Este trabalho apresenta a análise de uma fonte de alimentação monofásica, de estágio único, baseada no conversor SEPIC isolado com interruptores no lado CA. O conversor SEPIC com interruptores no lado CA traz algumas vantagens em relação à topologia convencional, por haver um número menor de semicondutores no caminho da corrente em um período de comutação. Logo, espera-se um acréscimo no rendimento geral. A corrente de entrada é aproximadamente senoidal sem o uso de uma malha de controle de corrente, pelo fato de este conversor operar no Modo de condução descontínuo. Como desvantagens, destaca-se uma restrição na escolha da relação de transformação, a qual implica em valores máximos de corrente no secundário elevados quando o conversor opera como abaixador de tensão. A análise teórica, a metodologia de projeto e os resultados experimentais são apresentados para um conversor de 300W. O conversor foi projetado para uma tensão de entrada de 127V, uma tensão de saída de 200V e a frequência de comutação de 50kHz. / This work presents the analysis of a single-phase single-stage switched-mode power supply based on a SEPIC converter with AC-side switches. The SEPIC converter with AC-side switches has the benefit of having fewer semiconductors in conduction during a switching period when compared with the traditional topology. Thus, the overall efficiency is expected to increase. The input current is nearly sinusoidal without the use of a current loop control since the converter is operating in discontinuous conduction mode. A system disadvantage is related to the constraint in the choice of transformer turns, which leads to high current values in the secondary-side for lower output voltage specifications. The theoretical analysis, a design methodology and experimental results from a 300 W converter are presented. The converter was designed for a 127 V of input voltage, 200 V output voltage and switching frequency 50 kHz.

O incentivo a geração distribuída é uma tendência mundial, no sentido de diversificar e reforçar a malha de geração de energia elétrica. A normativa número 482, de 2012, desburocratiza o acesso de micro e mini geradores distribuídos à rede elétrica monofásica, possibilitando que os consumidores residenciais passem a atuar também como elementos geradores de energia elétrica. Dentre as formas de energia primária renováveis disponíveis na natureza, a eólica e a solar são as mais promissoras para unidades de geração residenciais. Este trabalho apresenta uma abordagem unificada da conexão de uma unidade de microgeração à rede monofásica fraca através de conversor CA-CC-CA. É definida uma estrutura de conexão que permite a regulação da tensão do barramento CC e da corrente de saída. É proposta uma estrutura de controle no referencial síncrono (d-q), cuja referência é fixada na tensão no ponto comum de conexão. A sincronização das grandezas em d-q é obtida por meio de um estimador baseado no Filtro de Kalman com ganhos fixos. O modelo matemático da etapa de conexão com a rede monofásica no domínio do tempo é determinado, tanto no referencial estático quanto no referencial síncrono. A abordagem matemática no domínio complexo também é considerada. Baseando-se no princípio da superposição, a resposta em frequência das grandezas do sistema de geração proposto é determinada. A parametrização dos controladores é realizada considerando-se um sistema dinâmico de ordem reduzida, baseado no modelo no referencial síncrono. As equações de estado dos controladores são inseridas no modelo da planta, e uma noção da análise de estabilidade é apresentada. Resultados de simulação são apresentados, para as etapas de conexão com carga isolada e para a sincronização com a rede da concessionária. Uma plataforma multi-uso para validação experimental é desenvolvida, e os resultados experimentais são mostrados. Resultados experimentais da estrutura de controle proposta são apresentados, de forma a validá-lo. / Encouraging distributed generation is a worldwide trend to diversify and strengthen the network of power generation. The normative number 482, 2012, reduces bureaucracy in accessing micro and mini single phase distributed generators to the power grid, allowing residential consumers act as electric power generators elements. Among the forms of renewable primary energy available in nature, wind and solar are the most promising for generating residential units. This paper presents a unified approach to connecting a unit of micro generation to the single-phase weak grid via AC-DC-AC converter. A structure of connection allows the adjustment of the DC bus voltage and the output current is defined. It is proposed a control structure in the synchronous reference frame (dq), whose reference voltage is fixed at the common connection point. The dq magnitudes synchronization is obtained by means of an estimator based on Kalman filter with fixed gains. The mathematical model of the single phase connection step in the time domain is determined, both in static as in the synchronous reference frame. The mathematical approach in the complex domain is also considered. Based on the principle of superposition, the frequency responses of the variables of the proposed generation system are determined. The parameterization of the controllers is performed considering a dynamic system of reduced order model based in the synchronous reference frame. The state equations of the controllers are included in the plant model, and a sense of the stability analysis is presented. Simulation results are presented for connection with isolated load and synchronization with the utility single phase grid. A multi-purpose platform for experimental validation is performed, and the experimental results are shown. Experimental results of the proposed control structure is presented in order to validate it.

