Desenvolvimento de uma máquina síncrona trifásica com ímãs de Nd-Fe-B e núcleo do rotor a partir de ferro sinterizado para aplicação em aerogeradores de 7,5 kW, verificando a viabilidade do protótipo. Partindo de um projeto anteriormente desenvolvido, foi realizada alteração no ângulo das chapas do estator em 10º, com o intuito de minimizar o efeito de correntes parasitas, sendo esse um dos fatores que influenciam os resultados. Para avaliação de desempenho, foi utilizada uma bancada de testes composta de analisador de energia, sensor de torque e instrumentos de medição, sendo o acionamento do protótipo realizado através de um motor de indução controlado por um inversor de frequência. Entre os resultados encontrados, foi constatada a presença de harmônicas que impactam sobre os valores obtidos do protótipo. Os testes realizados, de simulação e parâmetros elétricos, indicaram resultados apropriados ao desempenho de uma máquina elétrica trifásica, porém mostram-se necessárias alterações para um melhor desempenho do protótipo. / Development of a three-phase synchronous machine with Nd-Fe-B magnets and rotor core from sintered iron for application in 7.5 kW wind turbines, verifying the feasibility of the prototype. Starting from a previously developed design, a change in the angle of the stator plates was made in 10º, in order to minimize the effect of the parasite currents, being one of the factors that influence the results. For performance evaluation, a test bench composed of energy analyzer, torque sensor and measuring instruments was used, and the drive of the prototype was carried out through an induction motor controlled by a frequency inverter. Among the results found, it was verified the presence of harmonics that impact on the values obtained from the prototype. The tests performed, simulation and electrical parameters, indicated results appropriate to the performance of a three-phase electric machine, however changes are needed for a better performance of the prototype.

FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / This work aims to quantify the impact in the steady state operation of a distribution system when electric vehicles are connected. It is worth noting that the connection of them may cause significant changes in the voltage profile, in the degree of voltage unbalance and in the electrical losses of the system. In order to make this analysis, a three-phase power flow program was developed in MATLAB language. This program is based on the Ladder Iterative Technique and it contains models of overhead distribution lines, underground distribution lines, spot loads, distributed loads connected in wye and delta, step voltage regulators, capacitor banks, three-phase transformers and the model of an electric vehicle. This model allows simulation of a real electric vehicle of model Tesla Roadster, produced by Tesla Motors. The test system used in all simulations was the IEEE 13 bus. Moreover, the methodology consisted in simulate the system with the voltage regulator and without the voltage regulator under heavy load and light load conditions. The electric vehicle was connected to a specific systemâs bus and it were considered that it could work as a load or as a distributed generator with or without positive sequence voltage control. Constants configurations of the electric vehicles were considered for the heavy load and light load cases. The results of the simulations reveal there was voltage violation due to the connection of electric vehicles acting as loads in the test system under heavy load conditions without voltage regulator. When they operate as generators, they can maintain the voltage unbalance under the allowed 2%, turning the systemâs voltages more balanced. There were significant reductions when the electric vehicles acted as a load (71.1%) and as generator (77.5%) on the total real power losses when the system operated with voltage regulator on the substation and the electric vehicles operated with positive sequence voltage control (specified at 1,0 pu). / Este trabalho tem o objetivo de quantificar o impacto da conexÃo de veÃculos elÃtricos na operaÃÃo em regime permanente de um sistema de distribuiÃÃo. à visto que a conexÃo dos mesmos pode causar mudanÃas significativas no perfil de tensÃes, no grau de desequilÃbrio de tensÃo e nas perdas elÃtricas do sistema. Para realizar essa anÃlise, desenvolveu-se um programa de fluxo de potÃncia trifÃsico na linguagem MATLAB. O programa à baseado na tÃcnica iterativa de escada. Foram implementados nesse programa modelos de linhas de distribuiÃÃo aÃreas e subterrÃneas, modelos de cargas concentradas e distribuÃdas conectadas em delta e em estrela, modelos de reguladores de tensÃo, modelos de banco de capacitores, modelo de transformadores trifÃsicos e o modelo do veÃculo elÃtrico. Esse modelo permite simular o veÃculo elÃtrico Tesla Roadster da Tesla Motors. O sistema teste utilizado em todas as simulaÃÃes foi o sistema IEEE 13 barras. A metodologia utilizada consistiu em simular o sistema sem regulador de tensÃo e com o regulador de tensÃo, em carga pesada e em carga leve. O veÃculo elÃtrico foi conectado a uma barra do sistema e considerou-se que o mesmo podia funcionar como carga ou gerador distribuÃdo sem e com controle de tensÃo de sequÃncia positiva no ponto de conexÃo. Adotou-se disposiÃÃes constantes de veÃculos elÃtricos para os casos de carga pesada e carga leve. Os resultados das simulaÃÃes revelam que houve violaÃÃo de tensÃo devido à inserÃÃo de veÃculos elÃtricos atuando como carga no sistema teste em carga pesada sem regulador de tensÃo. Jà quando operam como gerador, os veÃculos elÃtricos diminuem o grau de desequilÃbrio em mÃdia, podendo mantÃ-lo abaixo do limite permitido de 2 %, tornando assim as tensÃes das barras trifÃsicas do sistema mais equilibradas. Houve reduÃÃes significativas quando os veÃculos elÃtricos atuaram como carga (71,1 %) e como gerador (77,5 %) na perda de potÃncia ativa total do sistema quando o sistema operou com regulador de tensÃo na subestaÃÃo e os veÃculos elÃtricos operaram com controle de tensÃo de sequÃncia positiva (especificada em 1,0 pu).

