Tese (Doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T03:19:27Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T23:42:06Z : No. of bitstreams: 1 142851.pdf: 56350805 bytes, checksum: d8ad50da65692c12a5e9882d61d9410c (MD5)

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2009. / Made available in DSpace on 2012-10-24T12:18:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 275840.pdf: 3971644 bytes, checksum: a0f9273b20e86ad49987f992f99daade (MD5) / Este trabalho apresenta duas novas topologias de retificadores trifásicos com fator de potência unitário e bidirecionalidade no fluxo de potência. Os retificadores foram denominados de retificadores híbridos por serem originados pela conexão em paralelo de dois retificadores trifásicos com topologias distintas. Uma das topologias propostas é escolhida e analisada qualitativamente e quantitativamente. Na análise teórica qualitativa, estudaram-se as características de entrada e de saída do retificador, revelando-se os modos de operação de melhor desempenho. Na análise teórica quantitativa estudou-se o equacionamento do retificador e apresentaram-se todas as equações de projeto dos elementos passivos e dos semicondutores. Os modelos para o controle das correntes de entrada e da tensão de saída são apresentados em conjunto com a estratégia de controle. Os estudos teóricos foram comprovados com o projeto e a implementação prática de um protótipo trifásico alimentado em 380 V, possuindo tensão de saída igual a 700 V e potência de saída igual a 20 kW. / This work presents two new three-phase rectifier topologies with unity power factor and bidirectional power flow capability. The rectifiers were named Hybrid Rectifiers because they are generated by the parallel connection of two different topologies of three-phase rectifiers. The proposed three-phase hybrid rectifier with output voltage control was chosen and studied in its details. In this work, theoretical analyses of the hybrid rectifier presented the main input and output characteristics, the energy distribution processing, the operation modes with improved performance, the design equations, the modeling and the control strategy. The theoretical studies were validated by the implementation of a prototype with 380 V input voltage, 700 V output voltage, 10 kHz switching frequency and 20 kW rated output power.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-22T15:40:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 228501.pdf: 10061820 bytes, checksum: 84942b4ab5dcdfcb567c27ff9d1d6463 (MD5) / Este trabalho apresenta um estudo na área de eletrônica de potência aplicada à tecnologia de células a combustível tipo PEM. Mostra-se em detalhe as características elétricas das CaCs, incluindo-se o estudo da modelização, apresentando-se um modelo para simulação numérica, estática e dinâmica, com foco nas grandezas elétricas das CaCs. Apresenta-se uma revisão das arquiteturas utilizadas até o momento para realizar a conversão de energia de CaCs, e identifica-se as características que as arquiteturas de eletrônica de potência devem possuir. Como principais contribuições do trabalho, mostra-se um estudo da propagação de energia reativa por um determinado sistema de processamento de energia baseado em CaCs, provendo o leitor de ferramentas analíticas que permitem dimensionar os filtros dos conversores, bem como auxiliam na escolha da estratégia de controle com vistas ao bloqueio ou filtragem desta energia reativa, a qual é proveniente da pulsação de potencia gerada por inversores monofásicos. Contribui-se também com a análise e implementação de um filtro ativo para sistemas de tensão contínua, mostrando-se sua viabilidade para aplicações em CaCs. Um sistema ininterrupto de energia baseado em múltiplas fontes de energia, neste caso CaCs, é utilizado como exemplo de aplicação e projetado considerando-se as características inatas das CaCs. Destaca-se também as dificuldades encontradas na escolha da arquitetura e das topologias, incluindo estratégias de controle. No último capítulo apresenta-se um novo conversor elevador, quadrático e de três níveis, o qual é interessante para utilização na área de CaCs pois possui ganho elevado e entrada em corrente.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T06:04:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 241259.pdf: 5101216 bytes, checksum: 5182eb5955d83babed3156b7095d4447 (MD5) / O objetivo principal deste trabalho é o de estudar novas soluções para a implementação de conversores CC-CA's bidirecionais isolados compostos a partir de conversores CC-CC bidirecionais básicos. O primeiro passo é o de realizar uma revisão bibliográfica apresentada no capítulo I, que é de fundamental importância para se ter uma visão do que já havia sido proposto até então. No capítulo II, são abordados os conversores CC-CC's bidirecionais básicos onde foram analisadas as principais formas de ondas destes conversores. As possíveis soluções para se implementar os conversores CC-CA's a partir dos conversores CC-CC básicos são apresentadas no capítulo III. O conversor CC-CC Fyback bidirecional é estudado no capítulo IV. Onde é apresentado um estudo mais aprofundado sobre este conversor com a realização de análise das etapas de operação e simulações à vazio, com carga resistiva, com carga capacitiva e com carga não-linear. O conversor SEPIC CC-CA bidirecional isolado é estudado no capítulo V onde é levantada a função de transferência do conversor assim como o equacionamento matemático desuas principais formas de onda. No capítulo VI são mostrados os resultados experimentais obtidos com a implementação de dois protótipos do conversor SEPIC CC-CA bidirecional. O capítulo VII aborda alguns tópicos complementares como a associação de conversores, conversores trifásicos e reticadores.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-24T04:27:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 259290.pdf: 8710894 bytes, checksum: 8d35c233b477f5d604b42e7982502da9 (MD5) / Este trabalho apresenta o estudo de dois retificadores abaixadores, um monofásico e sua versão trifásica, além de elaborar o projeto e construção do retificador trifásico proposto por Colling e Barbi. As principais características destes retificadores são: empregar células de comutação tradicionais, permitir a transferência de energia em forma bidirecional, por meio da inversão dos sinais de referência, obter uma tensão de saída menor, igual ou maior que sua tensão de entrada e conseguir uma baixa THD e um elevado fator de potência para a corrente alternada na entrada. Os conversores são analizados como conexões de subconversores independentes, controlados por regime de deslizamento com esquema de comutação descentralizado. Este controle permite obter um sistema mais robusto e de fácil implementação. Na parte inicial do trabalho, faz-se uma revisão das topologias propostas, que operam com carga ligada em forma diferencial, elaboradas no Instituto de Eletrônica de Potência da UFSC. Posteriormente, apresenta-se a análise matemática, resultados de simulações numéricas dos diversos retificadores propostos e os resultados de ensaios dos retificadores, monofásico e trifásico implementados neste trabalho. This work presents the study of two step-down rectifiers, a single-phase and its three-phase version, in addition to develop the design and implementation of the three-phase rectifier proposed by Colling and Barbi. The main characteristics of these rectifiers are: to use of conventional switching cells, to allow the bidirectional energy transfer, through the inversion of the reference signal, to obtain an output voltage lower, equal or larger than the peak value of the input voltage and to achieve a reduction of input current THD and a high power factor. The converters are analyzed as a connection of independent subconverters, controlled by sliding mode with decentralized switching scheme. This control, allows to obtain a robust system and a straightforward implementation. Initially a revision of the proposed topologies that operate with differential load connected is done in the research of the Power Electronics Institute of the UFSC. Subsequently, mathematical analyses are shown, resulted from numerical simulations of the different proposed rectifiers and the experimental results of the rectifiers tests, for both, single-phase and three-phase versions implemented in this work.