CAPES / Esta dissertação apresenta o desenvolvimento de um conversor elevador de tensão, com possibilidade de maior ganho que o conversor boost convencional, para aplicações em condições similares e de maior potência. Apresentam-se os principais conceitos envolvendo o conversor boost e duas de suas variações: o conversor boost de três níveis e o conversor boost intercalado com duas células conversoras. São detalhadas as formas construtivas, as etapas de funcionamento, o equacionamento e os principais pontos positivos de cada conversor, de modo a se verificar os possíveis empregos na construção de um protótipo que une as suas principais vantagens. Na apresentação deste conversor são abordadas as etapas de funcionamento, o equacionamento que rege o seu projeto, as simulações obtidas através de software (PSIM), um comparativo entre os modelos de conversor boost estudados e os resultados experimentais obtidos. / This paper presents the development of a boost converter with the possibility of higher gain than the conventional boost converter for applications under similar conditions and increased power. Presents the main concepts involving the boost converter and two variations: the boost converter of three levels and the boost converter interspersed with two converter cells. The breakdown mounting positions, the operating steps, the addressing and the main strengths of each converter in order to check for possible uses in the construction of a prototype joining their main advantages. In the presentation of this converter addresses the operating steps, the equation governing its design, the simulations obtained through software (PSIM), a comparison between the boost converter models studied and the experimental results.

Sistemas de geração distribuída conectados à rede devem atender as especificações técnicas de conexão no que tange à injeção de corrente harmônica na rede elétrica. No intuito de satisfazer tais requerimentos de rede, filtros passivos são utilizados para interfacear o inversor fotovoltaico e a rede. Essa dissertação compara a resposta característica do tradicional filtro indutivo (filtro L) com o filtro Indutivo-Capacitivo-Indutivo (filtro LCL). É mostrado que o aumento da indutância permite uma supressão suficiente do ripple de corrente proveniente da frequência de chaveamento do inversor. O filtro LCL no entanto, proporciona uma melhor atenuação harmônica, o que permite reduzir o tamanho do filtro. A grande desvantagem do filtro LCL é sua impedância, que é caracterizada por um pico de ressonância próximo da frequência de corte do filtro, a qual deve ser amortecida para evitar a instabilidade. Técnicas passivas e ativas podem ser utilizadas para amortecer a ressonância do filtro LCL. Para abordar estas questões, esta dissertação apresenta uma comparação do controle de corrente do inversor trifásico conectado à rede com filtro L e com filtro LCL, discutindo a utilização de amortecimento passivo e ativo para diferentes regiões de frequência de ressonância. A partir dos modelos matemáticos, desenvolveu-se uma metodologia de projeto dos controladores e o comportamento dinâmico do sistema operando em malha fechada foi investigado. Para validar os estudos desenvolvidos ao longo desse trabalho, resultados experimentais são apresentados utilizando uma plataforma experimental trifásica de 5kW. Os principais componentes e suas funções são discutidas no decorrer do trabalho. Resultados experimentais são obtidos para verificar as análises teóricas e ilustrar o desempenho do inversor trifásico fotovoltaico conectado à rede elétrica com filtro L e filtro LCL. É mostrado que a frequência de ressonância e a frequência de amostragem do sistema podem ser relacionadas de maneira a se calcular uma frequência crítica, abaixo da qual é essencial realizar o amortecimento do filtro LCL. Ainda, os resultados experimentais mostram que o amortecimento ativo por resistor virtual, embora apresente um desenvolvimento simples, é eficaz para amortecer a ressonância do filtro LCL e permitir que o sistema opere estável dentro dos parâmetros pré-determinados. / Distributed generation systems must fulfill standards specifications of current harmonics injected to the grid. In order to satisfy these grid requirements, passive filters are connected between inverter and grid. This work compares the characteristic response of the traditional inductive (L) filter with the inductive-capacitive-inductive (LCL) filter. It is shown that increasing the inductance L leads to a good ripple current suppression around the inverter switching frequency. The LCL filter provides better harmonic attenuation and reduces the filter size. The main drawback is the LCL filter impedance, which is characterized by a typical resonance peak, which must be damped to avoid instability. Passive or active techniques can be used to damp the LCL resonance. To address this issue, this dissertation presents a comparison of current control for PV grid-tied inverters with L filter and LCL filter and also discuss the use of active and passive damping for different regions of resonance frequency. From the mathematical models, a design methodology of the controllers was developed and the dynamic behavior of the system operating in closed loop was investigated. To validate the studies developed during this work, experimental results are presented using a three-phase 5kW experimental platform. The main components and their functions are discussed in this work. Experimental results are given to support the theoretical analysis and to illustrate the performance of grid-connected PV inverter system. It is shown that the resonant frequency of the system, and sampling frequency can be associated in order to calculate a critical frequency, below which is essential to perform the damping of the LCL filter. Also, the experimental results show that the active buffer per virtual resistor, although with a simple development, is effective to damp the resonance of the LCL filter and allow the system to operate stable within predetermined parameters.