Orientadores: Luiz Carlos Pereira da Silva, Fernando Pinhabel Marafão / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-18T07:24:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MoralesParedes_HelmoKelis_D.pdf: 10045011 bytes, checksum: a1d006d1372f7eef5bbd9105d3ee2963 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Considerando as mais variadas aplicações relacionadas aos sistemas elétricos modernos, um dos grandes desafios das últimas décadas têm sido a interpretação e controle dos fenômenos físicos através das chamadas teorias de potência. Aplicações relacionadas, por exemplo, com o projeto e controle de dispositivos e sistemas têm sido influenciadas pela presença de distorções de formas de onda, bem como assimetrias relacionadas a cargas desbalanceadas nos sistemas polifásicos. Somem-se a isto as últimas tendências relacionadas às redes com geração distribuída, em especial as micro-redes, as quais estão sujeitas a variações de frequência, além de serem mais susceptíveis aos distúrbios provocados pelas cargas. Neste contexto, a análise e operação dos sistemas elétricos tornam-se ainda mais complexas. Neste sentido, este trabalho traz contribuições à chamada Teoria de Potência Conservativa proposta inicialmente pelos professores P. Tenti e P. Mattavelli, da Universidade de Pádua (Itália), onde parte deste trabalho foi realizado. Em particular, a influência da variação de frequência, distorção e/ou assimetria de tensão são analisadas. Assim, a reformulação da teoria proposta fornece uma base apropriada para lidar com a necessidade de caracterização dos modernos sistemas elétricos. Através da teoria proposta, uma possível abordagem para atribuição de responsabilidades será apresentada, a qual permite a caracterização e a separação das responsabilidades entre a carga e a fonte, além de oferecer uma plataforma para o desenvolvimento de técnicas de controle cooperativo para compensadores de potência chaveados e compensadores estáticos de potência. Tanto as contribuições à Teoria de Potência Conservativa, quanto sua aplicação para o controle cooperativo de compensadores de distúrbios serão validadas no trabalho através da simulação computacional de diversos circuitos elétricos, sob diferentes condições de operação. Além disto, resultados de medição serão apresentados para validar a proposta de separação das responsabilidades na geração de distúrbios, sejam estes originários nas cargas ou nas fontes do sistema elétrico / Abstract: Considering the various applications related to the modern power systems, one of the major challenges in the last decades has been the interpretation and control of the physical phenomena using the so called power theories. Applications related to the project and control of devices and systems have been influenced by the presence of waveform distortions, as well as voltage asymmetries caused by unbalanced loads in polyphase systems. In addition, the last trends related to distributed generation networks, especially micro-grids, are vulnerable to frequency deviation and are more sensitive to load disturbances. In this scenario, the analysis and operation of the power system became even more complex. In such context, this work brings some contributions to the so called Conservative Power Theory, initially proposed by professors P. Tenti and P. Mattavelli, from the University of Padova (Italy), where part of the work has been realized. The influence of frequency deviation, distortion and/or asymmetry of the measured voltages have been analyzed. As a result, the proposed renewed theory provides a proper basis to lead to the characterization of modern power systems. Considering the proposed theory, a possible accountability approach has been presented, which allows the characterization and separation of load and supply responsibilities. Besides, it provides a platform for designing cooperative control techniques for distributed switching power converters and static reactive compensator. Both, the contributions to the Conservative Power Theory and its application to the cooperative control of power conditioners have been evaluated by means of computational simulation of different electrical circuits. In addition, the proposed accountability approach has been validated by means of experimental data measurements / Doutorado / Energia Eletrica / Doutor em Engenharia Elétrica