Este trabalho constitui-se numa monografia para ser apresentada como requisito para o título de Doutor em Ciências dentro do Programa de Pós-Graduação em Física da Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Faz parte da pesquisa teórica desenvolvida pelo Grupo de Física de Plasmas do IF-UFRGS, e tem por objetivo participar do esforço de tornar comercialmente viável a tecnologia de fusão termonuclear como fonte geradora de energia elátrica. Conhecimento científico e tecnológico que é imprescindível para um país em desenvolvimento como o Brasil. Dentro deste contexto, o trabalho desenvolvido segue a linha de pesquisa do estudo de processos de geraçãao de correntes em tokamaks por meio de interações onda-partícula. Assim, estudamos os efeitos devido a ocorrência de transporte radial de partículas em um tokamak na eficiência de geração de corrente devido a ondas de radio freqüência (RF), na presença de barreiras internas de transporte (ITB - Internal Transport Barriers). Para isso, considerou-se dois casos: no primeiro, a geração de corrente ocorre devido somente a ondas do tipo híbrida inferior (LH - Lower Hybrid), e no segundo, a geração com ação combinada das ondas LH e do tipo eletrônica de cíclotron (EC - Electron Cyclotron). Os resultados foram obtidos por solução numérica da equação de Fokker-Planck que rege a evolução da função distribuição de elétrons. Nós consideramos que o transporte radial de partículas pode ser devido a utuações magnéticas ou eletrostáticas. Considerando ambos os tipos de utuações, a eficiência da geração de corrente mostrou um crescimento com o crescimento das utuações que originam o transporte. A dependência da eficiência da geração de corrente na profundidade e posição da barreira também foi investigada. / This work constitutes a monograph to be presented as requirement to the title of PhD at the Physics Graduate Program at Federal University of Rio Grande do Sul. It is part of a theoretical research developed by the Plasma Physics Group of the IF-UFRGS, and it have the purpose to participe on the e ort to make feasible the thermonuclear fusion technology as a source of electric energy. Scienti c and technological knowledge that are indispensable to a developing country as the Brazil. In that context, the work under development follows the research line of the study of the process of current drive in tokamaks by means of wave-particle interaction. Therefore, we studied the e ects due to the occurrence of radial transport of particles in a tokamak on the e ciency of current drive due the radio frequency waves (RF), in the presence of an Internal Transport Barrier (ITB). For this, we consider two cases: at rst, the current drive occur due to Lower Hybrid waves (LH) only, and at second case, the current drive with combined action of LH and Electron Cyclotron (EC) waves. The present results are obtained by numerical solution of the Fokker-Planck equation which rules the evolution of the electron distribution function. We assume that the radial transport of particles can be due to magnetic or to eletrostatic utuations. It considering both the utuations types, the e ciency of current drive is shown to increase with the increase of the utuations which originate the transport. The dependence of the current drive e ciency on the depth and position of the barrier is also investigated.

