ALCAZAR, Y. J. A. Estudo do conversor bosst CC-CC de alto ganho de tensão baseado na célula de comutação de três estados e nas células multiplicadoras de tensão (MC). 2010. 127 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2010. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2013-11-05T13:04:54Z No. of bitstreams: 1 2010_dis_yjaalcazar.pdf: 4794427 bytes, checksum: 55fe8645850de079ae9e06a637539f1e (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2013-11-06T14:11:37Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2010_dis_yjaalcazar.pdf: 4794427 bytes, checksum: 55fe8645850de079ae9e06a637539f1e (MD5) / Made available in DSpace on 2013-11-06T14:11:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2010_dis_yjaalcazar.pdf: 4794427 bytes, checksum: 55fe8645850de079ae9e06a637539f1e (MD5) Previous issue date: 2010-12-14 / The present work proposes the study of the boost converter based on three-state switching cell and voltage multipliers cells (mc). A mathematical model of the aforementioned converter is investigated here. The proposed analysis is based on the tool named “PWM-Switch Modeling of DC-DC Converters”. The model must be found by a simple inspection of the converter’s circuit. It is possible to apply such model in order to realize various analyses such as steady-state, transient, and small-signal analysis in a single and same model. Considering the number of voltage multipliers cells (mc), two situations are analyzed: operation with a single multiplier cell (mc=1) and operation with multiple voltage multiplier cells (mc>1).The proposed method was validated through simulations and its effectiveness was verified. In addition to this, conventional average current mode control is also applied to one of the studied configurations. The performance of the converter and the effectiveness of the proposed controller are demonstrated by experimental results obtained from a 1-kW laboratory prototype. / O presente trabalho propõe o estudo do conversor boost CC-CC de alto ganho de tensão baseado na célula de comutação de três estados e nas células multiplicadoras de tensão (mc). Este trabalho investiga um modelo matemático para o citado conversor. A análise proposta é baseada na ferramenta “modelagem do interruptor PWM para conversores CC-CC”. O modelo deve ser encontrado por uma simples inspeção do circuito do conversor. Deve ser possível aplicá-lo para realizar diversas análises, como em regime permanente, regime transitória e análise de pequenos sinais por meio de um uma abordagem unificada. Considerando um dado número de células multiplicadoras de tensão, duas situações são analisadas com esta ferramenta: operação com uma única célula multiplicadora de tensão (mc=1) e várias células multiplicadoras de tensão (mc> 1). O método proposto é validado por simulações e é verificada sua efetividade. Além disso, é analisado neste trabalho o controle modo corrente média convencional, o qual é aplicado em uma das configurações em estudo. O rendimento do conversor e a efetividade do controlador proposto são demonstrados por resultados experimentais para um protótipo do laboratório de 1 kW.

Made available in DSpace on 2018-08-02T00:03:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_9112_CARLOS EDUARDO SILVA ABREU.pdf: 1527404 bytes, checksum: 6d25418e60b02423f34ab3c331567ad0 (MD5) Previous issue date: 2015-07-28 / A necessidade da busca por fontes alternativas de energia que auxiliem na geração energética associada ao processamento térmico de algum produto de maneira sustentável ou racionalizada é um assunto de extrema importância. Além disso, com o fator ambiental que após a lei nº 12.305/10 de destinação de resíduos sólidos, a qual prevê a redução na geração de resíduos urbanos o gerenciamento de resíduos torna-se condição incontornável na gestão ou implantação de qualquer sistema ou processo. Tendo em vista essa demanda, o Lodo de Fossa Séptica (LFS) é utilizado nesse trabalho com o intuito de realizar uma análise referente ao potencial de geração de energia, e, ao mesmo tempo, sugerindo um modo auto-sustentável de tratamento termoquímico visando a redução do seu volume. Portanto, a influência da umidade do material e do tipo de configuração do leito de combustão (co-corrente ou contra-corrente) foi estudada. Inicialmente, foi realizada uma análise do poder calorífico superior (PCS) do lodo em função da sua umidade, e os resultados obtidos mostraram que para uma redução da umidade de 20% até que o lodo esteja completamente seco, ou seja, a 0%, o PCS elevou-se de 7487 até 8480 kJ.kg-1, o que representa um aumento de, aproximadamente, 14% no potencial energético do LFS. Em seguida, foi realizada a análise da combustão smouldering contra-corrente do lodo em função da umidade. Tal análise mostrou que a redução da umidade acarreta no aumento da temperatura máxima obtida no processo (962 até 1026°C) e, além disso, gera um aumento da velocidade de propagação da frente de combustão, de 2,43 até 2,99 mm.min-1. A análise referente ao processo co-corrente apresentou resultados similares, de forma que, com a redução da umidade elevou-se a temperatura máxima de operação e a velocidade de propagação da frente de combustão. Finalmente, comparou-se os resultados do processo contra-corrente e co-corrente, apontando que para o mesmo teor de umidade, o processo co-corrente apresentou maiores temperaturas e menores velocidades de propagação da frente de combustão. Paralelamente às análises supracitadas, foi verificado o teor de material inerte no lodo comparando a massa da amostra antes e após o experimento. Todos os ensaios apresentaram teor próximo de 52% de matéria inerte.

