Made available in DSpace on 2013-08-07T18:54:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000431403-Texto+Completo-0.pdf: 4357092 bytes, checksum: 7507abfd44a77e54e05c8778333fdfc7 (MD5) Previous issue date: 2011 / Currently the wind energy industry, particularly the wind turbine blade manufacturers seek improvements in performance and materials properties used in such components. The technical features related to fatigue are essential in the design and implementation of wind turbines, especially in wind turbine blades. The specialized literature contains several information regarding the large wind turbine blades, however there is a shortage for small wind turbine blades. Therefore, to determine such characteristics becomes critical to understand the behavior of materials under static conditions to subsequently perform the cyclic stress tests. The purpose of this study was to determine the main tensile testing (tensile modulus and rupture tensile) of material used to produce small wind turbine blades. The material used was extract of the rotor blades consisting polymer matrix (polyester) with glass fiber reinforcement from type E according to manufacturer information. Samples were taken along the blade length, and tested according to NBR 9622. The results obtained from six specimens tests were analyzed, and the average values determined the tensile modulus and rupture tensile of material. Afterwards was developed a device able to submit the wind turbines blades to cyclic stresses, and also through the methodology that determined input parameters for the test bench, it was possible to evaluate the main characteristics for the blade material fatigue. / Atualmente a indústria de energia eólica, específicamente os fabricantes das pás de aerogeradores, buscam melhorias no desempenho e nas propriedades dos materiais empregados em tais componentes. As características em relação à fadiga são essenciais no projeto e aplicação dos aerogeradores, em especial nas pás das turbinas eólicas. A literatura apresenta diversas informações em relação à pás de grande porte, no entanto observa-se uma carência em relação à pás de pequeno porte. Assim sendo, para se determinar tais características torna-se fundamental entender o comportamento dos materiais utilizados em condições estáticas para posteriormente se realizar os ensaios cíclicos. O objetivo do presente trabalho consistiu na determinação das principais propriedades mecânicas a tração (módulo de elasticidade e limite de resistência à ruptura) do material utilizado na confecção de pás de aerogeradores de pequeno porte. Como material utilizou-se o compósito de matriz polimérica (poliéster) com reforço em fibra de Vidro do tipo E, segundo informações do fabricante. Corpos de prova foram retirados longitudinalmente em relação ao comprimento da pá, e ensaiados segundo norma NBR 9622. Os resultados obtidos a partir dos ensaios de seis corpos de prova foram analisados, e os valores médios determinados para o módulo de elasticidade e a tensão de ruptura do material. Posteriormente foi desenvolvido um equipamento capaz de submeter as pás à esforços cíclicos, e através da metodologia que determinou os parâmetros de entrada para a bancada de ensaios, foi possível avaliar as principais características em relação à fadiga do material que constitui a pá.

Made available in DSpace on 2015-11-13T01:05:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000476059-Texto+Completo-0.pdf: 11820335 bytes, checksum: 97522b958c96b8b2b663777e9ec46881 (MD5) Previous issue date: 2015 / This dissertation proposes novel control schemes in order to track periodic references and/or reject periodic disturbances with time-varying frequency. The proposed methodology is based on a -domain concept, where the interest signals possess a constant period. By employing the Internal Model Principle, this domain allows the design of linear controllers that ensure tracking and/or rejection performance to the targeted class of signals. The main objective is, then, to transform these controllers dynamical description from -domain to the usual time domain. This idea was explored to modify the Resonant and Repetitive Controllers, traditional approaches based on the Internal Model Principle, yielding Transformed Resonant and Repetitive Controllers, the proposed control schemes that deal with large period variations. Robust control methodologies based on Linear Matrix Inequalities are presented in order to synthesize the controllers parameters and assure robust closed-loop stability and performance. The advantages of the proposed control architectures, in comparison to traditional strategies, are evaluated by simulated applications with time-varying period signals, such as eccentric direct current motors, frequency inverters and wind turbines. Besides the continuous time formulation, this work presents discrete time synthesis methodologies and implementation of the Transformed Resonant and Repetitive Controllers. In the end, experimental results with an eccentric direct current motor show the benefits of the proposed controllers in contrast to the traditional ones. / Esta dissertação propõe novas topologias de controle para o seguimento de sinais de referência periódicos e/ou rejeição de sinais de distúrbio periódicos quando a frequência destes sinais é variante no tempo. A metodologia proposta baseia-se na construção de controladores em um novo domínio-, onde os sinais de interesse podem ser representados com período constante. Neste domínio, é possível empregar o Princípio do Modelo Interno para o projeto de controladores lineares que garantem desempenho de seguimento e/ou rejeição para estes sinais. O objetivo central deste trabalho é, portanto, uma metodologia para transformação da representação dinâmica de controladores definidos no domínio- para o usual domínio do tempo. Esta ideia foi explorada para modificação dos Controladores Ressonante e Repetitivo, abordagens do Princípio do Modelo Interno tradicionais na literatura para tratamento de sinais periódicos, originando os Controladores Ressonante e Repetitivo Transformados, as topologias de controle propostas que consideram ampla variação no período dos sinais. Para realizar o projeto dos parâmetros destas arquiteturas de controle e garantir estabilidade e desempenho robusto em malha-fechada, são consideradas metodologias de síntese robusta baseadas em Desigualdades Matriciais Lineares. As vantagens das estratégias de controle propostas, em relação às abordagens tradicionais, são demonstradas por meio de simulações de aplicações práticas que apresentam período variante no tempo, como motores de corrente contínua com cargas excêntricas, inversores de frequência trabalhando com tensões alternadas de frequência fundamental variável e turbinas eólicas. Além da formulação em tempo contínuo, este trabalho apresenta ao final uma metodologia de projeto e implementação em tempo discreto dos Controladores Ressonante e Repetitivo Transformados. Resultados experimentais com um motor de corrente contínua excêntrico, por fim, comprovam os benefícios das estratégias de controle propostas em relação aos controladores tradicionais.