Devido à preocupação com a preservação do meio ambiente, estudos em várias áreas surgiram, inclusive no que diz respeito à qualidade do ar. Dentre as pesquisas encontram-se estudos para o desenvolvimento do veículo elétrico, uma fonte de energia limpa. Para controlar a velocidade, o freio e a reversão do movimento de um motor de indução trifásico utilizado neste tipo de veículo, foram desenvolvidos vários tipos de circuitos geradores de PWM com microcontroladores da família 8051 e PIC. Observando o avanço da tecnologia na fabricação de microcontroladores, o objetivo desta pesquisa foi o desenvolvimento de um circuito com um microcontrolador compatível com a família 8051 para implementação de um controlador de velocidade discreto para obter, além de um desempenho melhor que o alcançado com o circuito já desenvolvido com o microcontrolador 80C31, também minimizar tabelas pré-programadas utilizadas em estudos anteriores a fim de obter um circuito reduzido mantendo baixo custo. O microcontrolador escolhido foi o AT89S4051, que possui apenas 20 pinos, opera com frequências até 24MHz, por programação permite redução do tempo necessário para executar instruções enquanto que o 80C31 possui 40 pinos, opera com frequências até 16MHz e trabalha com tempo fixo para executar instruções. Foram desenvolvidos programas que permitiram a utilização de tabelas pré-programadas reduzidas e o acelerador foi implementado sem o uso de conversor A/D. A simulação permite verificar a reduzida geração de harmônicas da técnica, permitindo a utilização em eletrodomésticos, em que a alimentação é originada da rede pública. / Because of concern about preserving the environment, studies have emerged in several areas, including with regard to air quality. Among the studies are studies for the development of electric vehicle, a clean energy source. To control speed, brake and reverse the motion of a three phase induction motor used in this type of vehicle have been developed various types of circuits that generate PWM with 8051 family microcontrollers and PIC. Noting the advancement of technology in the manufacture of microcontrollers, the objective of this research was to develop a circuit with a microcontroller compatible with the 8051 to implement a speed controller for discrete, and a better performance than that achieved with the circuit already developed with the 80C31 microcontroller, also minimize pre-programmed tables used in previous studies to obtain a small circuit while maintaining low cost. The microcontroller chosen was the AT89S4051, which has only 20 pins, operates at frequencies up to 24MHz, programming allows reducing the time required to execute instructions while the 80C31 has 40 pins, operates at frequencies up to 16MHz and works with a fixed time to execute instructions. Programs were developed that allowed the use of tables and pre-programmed low throttle was implemented without the use of A/D converter the simulation allows to verify the reduced harmonic generation technique, allowing for use in electronics, where power is derived from the public network.