Orientador : Celso Pascoli Bottura / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-14T19:54:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Moreira_JulioCesar_M.pdf: 5681799 bytes, checksum: 64132c11cca7e4d071994682dc57ec5e (MD5) Previous issue date: 1983 / Mestrado / Mestre em Ciências

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2012-10-16T03:03:03Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T16:36:22Z : No. of bitstreams: 1 80719.pdf: 9303589 bytes, checksum: 102ab262674aeee68ea8f6a317a86a36 (MD5) / Este trabalho consiste no estudo e implementação de um NO-BREAK empregando um Conversor Quase-Ressonante com Comutação na Passagem por Zero da Corrente (Quasi-Resonant Converter Zero-Current Switching - QRC-ZCS) associado a um inversor convencional do tipo 180o em ponte. A contribuição fundamental desta dissertação está no fato de apresentar uma tecnologia recente. Com conceitos totalmente novos (ex: comutação não dissipativa na realização de um equipamento para aplicações industriais. A grande característica desta nova tecnologia reside no fato de operar em altas freqüências sem que o rendimento seja prejudicado, reduzindo assim o peso e volume do equipamento. Neste trabalho é apresentado um estudo analítico do sistema com projeto e validações por simulação. Um protótipo de laboratório foi implementado e os resultados experimentais se mostraram satisfatórios.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2013-07-15T21:07:52Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T17:27:47Z : No. of bitstreams: 1 88149.pdf: 6565389 bytes, checksum: 65f5c3561d23643051e2c5beabcbfdad (MD5) / Neste trabalho foram desenvolvidosos modelos CC e CA dos conversoresCC-CC submetidos a pequenas perturbações, adequadas ao projeto dos compensadores em malha fechada. Demontra-se que os modelos desenvolvidos são gerais e podem ser adotados para análise dinâmica dos conversores CC-CC PWM e quase-ressonantes. Os modelos são avaliados através de comparações entre respostas no tempo obtidas para um protótipo montado em laboratório e aqueles obtidas para simulação do circuito do conversor. As respostas ao degrau e em freqüência dos conversões Quase-Ressonantes básicos e dos seus modelos, são apesentadas para consolidar a validade dos modelos apresentados. Apresenta-se uma nova metodologia de modelagem CC e CA dos conversores CC-CC submetidas a pequenas e grandes perturbações. Através da aplicação desta metodologia, são obtidos os modeloos dos circuitos dos conversores CC-CC básicos. A metodologia é validada através da comparação entre a resposta no tempo a uma peturbação senoidal de grande amplitude sob a variável de controle dos conversores CC-CC e de seus respectivos modelos.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 1993. / Made available in DSpace on 2013-12-05T20:15:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 93379.pdf: 2161695 bytes, checksum: a81e1cb6cd30393479304eb2c034e031 (MD5) Previous issue date: 1993 / O propósito deste trabalho é apresentar e analisar um conversor CC-CA com estágio intermediário de alta freqüência indicado para compor sistemas ininterruptos de energia de pequena potência, o qual apresenta as seguintes propriedades: operação em freqüência constante, comutação suave, isolação com um transformador de alta freqüência, possibilidade de operar com fluxo de potência bidirecional, absorção dos elementos parasitas do circuito sendo que estes fazem parte do processo de comutação, circuitos de controle e comando extremamente simples que apresentam boa resposta sem a necessidade de se observar a corrente em algum elemento, pequena distorção harmônica na tensão de saída. Estas propriedades são alcançadas graças a um sistema composto por um inversor que opera com comutação sob tensão nula conectado através de transformador de alta freqüência a um cicloconversor que opera com comutação sob corrente nula. A regulação da tensão de saída é obtida controlando-se o ângulo de defasagem entre os conversores. Além da análise, resultados experimentais obtidos em laboratório são também apresentados.