Esta dissertação propõe a análise de dois conversores de estágio único, isolados em alta frequência e adequados para aplicações de conexão à rede elétrica. Inicialmente, é introduzida uma nova estratégia de modulação para o conversor flyback bidirecional com conexão diferencial. Esta modulação melhorada proporciona melhor desempenho, reduzindo os valores de corrente RMS para cada componente do circuito, contribuindo assim para a redução das perdas por condução. As análises estáticas do conversor operando em ambas estratégias de modulação alternativa e original são apresentadas. A análise dinâmica também é realizada, fornecendo a função de transferência da corrente de saída pela razão cíclica do conversor ligado à uma carga resistiva e acoplado a uma fonte de tensão. Um protótipo com potência de saída de 500 W, 20 kHz, com tensão de entrada de 70 V e 127 VRMS na tensão de saída é apresentado e os resultados experimentais que comparam a nova estratégia de modulação confirmam a análise teórica e desempenho superior. Uma tensão de saída com baixa THD é alcançada para ambas estratégias de modulação, operando em malha aberta em no modo de condução contínua. O segundo conversor é um flyback com grampeamento ativo adequado para ser utilizado como um micro-inversor em aplicações de energias renováveis. As principais características da topologia são o relativo baixo número de componentes, o isolamento em alta frequência, possibilidade de ser utilizado como elevador de tensão de saída e operação em ZVS. O grampeamento ativo permite recuperar a maior parte da energia armazenada na indutância de dispersão dos indutores flyback e, assim, uma melhoria na eficiência do conversor é atingida. A análise estática é fornecida para o conversor operando em CCM. Além disso, uma função de transferência da corrente de saída pela razão cíclica é apresentada para uma carga resistiva na saída. Para este conversor duas frequências de comutação de 100 kHz e 50 kHz foram testadas num protótipo construído para 500 W, com tensão de entrada de 70 V e tensão de saída de 127 VRMS. / This thesis proposes the analysis of two single-stage high-frequency isolated converters suited for grid-tied applications. Firstly, a new modulation strategy to the bidirectional flyback converter with differential output connection is introduced. This improved modulation provides better performance by reducing the RMS current values for every circuit element, thereby contributing to reduced conduction losses. The static analyses of the converter operating in both the original and the alternative switching strategies are presented. Dynamic analysis is also performed, providing the output-current-to-duty-cycle transfer function of the converter connected to a resistive load and coupled to an output voltage source. A 500 W, 20 kHz, 70 V input voltage and 127 VRMS output voltage prototype is presented and experimental results comparing the new modulation strategy to the original confirm the theoretical analyses and superior performance of the alternative switching strategy. A low THD output voltage is achieved for both switching strategies, operating in open loop and in continuous conduction mode. The second converter is an active-clamping flyback converter suitable to be used as a microinverter in renewable energy applications. The main features of the topology are the relatively low component count, high-frequency isolation, voltage step-up capability and zero voltage switching. The active clamping allows to recover most of the energy stored in the flyback inductors’ leakage inductance and thus an improvement on the system efficiency is achieved. The static analysis for CCM operation is provided. In addition, an output-current-to-duty-cycle transfer function for a resistive load connected to the output of the converter is presented. Two switching frequencies of 100 kHz and 50 kHz were tested in a prototype built for 500 W, 70 V input voltage and 127 VRMS output voltage.

