inúmeras topologias CA-CC trifásicas. As topologias retificadoras CA-CC estudadas nesta tese utilizam transformadores não-isolados, ou autotransformadores, cujas conexões são denominadas de Estrela e Delta-diferenciais, que resultam em retificadores multipulsos. Como atrativo essas topologias apresentam baixas taxas kVA (parcela de potência processada pelos núcleos), o que leva a reduzidos peso e volume. São estruturas confiáveis e robustas, apresentam baixa complexidade de construção e produzem pequena interferência eletromagnética. Outra grande vantagem destas estruturas é a possibilidade de obter qualquer valor de tensão de saída para qualquer nível de tensão de entrada. Como contribuição deste trabalho, análises matemáticas e fasoriais foram realizadas para cada uma das configurações com topologias Delta e Estrela, obtendo expressões generalizadas com relação ao número de pulsos do retificador para cada uma delas. A partir deste equacionamento foi possível obter expressões unificadas para duas das configurações de diferentes topologias (denominadas de A e C). A análise unificada foi realizada tanto para tensão como para corrente, resultando no equacionamento utilizado no desenvolvimento de uma nova ferramenta de simulação e projeto para os retificadores com essas duas configurações. A partir da análise matemática de cada configuração foi possível desenvolver uma nova metodologia... / Nowadays the theme of Power Quality has been one of the most discussed topics. Several techniques for power factor correction are presented in the literature. The multipulse converters or rectifiers resurge as a passive technique to improve the power quality in the mains. They provide low Total Harmonic Distortion of current (THDi), high Power Factor (PF) and low ripple on the output voltage. This thesis shows a comprehensive bibliographic research with the purpose of classifying the several AC-DC three-phase topologies that improve the power quality in the mains. The topologies studied in this thesis use non-isolated transformers and are called as generalized Wye and Delta-differential connections. These connections show an advantage of low kVA-rating (power processed by the core), reducing weight and volume of these rectifier structures. The multipulse rectifiers are reliable and robust, they show low complexity construction and low electromagnetic interference. Another advantage for these connections is the possibility to choose any value of the output voltage for any level of input voltage. Several configurations for Wye and Delta topologies are presented. One of the contributions of this thesis were the mathematical and fasorial analysis made for all configurations in order to obtain generalized expressions related to the pulse numbers for each configuration. From this equation was possible to obtain unified expressions for two configurations of different topologies (denominated A and C). The analysis was realized for voltage and current, result in an equation used in the development of a new simulation tool and designed for the rectifiers with this two configurations. Through the mathematical analysis it was possible to realize a study connecting the rectifier average output voltage and... (Complete abstract click electronic access below)

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T00:47:26Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T21:37:16Z : No. of bitstreams: 1 137797.pdf: 46629526 bytes, checksum: f7291f70b1eb9736eaf5eb52c5e8468d (MD5)