OLIVEIRA, E. F. de. Retificador trifásico PWM de alta eficiência com função bypass e características elevadora e abaixadora de tensão para carregamento de baterias de veículos elétricos. 2013. 84 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2013-08-08T14:00:31Z No. of bitstreams: 1 2013_dis_efoliveira.pdf: 2345099 bytes, checksum: 349db55930128c7ee4db98b071ede97e (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2013-08-08T14:00:48Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_dis_efoliveira.pdf: 2345099 bytes, checksum: 349db55930128c7ee4db98b071ede97e (MD5) / Made available in DSpace on 2013-08-08T14:00:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_dis_efoliveira.pdf: 2345099 bytes, checksum: 349db55930128c7ee4db98b071ede97e (MD5) Previous issue date: 2013-05-28 / When operating with large differences between input and output voltage levels, it is normally possible to identify a significant reduction on the performance of practically all topologies in regard of conversion efficiency. Reason for this is the increasing amount of processed energy that needs to be firstly stored in a passive element (inductor) before reaching the load. It is therefore possible to say that the higher the amount of such “indirect” energy is; the lower will be the converter efficiency. Such situation is especially critical when considering the operation of inverters or controlled rectifiers with power factor correction (PFC) because the converter sweeps practically all the possible values of duty cycle. In the case the difference between peak AC value and DC value is large; the modulation index will strongly deviate from 1. Consequently, even higher amount of losses are expected. In order to deal with the above referred drawbacks, it is proposed a 5-level three-phase PFC rectifier with an innovative approach, named bypass concept. This function allows the converter to switch between one of the available DC-links that best matches the required output levels depending on the operating point of the sinus wave, thus maximizing the efficiency. Furthermore, the referred bypass function enables direct access to the required lower voltage level by the load, reducing significantly the amount of losses. The 5-level operation allows the voltage steps to be lower than those found in three and two-level topologies, from where lower harmonic contents, reduction of common mode current and EMI are observed. Finally, the output DC-DC converters are designed for only a fraction of the nominal power, having a rather reduced impact on additional losses and also on the converter size. In addition, possible power electronics configurations for charging of EVs are presented. Suitable three-phase PFC rectifier topologies with sinusoidal input currents and controlled output voltage are analyzed and proposed, and their functionality and basic characteristics briefly described. Analytical formulas for calculating the current stresses on the power semiconductors are provided, and in order to evaluate comparatively the performance of selected topologies, dimensionless benchmark factors are derived concerning the semiconductor stresses and the volume of the main inductive components. The characteristics of the proposed system, including the principle of operation, modulation strategy, dimensioning equations and calculated losses and efficiency, are described in detail. Finally, the feasibility of the bypass concept is demonstrated by means of experimental results obtained from a 22 kW hardware prototype. / Quando um conversor opera com uma larga diferença entre os níveis de tensão de entrada e de saída, normalmente é possível identificar uma redução significante no seu desempenho. A razão disto é o aumento da quantidade de energia processada, que primeiramente precisa ser armazenada em um elemento passivo (indutor), antes de ser entregue à carga. É possível dizer que quão maior for a quantidade dessa energia “indireta”, menor será a eficiência do sistema. Tal situação é especialmente crítica para inversores e retificadores com correção de fator de potência (PFC), visto que a razão cíclica dos interruptores abrange praticamente todos os possíveis valores. Em casos em que a diferença entre o valor de pico da tensão CA e o valor médio da