Orientador: Ennio Peres da Silva / Dissertação ( mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-17T04:55:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gambetta_Francielle_M.pdf: 4780185 bytes, checksum: f2071d96fca67109088a5766792577eb (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Para países com disponibilidade de energia elétrica relativamente barata, como o Brasil, o custo de instalação é o fator mais importante para a produção de hidrogênio eletrolítico, representando mais de 50% do custo total. O retificador de corrente é um dos principais equipamentos que compõem um sistema de eletrólise da água e é objeto de estudo desta dissertação. A partir de uma análise técnica, concluiu-se que, atualmente, o sistema de retificação mais adequado ao processo de produção de hidrogênio eletrolítico é o sistema a tiristor, principalmente por apresentar maior eficiência e confiabilidade operacional. Por meio de uma análise de mercado, concluiu-se que o mercado nacional, em sua maioria, está apto a fornecer retificadores industriais apenas para aplicação em eletrolisadores unipolares, já o mercado internacional possui uma vasta gama de retificadores com diversos níveis de tensão e corrente de saída, sendo capaz de fornecer estes equipamentos tanto para alimentar eletrolisadores industriais unipolares quanto bipolares. O custo do hidrogênio foi calculado tomando como base estudos anteriores e utilizando a Energia Vertida Turbinável (EVT) da UHE de Itaipu, o que resultou em US$ 2,66/kg para uma planta com capacidade de produzir 4.365 m3/h de hidrogênio. A influência do custo do retificador sobre o custo de produção é de 10,8% e, assim, uma diminuição de 50% no custo deste equipamento promoveria uma redução de 5,4% no custo do hidrogênio eletrolítico. Apesar de pequena, esta redução pode ser determinante em muitos casos. Assim, a introdução de uma linha de pesquisa em um pólo tecnológico para o desenvolvimento destes equipamentos é interessante, pois além de contribuir com a redução do custo do hidrogênio eletrolítico, representa uma oportunidade de crescimento econômico que pode colocar o Brasil em destaque de forma positiva dentro dos cenários energético e econômico mundiais / Abstract: For countries with relatively cheap electricity availability, such as Brazil, the cost of installation is the most important factor for the production of electrolytic hydrogen, representing more than 50% of the total. The power rectifier is one of the main devices comprising the water electrolysis system and it is the object of study in this dissertation. From a technical analysis, it was concluded that currently the most suitable system for electrolytic hydrogen production is the thyristor system, mainly due to its higher efficiency and operational reliability. Through market analysis, it was concluded that most of rectifiers available in the domestic market are designed only for use in industrial unipolar electrolysers. On the other hand, the international market has a wide range of rectifiers with different levels of voltage and current output, being capable of providing such equipment for both industrial unipolar and bipolar electrolysers. The cost of hydrogen was calculated using previous studies of the Spilled Turbinable Energy (STE) of Itaipu Hydroelectric Energy Plant, and resulted in US$ 2.66/kg for a plant with capacity to produce 4,365 m3/h of hydrogen. The influence of the rectifier cost on the gas production cost is 10.8%, and thus a decrease of 50% in the cost of such equipment would promote a reduction of 5.4% in the cost of the electrolytic hydrogen. Although small, this reduction can be decisive in many cases. Thus the introduction of a research line at a technological center for the development of this equipment is interesting, which also contributes to lowering the cost of electrolytic hydrogen and is an opportunity for economic growth to highlight Brazil in the worldwide energy and economic scenery / Mestrado / Mestre em Planejamento de Sistemas Energéticos

ÉE proposto um novo método de dimensionamento de fios e cabos elétricos em ambiente aeronáutico. O trabalho apresenta quatro partes principais. Primeiramente considera-se a otimização dos atuais sistemas elétricos embarcados, em particular das cablagens elétricas, seguida de uma explanação geral sobre tendências e evolução dos sistemas, além de apresentar alguns conceitos básicos relevantes. Posteriormente, trata-se mais diretamente das normas, requisitos e procedimentos de cálculos, que envolvem o atual método de dimensionamento de capacidade de condução de corrente em fios e cabos elétricos, apresentando-se alguns exemplos básicos e um estudo de caso envolvendo uma aeronave regional hipotética denominada RJX. Em complemento, apresenta-se uma análise crítica e efetuam-se considerações referentes a requisitos de certificação aeronáutica vigentes. Em seguida desenvolve-se o cerne do trabalho, que consiste em propor um novo método de dimensionamento de fios e cabos elétricos através da setorização da aeronave em quatro regiões, além da análise da variação de parâmetros como temperatura e altitude de operação sem, no entanto, alterar o procedimento de cálculo prescrito nas normas ou infringir requisitos de engenharia e de certificação. ÉE proposta uma planilha eletrônica com a finalidade de automatizar o processo de cálculos. Finalmente, apresentam-se os resultados obtidos através da comparação entres os dois métodos, culminando num cálculo de expectativa e redução de peso baseado na aeronave hipotética RJX, o qual aponta para um intervalo onde o provável valor de redução esteja situado. As considerações finais envolvem a análise e interpretação dos resultados obtidos, além de propostas de futuros estudos.