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-26T11:31:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 310449.pdf: 21721330 bytes, checksum: c168d93cdf83455b450594dd9b356bfd (MD5) / Este trabalho apresenta uma nova topologia de retificador trifásico de estágio único com característica Buck-Boost. Inicialmente é apresentada uma revisão bibliográfica envolvendo as publicações mais relevantes na área de estudo. Na sequencia são apresentadas a motivação para o trabalho e as contribuições da Tese. A topologia proposta é apresentada sendo descritas a sua origem e seus modos de operação de interesse. São analisados então os modos de condução descontínua (MCD) e contínua (MCC). No MCC são analisados os modos de operação Buck, Buck+Boost e Boost. As etapas do estudo de cada modo de operação compreendem a descrição das etapas de operação, análise teórica estudos por simulação numérica, definição das equações de projeto e resultados experimentais. / This work presents a new topology of three-phase rectifier with singlestage and Buck-Boost characteristic. Initially a literature review is presented which brings the most important publications in the study area. Following it is presented the motivation for the work and the contributions of this thesis. The proposed topology is then presented, with descriptions of their origin and their operation modes of interest. Are then analyzed the discontinuous (DCM) and continuous (CCM) conduction modes. At MCC, we analyze the operation modes Buck, Boost and Buck + Boost. The study stages of each mode of operation include the description of the operation stages, theoretical analysis, numerical simulation studies, definition of design equations and experimental results.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2013-06-25T23:20:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 307896.pdf: 8014354 bytes, checksum: e7f5c5f26cf0e245f5bbdc82d9fe7865 (MD5) / Este trabalho apresenta uma nova topologia de retificador monofásico com fator de potência e rendimento elevados, com o objetivo de adaptar-se aos requisitos de sistemas de conversão modernos. O conversor se caracteriza por integrar as etapas de retificação e conversão CC-CC em um único estágio e por operar com três níveis de tensão para o controle da corrente de entrada. A estrutura possibilita a redução das perdas em condução e de comutação, bem como a redução do volume de dispositivos magnéticos. Uma operação eficiente do retificador é obtida com uma técnica de modulação adequada, também foco deste trabalho. Duas técnicas de controle para o retificador foram analisadas e implementadas em um controlador digital de sinais de baixo custo. Uma análise de estabilidade é apresentada para a técnica de autocontrole de corrente considerando-se os efeitos dos atrasos de transporte da implementação digital. Um novo controlador adaptativo e metodologia de projeto são propostos para permitir a operação do conversor em ampla faixa de variação de carga utilizando esta técnica. A verificação experimental é realizada através de um protótipo de 3 kW desenvolvido em laboratório, para o qual se utilizou uma metodologia de projeto que minimiza o volume de material magnético utilizado no indutor boost. / This work presents a novel single-phase rectifier topology with high power factor and high efficiency, aiming to fulfil modern conversion systems requirements. This converter is characterized by integrating the rectifying and DC-DC conversion stages into a single stage and operates with three voltage levels for controlling the input current. The topology enables low conduction and commutation losses and reduced volume of magnetic devices. Efficient rectifier operation is achieved with a suitable modulation technique, which is also within the focus of this work. Two control techniques for the rectifier have been analysed and implemented in a low-cost digital signal controller. A stability analysis is presented for the current self-control technique considering the effects of the transport delays found in the digital implementation. A new adaptive compensator and design method are proposed to allow the converter to operate with wide load variation range using this technique. Experimental verification is performed with a 3 kW labprototype employing a boost inductor optimized design that minimizes magnetic material volume.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2012 / Made available in DSpace on 2013-07-16T04:24:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 317442.pdf: 25226064 bytes, checksum: 7f4d2680dd8583b2ff615ee1c797f57d (MD5) / Este trabalho apresenta o estudo de retificadores unidirecionais com alto fator de potência, monofásicos e trifásicos, multiníveis com célula de comutação de múltiplos estados. A utilização de um transformador de multi-interfase conectado a diversas pernas de semicondutores permite a divisão dos esforços de corrente, multiplicação da frequência e geração de múltiplos níveis de tensão na entrada e corrente de saída do conversor. As perdas nos semicondutores e os elementos passivos podem ser então reduzidos, permitindo a obtenção de alto rendimento, elevada densidade de potência, sendo também indicados para aplicações de alta potência. A complexidade do sistema de modulação, número de componentes e confecção dos elementos magnéticos são as principais desvantagens da topologia proposta. O estudo é conduzido de forma generalizada, com o objetivo de avaliar o impacto do número de pernas de semicondutores em diversos aspectos operacionais do conversor. Questões de modelagem, controle, modulação e implementação prática são abordadas, onde uma arquitetura modular baseada em blocos de construção é proposta como alternativa para a complexidade própria da estrutura. O trabalho é suportado por diversas simulações numéricas e por três protótipos construídos em laboratório, a saber: um conversor monofásico de 1,5 kW com duas pernas de semicondutores; um conversor monofásico de 2,5 kW com quatro pernas de semicondutores; e um conversor trifásico de 7,5 kW com quatro pernas de semicondutores.<br> / Abstract : This work analyzes single and three-phase unidirectional high power factor multistate switching cells-based multilevel rectifiers (MLMSR). The use of a multi-interphase transformer, with its windings connected to several semiconductor legs produces relatively well balanced current distribuition among the semiconductors, frequency multiplication and generation of multiple levels at the input voltage and output current of the converter. The semiconductor and passive component losses are reduced, and thus high efficiency and high power density are obtained. From the current sharing among the devices, such converters are appropriate for high power applications. A generalized analysis is presented, in order to evaluate the impact of the number of semicondutor legs in various operational aspects of the converter. The main issues related to static and dynamic modeling, control, modulation and practical implementation are considered for both, single- and three-phase, structures. Special attention is given to carrier-based modulation strategies to improve the performance of the three-phase rectifiers. Finally, a modular approach according to the power electronics building blocks concept is proposed as a viable solution to overcome the practical implemetation complextity of such rectifiers. The work is supported by several numerical simulations and by the analysis of three lab prototypes, namely: a 1.5 kW two legs single-phase MLMSR; a 2.5 kW four legs single-phase MLMSR; and a 7.5 kW four legs three-phase MLMSR.

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.

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

Dissertação (mestrado) - Uiversidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação / Made available in DSpace on 2013-07-16T01:49:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 230085.pdf: 2015551 bytes, checksum: 03c3a2fc6a294b1a1a12024fbae36310 (MD5) / Neste trabalho é apresentado o desenvolvimento de um Sistema Especialista Fuzzy como proposta de solução computacional para automatizar o processo de análise e diagnóstico dos transformadores de potência em geral e, de modo especial, o método atualmente adotado na usina hidrelétrica de Itaipu. O método de ensaio, que determina a situação operativa do transformador, implementado neste trabalho é o método de Análise dos Gases Dissolvidos sobre o óleo mineral isolante. A premissa deste método de ensaio é quantificar os gases dissolvidos e, a partir de normas e critérios padrões, definir a condição operativa do equipamento. Este trabalho vem ao encontro de necessidade da área de engenharia da empresa em automatizar o processo de análise e diagnóstico dos equipamentos e obter dados mais precisos sobre a real condição dos transformadores. Outro beneficio almejado é levar o conhecimento do nível individual para o corporativo, permitindo que na chegada de novos empregados, estes possam utilizar o conhecimento, que estará presente na ferramenta computacional a ser gerada com este trabalho. Os experimentos foram praticados sobre os dados de histórico de ensaios dos transformadores, realizados pelo laboratório de eletro eletrônica de Itaipu. Os resultados obtidos destes experimentos determinaram resultados mais precisos sobre o estado dos transformadores, além de agilizar o processo e possibilitar aos não especialistas ensaios e determinar o diagnóstico dos equipamentos.