Orientador: Robson Pederiva / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-03T19:46:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LamimFilho_PauloCezarMonteiro_M.pdf: 4283116 bytes, checksum: a3c905465cac2b72c2dc0a96c979a9eb (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: Um programa de manutenção preditiva deve englobar várias técnicas de monitoramento da condição do motor elétrico. Dentre elas, pode-se citar como clássicas, a análise de corrente elétrica e análise de vibrações. Entretanto, existe um grande número de dificuldades associadas com estas técnicas e, conseqüentemente, com suas aplicações práticas. Isto devido à abrangência de detecção de defeitos tais como: falhas de barras rotativas do rotor; falhas no estator; desbalanceamento de tensão e curto circuito (entre fase e entre espiras). O diagnóstico de defeitos a partir da análise de fluxo magnético tem sido proposto por fabricantes de equipamentos da área de monitoramento de máquinas. Entretanto, esta técnica não tem sido explorada com profundidade para aplicação num programa de manutenção. Este trabalho propõe a implementação de um transdutor (bobina de fluxo) sensível às ondas eletromagnéticas dentro dos motores de indução trifásicos, identificando as freqüências determinísticas relacionadas aos defeitos comuns a estes tipos de máquinas. Os espectros coletados com este novo sensor são comparados com um sensor comercial, mostrando sua eficiência. Este estudo é uma contribuição importante, uma vez que o sensor implementado chega a ter um custo centenas de vezes menores que o sensor comercial. Outra vantagem á a possibilidade deste novo sensor ser compartilhado com qualquer analisador de sinais encontrado no mercado. / Abstract: A predictive maintenance program must include several techniques of monitoring of the electric motor's conditions. Among then, can relate techniques based on electric current analysis and vibration analysis. On the other hand there is a great number of difficulties associated with these techniques and consequently with its practical applications. For example, the ability to diagnosis some defects such as broken rotor bars, fault in the stator, unbalancing of electric tension and short circuit. The diagnosis of these excitations through the magnetic flux analysis has been proposed by the device's manufactures in the field of machinery monitoring. However, this technique has not been explored with depth for application in a maintenance program. This work considers the implementation of special sensor (flux coil) inside the three-phase induction motors which is sensitive to electromagnetic waves and permit to identify the deterministic frequencies related with these excitations. The spectra acquired with the special sensor are compared with commercial sensor showing its efficiency. These special sensor has a low cost (hundred times lower than the commercial sensor) and also can be used with every commercial signals Analyzer. / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Antonio Carlos Bannwart / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica, Instituto de Geociencias / Made available in DSpace on 2018-08-03T21:05:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Trevisan_FranciscoExaltacao_M.pdf: 3270691 bytes, checksum: fe9889927a406d7a231ce2e2e37eb5cc (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: Considerados de grande importância na indústria de petróleo, os óleos pesados constituem grande parte da reserva nacional, e mundial, a ser explotada e produzida. Devido a dificuldades associadas às características desfavoráveis deste tipo de óleo, como viscosidade e densidade, tem-se procurado métodos que viabilizem economicamente sua produção e transporte. Uma dessas técnicas é o core flow, que consiste basicamente na injeção lateral de pequenas quantidades de água junto ao óleo para que a primeira lubrifique o escoamento. Entretanto com a queda de pressão ao longo da tubulação, é inevitável que haja o desprendimento do gás inicialmente em solução no petróleo, o que altera as características do escoamento bifásico óleo pesado-água. Neste trabalho foram feitos testes experimentais para obter diversas informações sobre os padrões de fluxo em escoamento horizontal e as queda de pressão correspondentes. Foram elaborados mapas de fluxo onde se encontram os diversos padrões observados para cada trio de vazões de cada fase escoada. Os gradientes de pressão obtidos foram apresentados em forma de cartas e também comparados com outros tipos de fluxo, para melhor avaliar o comportamento das perdas de carga. Além disso, foi elaborado uma correlação matemática que prevê o gradiente de pressão estimando uma viscosidade equivalente do fluxo trifásico. A presença do gás aumentou o gradiente de pressão, porém o método de injeção de água para o transporte de óleos pesados provou ainda ser eficaz / Abstract: Considered to be of great importance to the oil industry, heavy oils represent a significant part of national, and worldwide, unexploited reserves. Do to the difficulties associated with the unfavorable characteristics ofthis type of oil, such as viscosity and density, heavy oil economic production and transportation techniques are being studied. One of these methods is the core flow, which consists on the lateral injection offew amounts ofwater that lubricates the oil flow. However, the pressure drop along the tube makes the gas dissociation inevitable, which wiIl alter the oil-water flow characteristics. This work presents an experimental study done to obtain more information on horizontal three-phase flow pattems and the corresponding pressure drop. Flow maps were developed, where the observed pattems were related to its corresponding superficial velocity trios. The obtained pressure gradients are presented in graphic forms and compared to other flow types, for a better evaluation of its behavior. A mathematical correlation that predicts the pressure loss by estimating an equivalent viscosity was also developed. Despite the pressure gradient increase, caused by the gaseous phase, the technique of water injection for the transport ofheavy oil has still proven to be efficient / Mestrado / Explotação / Mestre em Ciências e Engenharia de Petróleo

The aim of this semestral project was to propose the measuring system for measuring three-phase EMI filters in symmetrical, asymmetrical and non-symmetrical mode according to information from supplier of the filters. The major part of this project was focused on measuring the frequency dependence of the insertion loss of three-phase EMI filters in impedance systems 50?/50?, 0,1?/100 ? and 100?/0,1?. It was determined that results approximately agree with specifications in datasheets.

This thesis explores the impacts and behavior of 3-phase distribution transformers when subject to ungrounded single phase open circuit faults. A simple 3-phase system is modeled using MATLAB Simulink and operation under fault conditions are simulated and studied. Simulation results are confirmed via lab experimentation. Finally, a robust detection and protection method using neutral current injection (as proposed in industry literature) is built and demonstrated. Electric utility operating experience has demonstrated that all too often, loads on 3-phase distribution transformers are not adequately protected against an ungrounded single phase open circuit fault (commonly called “single phasing”). This type of fault is amongst the least understood and hence the least protected against. This is especially true at end of transmission system radial feeds where 3-phase transformers can re-create the opened phase voltage due to a variety of effects including magnetic coupling, voltage loops and loading effects. Operating experience in the nuclear power industry has shown that the results can be catastrophic especially considering the impacts to motor loads. Impacts can result in unavailability of emergency loads, tripping of motor protection circuits or even motor damage and failure.

The project deals with frequency changer, which of the three-phase power network 230 V~ 50 Hz or three-phase power network 400 V~ 50 Hz mains frequency changed to another frequency. This device will be used for three-phase asynchronous motor 400 V~ power of 1 kVA at a frequency of 50 Hz mains.

This thesis deals with the design of electrical machine for direct drive of cascade liquid pumping system. At the beginning a suitable type of electrical machine and some of its basic parameters are selected. Finally, the 4 pole three phase induction machine powered by alternating voltage 3x400 V was chosen. After that complete design is made with respect to all specified requirements. The designed machine is analyzed with the use of ANSYS Maxwell and RMxprt software. The main outcome of the thesis are dimensional sketches of the engine that will be used as the basis for the production of the prototype.