Submitted by camilla martins (camillasmmartins@gmail.com) on 2017-03-03T18:16:21Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_EstudosGeradoresDistribuidos.pdf: 2266342 bytes, checksum: 0d5bb31184f14bc0deec29361a167536 (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-03-07T13:21:46Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_EstudosGeradoresDistribuidos.pdf: 2266342 bytes, checksum: 0d5bb31184f14bc0deec29361a167536 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-07T13:21:46Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_EstudosGeradoresDistribuidos.pdf: 2266342 bytes, checksum: 0d5bb31184f14bc0deec29361a167536 (MD5) Previous issue date: 2015-12-16 / Nesta tese apresenta-se um estudo que objetiva desenvolver modelos lineares adequados ao estudo de estabilidade em sistemas de potência interligados que incorporem grandes geradores distribuídos conectados à rede via inversor. Para esse fim, um modelo do tipo Heffron-Phillips estendido foi desenvolvido para um sistema de teste que é constituído por um gerador distribuído de grande porte, e de um gerador síncrono, ambos de potências similares e interligados a um sistema de porte muito maior (barra infinita). Devido à presença do gerador distribuído e de seu subsistema de controle de corrente, o modelo estendido apresenta um conjunto de canais que se originam no subsistema de regulação de corrente do gerador distribuído e chegam até o ponto de soma dos torques atuando no eixo do loop eletromecânico do gerador síncrono. Através de considerável número de testes computacionais, e para uma ampla gama de condições de operação, foram avaliadas as importâncias relativas dos novos ganhos de canal. Verificou-se, então, que os ganhos associados aos caminhos diretos são aqueles que possuem influência predominante na contribuição do gerador distribuído para os torques de sincronismo e de amortecimento que atuam no eixo do gerador síncrono. Além disso, os valores dos novos ganhos mostraram-se desprezíveis quando o nível de geração do gerador distribuído torna-se bastante reduzido. Esta observação permitiu efetuar simplificações adicionais ao modelo proposto, a fim de se obter um modelo mais adequado ao projeto de Estabilizadores de Sistema de Potência (ESP) para tal classe de sistemas de potência. Além disso, novas fórmulas são propostas na tese para estimar os valores dos coeficientes dos torques de sincronismo e de amortecimento, em função do nível de geração de potência ativa do gerador distribuído. Para o sistema teste, um ESP foi projetado utilizando-se o modelo simplificado e, subsequentemente, sua degradação de desempenho foi investigada para um grande conjunto de condições de operação do sistema. Os resultados mostraram uma considerável dessintonia no desempenho do ESP para elevado nível de potência ativa pelo gerador distribuído, em comparação com o nível de geração do gerador síncrono. Testes complementares foram realizados com o objetivo de avaliar possíveis efeitos adversos de uma interação entre o ESP e o controle Proporcional e Integral (PI) de um dispositivo FACTS – TCSC (Flexible AC Transmission Systems - Thyristor Controlled Series Compensator). Verificou-se que é necessário evitar operar o controlador PI (Proporcional e Integral) com ganhos muito elevados, de forma a não reduzir substancialmente a estabilidade do sistema. / This thesis presents a study to develop linear models suitable for conducting stability studies in interconnected electrical power systems that include large utility-scale inverterconnected power stations. To that end, an extended Heffron-Phillips-type model was developed for a study power system consisting of a utility-scale inverter-connected power source and a synchronous generator, both of which having similar power ratings and being interconnected to a larger power system (infinite bus bar). Due to the presence of the distributed generator and associated current regulating control subsystem, the extended model presents a set of signal channels originating at the current regulation subsystem of the distributed generator and arriving at the torque summing point of the synchronous generator. By performing a large set of computational tests, for a