tensão CC é grande, o índice de modulação é desviado consideravelmente de 1 e, consequentemente, maiores perdas são esperadas. Para lidar com tal situação, é proposto um retificador com característica abaixadora e elevadora utilizando uma função chamada de bypass. Esta função permite que o retificador escolha entre os dois barramentos o que melhor se adapta ao nível de saída desejado em função do ponto de operação da tensão senoidal de entrada, maximizando a eficiência. Algumas das vantagens esperadas com a utilização da função bypass são: redução das perdas totais por meio da operação parcial com estágio único; maior número de níveis de tensão, reduzindo a corrente de modo comum e o volume do filtro de entrada, além de resultar em menores esforços de tensão sobre os semicondutores; e, finalmente, redução de perdas adicionais e no tamanho do sistema, visto que o conversor Buck de saída é projetado para apenas uma fração da potência total. Em adição, são apresentadas possíveis configurações de conversores de potência para o carregamento de baterias de veículos elétricos. Topologias de retificadores trifásicos com PFC com corrente de entrada senoidal e tensão de saída controlada são analisadas e propostas, e suas funcionalidades e características básicas descritas brevemente. Fórmulas analíticas para o cálculo dos esforços de tensão e corrente sobre os semicondutores de potência são fornecidas. A fim de avaliar comparativamente o desempenho das topologias selecionadas, fatores adimensionais de referência são definidos com base nos esforços elétricos sobre os semicondutores e no volume dos indutores. As características do sistema proposto, incluindo princípio de operação, estratégia de modulação, equações de dimensionamento e cálculos de perdas e eficiência, são descritas em detalhes. Finalmente, a viabilidade do conceito de bypass é demonstrada por meio de resultados experimentais obtidos a partir de um protótipo de 22 kW.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-09-15T04:07:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 334240.pdf: 21187793 bytes, checksum: 5eed8d694e0cd83ca67ef80b1723acda (MD5) Previous issue date: 2015 / Esta tese de doutorado tem por objetivo a proposta de uma nova família de conversores ca-cc três níveis unidirecionais híbridos a capacitor chaveado. São propostos conversores monofásicos e trifásicos. As características principais dos conversores são o fornecimento de alto fator de potência e elevado ganho de tensão sem o uso de transformadores. Para isso, unem dois conceitos distintos dentro da eletrônica de potência moderna que são: o controle de corrente por armazenamento indutivo e a elevação de tensão por comutação capacitiva. Os conversores apresentam baixos esforços de tensão, reduzido número de semicondutores comandados e baixa distorção harmônica na corrente de entrada. É proposta uma especificação de projeto com potência de saída de 2500 W para os conversores monofásicos e de 7500 W para os retificadores trifásicos, alimentados com tensão de entrada ca de 220 V e tensão de saída cc de 1600 V. O estudo é conduzido de forma a propiciar o entendimento, projeto e dimensionamento dos elementos do sistema. São apresentados estudos teóricos, simulações, além de resultados experimentais.<br> / Abstract : This thesis aims studies of a new family of ac-dc three-level hybrid switched-capacitor converters. Are proposed both single-phase as well as three-phase converters. The main features of the proposed converters are high power factor correction and high voltage gain operation without isolation transformers. These converters merge two different concepts in modern power electronics, that are: current control by inductive storing energy and increased of the output voltage by capacitive commutation. The converters have low voltage stress, reduced number of switches and low harmonic distortion in the input current. Experimental and simulation results for a 2500 W, single-phase converters, and 7500 W, three-phase converters, laboratory prototype are shown. Both converters work with input voltage of 220 Vac and output voltage of 1600 Vdc. This Thesis is focused to theoretical understanding and design of all elements of the system.

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.