[pt] Este trabalho tem por objetivo a modelagem do comportamento dinâmico do motor de CC shunt, através da metodologia dos grafos de ligação. Primeiro será feito um levantamento de todos os parâmetros mecânicos, elétricos e magnéticos da máquina. O segundo passo será a obtenção de um grafo de ligação do motor e de suas respectivas equações de estado representativas. Através destas equações e dos parâmetros obtidos em laboratório será montado um modelo de simulação computacional pelo Matlab para verificação do comportamento da máquina desde a partida até o regime permanente, comprovando a veracidade do modelo. / [en] This work has the goal of modeling the dynamic behavior of a CC shunt motor, through the methodology of bond graphs. First all the mechanical, eletrical and magnetic parameters of the machine are measured. The second step will be the development of the motor bond graph and of its respective state equations. Using these equations and the measured parameters a Matlab simulation is set up to verify the transient behavior of yhe machine, checking the truthfulness of the model.

Usamos a teoria quase-linear para estudar os efeitos do transporte radial de partículas na eficiência da geração de corrente por ondas do tipo híbrida inferior (lower hybrid ou LH), em um tokamak modelado como uma lâmina. Nossos resultados numéricos foram obtidos com cinco diferentes modelos do termo de transporte e indicaram que embora a potência absorvida e a corrente gerada possam ser modificadas por efeito do transporte, a proporção de variação dessas quantidades não é muito sensível a uma forma particular do termo de transporte. Na formulação quase-linear utilizada, a evolução no tempo da função distribuição de elétrons, em um dado ponto da geometria de lâmina proposta, ocorre sob a ação de ondas do tipo híbrida inferior, colisões e transporte, e é descrita pela seguinte equação: 8rfe = (8rfehH + (8rfe)COL + (8rfeh . Oterceiro termo pretende demonstrar a natureza e a magnitude dos efeitos de transporte, e é dado pela seguinte forma: (8rfeh = 8s [DT(S) 8sie] , com um coeficiente para difusão espacial dependente de posição. Utilizamos cinco formas totalmente arbitrárias para a dependência de posição, com as quais pretendemos verificar a sensibilidade do processo de geração de corrente a aspectos do termo de difusão.

Submitted by James Neves da Silva (james.silva@ufba.br) on 2018-03-06T13:34:55Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao_James_Final.pdf: 20562994 bytes, checksum: 297f9118e3898e9a7046b6dd9553c27a (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Reis (vanessa.jamile@ufba.br) on 2018-03-13T15:39:09Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertacao_James_Final.pdf: 20562994 bytes, checksum: 297f9118e3898e9a7046b6dd9553c27a (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-13T15:39:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao_James_Final.pdf: 20562994 bytes, checksum: 297f9118e3898e9a7046b6dd9553c27a (MD5) / Este trabalho teve apoio financeiro da CAPES. / Este trabalho propõe um procedimento de projeto para um controlador repetitivo discreto, com a fnalidade de controlar a corrente de saída de um inversor LC monofásico em ponte completa conectado à rede elétrica. O inversor também alimenta uma carga resistiva em derivação. O controlador assegura a estabilidade do sistema e robustez contra distorções harmônicas na tensão da rede. Sua concepção se baseia em um filtro notch de fase zero para compensar um pico de ressonância causado pelo filtro LC na saída do inversor, dado que este pico pode levar o sistema à instabilidade. Obtémse margem de estabilidade apropriada por meio de um filtro passa-baixa empregado no laço de realimentação positiva que faz parte do controlador. Simulações foram realizadas com auxílio dos softwares MATLAB e PSIM, para avaliar o desempenho do controlador sob diferentes condições de distorções harmônicas da tensão da rede. Além disso, para avaliar experimentalmente o controlador, foi utilizado um kit da Texas Instruments, que utiliza um DSP e contém um inversor em ponte completa e um filtro LC. Tanto as simulações quanto os experimentos laboratoriais mostraram que o controlador repetitivo opera corretamente, injetando corrente na rede de acordo com a referência fornecida ao sistema, e com robustez quanto às distorções harmônicas na tensão da rede. / This work proposes a designing procedure for a discrete repetitive controller governing the output current of a single-phase grid-connected LC full-bridge inverter. The inverter also supplies a resistive local shunt load. The controller assures system stability and robusteness to grid voltage harmonic distortions. Its design relies on a zero-phase notch flter which compensates a resonant peak caused by the LC flter at the inverter’s output. Such peak may lead the system to instability. A proper stability margin is reached through a low-pass flter employed in the positive feedback loop of the controller. Simulations using the PSIM and MATLAB softwares have been carried out to access the controller performance under different harmonic conditions for the grid voltage. In addition, a DSP-based kit board from Texas Instruments containing a full-bridge LC inverter has been applied to experimentally test the controller. Both simulated and experimental results have been show that the repetitive controller works correctly, injecting current into the grid accordingly to the reference signal with robustness to voltage harmonic distortions.

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.