wide range of operating conditions, the relative importance of these new channel gains were assessed. It was found that the gains associated with the direct paths have a predominant influence on the contribution of the distributed generator for both synchronizing as well as damping torques actuating on the synchronous generator shaft. Furthermore, the values of these path gains prove to be negligible when the generation level of the distributed generator is rather reduced. This observation allowed for performing further model simplifications in order to obtain a more suitable model for Power System Stabilizers (PSS) design for such class of power systems. In addition, new formulae are proposed hereby which allow for estimating the values of the synchronizing and damping torque coefficients as a function of the active power generation level of the distributed generator. For the test power system, a PSS damping controller was designed by using the developed simplified model. Subsequent ly, the PSS performance degradation has been investigated for a large set of operating conditions, The results showed considerable PSS performance detuning for those operating conditions corresponding to increased generating level at the distributed generator in comparison to synchronous active power generating level. Supplementary computational tests were performed to evaluate potential adverse interacting effects between the PSS and the proportional and integral (PI) control of a TCSC FACTS device in the area. It was found that moderate values must be chosen in order not to substantially reduce the system stability.

Fundação Araucária / Este trabalho apresenta o estudo, projeto e simulação de um conversor CC boost, com controle da tensão de saída utilizando redes neurais. O conversor boost estudado neste trabalho está sendo utilizado em um aerogerador de baixa potência, com potência máxima de 3kW. Devido à operação em velocidade variável do aerogerador, a tensão de entrada no conversor também é variável em uma ampla faixa de operação, e a saída deve ser estabilizada para uma tensão fixa. Isso faz com que haja a necessidade do controle do conversor para que as diferenças na tensão de entrada sejam compensadas. Para a compensação dessa diferença, foi projetado um controlador utilizando o método de lugar das raízes. A modelagem do conversor boost também é apresentada. O controlador fornece o tempo de atuação da chave semicondutora de potência utilizada no conversor, controlando assim a tensão de saída. A variação na tensão de entrada, que pode variar de 50V a 350V, faz com que o controlador não atue de forma otimizada para todos os pontos de operação. Dessa forma, um controlador neural foi projetado para que trabalhe como controlador, compensando distúrbios de tensão de entrada do conversor. A validação dos controles foi efetuada através de simulação utilizando o software Matlab/Simulink, para confirmação do desenvolvimento teórico apresentado no trabalho. / This work presents the study, design and simulation of a DC boost converter with output voltage control using neural networks. The boost converter studied in this work is being used in a wind turbine low power, with maximum power of 3kW. Due to the operation of the variable speed of the wind turbine, the input voltage of the converter is also variable over a wide operating range, and the output must be stabilized to a fixed voltage. This means that there is a need to control the converter so that differences in input voltage are compensated. To compensation this difference, a controller was designed using the root locus method. The modeling of the boost converter is also presented. The controller provides the time of operation of power semiconductor switch used in the converter, thereby controlling the output voltage. The variation in input voltage, which can vary from 50V to 350V, makes the driver does not act optimally for all operating points. Thus, a neural controller is designed to work as a controller, compensating disturbances of the converter input voltage. The validation of this controller was performed by simulation using Matlab / Simulink software, to confirm the theoretical development presented in the work.

Submitted by GIOVANNA MARIA COELHO null (giovannamcoelho@hotmail.com) on 2017-12-11T15:16:17Z No. of bitstreams: 1 giovanna - mestrado - botucatu.pdf: 3704223 bytes, checksum: 1913a08655010052736bb490b0ed492f (MD5) / Submitted by GIOVANNA MARIA COELHO null (giovannamcoelho@hotmail.com) on 2017-12-11T18:47:11Z No. of bitstreams: 1 giovanna - mestrado - botucatu.pdf: 3704223 bytes, checksum: 1913a08655010052736bb490b0ed492f (MD5) / Approved for entry into archive by ROSANGELA APARECIDA LOBO null (rosangelalobo@btu.unesp.br) on 2017-12-12T13:09:20Z (GMT) No. of bitstreams: 1 coelho_gm_me_bot.pdf: 3704223 bytes, checksum: 1913a08655010052736bb490b0ed492f (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-12T13:09:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 coelho_gm_me_bot.pdf: 3704223 bytes, checksum: 1913a08655010052736bb490b0ed492f (MD5) Previous issue date: 2017-12-01 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Bases científicas: A laparotomia é um procedimento invasivo que causa grande dano tecidual e provoca dor no período pós-operatório. Embora a analgesia seja um procedimento padrão em cirurgia, a terapêutica ideal para o controle deste sintoma ainda necessita ser investigada. Estudos mostram que há uma correlação significativa entre a queda da impedância tecidual e a dor manifestada por pacientes que sofrem lesões teciduais, sugerindo que a reparação da integridade dos tecidos pode restaurar o equilíbrio bioelétrico das células e controlar a dor dos pacientes. A corrente elétrica contínua (CEC), todavia, quando aplicada em tecidos lesados é capaz de promover a migração direcionada e o alinhamento de células epiteliais, particularmente de fibroblastos, favorecendo o processo de regeneração tecidual. Este tipo de corrente elétrica, porém, não tem sido usado na prática clínica com finalidades analgésicas, o mesmo ocorrendo com a iontoforese transdérmica (ITD), que visa à absorção de íons solúveis através da pele, como o zinco, que participa ativamente da formação do colágeno e da cicatrização. Assim, este estudo se fundamentou na hipótese de que a ação benéfica da CEC sobre a cicatrização poderia aumentar a impedância tecidual e, por consequência, modular inibitoriamente a dor apresentada pelos pacientes. Objetivo: Avaliar os efeitos da CEC isolada e da ITD+Zn sobre o consumo de analgésicos e a intensidade de dor na parede abdominal de pacientes submetidos à laparotomias eletivas. Métodos: Foi realizado um estudo prospectivo envolvendo 45 pacientes adultos, de ambos os sexos, internados no HC/FMB-UNESP, para tratamento cirúrgico eletivo de enfermidades do abdome, através da laparotomia. Pacientes impossibilitados de realizar a eletroterapia ou com riscos maiores de apresentar efeitos adversos ou complicações foram excluídos. Os pacientes foram distribuídos, por sorteio, em 3 grupos experimentais, com 15 pacientes cada: GC – Grupo Controle, com tratamento simulado das incisões abdominais; GCEC, com incisões tratadas com corrente elétrica contínua isolada; GITD+Zn, com incisões tratadas com CEC e administração tópica de sulfato de zinco, através da iontoforese transdérmica. A eletroterapia foi aplicada uma vez ao dia, em 4 sessões de tratamento, respectivamente, no 1º, 2º, 3º e 4º PO. Pacientes dos 3 grupos experimentais também receberam analgesia pós-operatória, com tramadol, usando bombas de PCA, e também foram submetidos a testes de ansiedade e depressão no pré-operatório. O efeito dos tratamentos foi avaliado pela frequência de doses de analgésico solicitadas e liberadas, quantidade de analgésicos consumida e pela intensidade de dor na parede abdominal, medida pelas escalas de avaliação Verbal (VRS), Numérica (NRS) e Visual Analógica (VAS), aplicadas no pré-operatório e nos 4 dias de pós-operatório, antes e após a movimentação/deambulação. Os dados obtidos foram analisados pela Análise de Variância, com nível de significância nos testes de comparações definido para P<0,05 ou 5%. Resultados: Apesar da predominância de mulheres obesas na amostra, não houve diferenças significantes (P>0,05) entre indivíduos dos 3 grupos experimentais em relação à: idade, escolaridade, índice de massa corpórea, níveis de ansiedade e depressão, porte da cirurgia, duração da cirurgia e anestesia, tamanho da incisão, prevalência de complicações da ferida operatória e tempo de internação. Também não houve variações estatísticas entre homens vs mulheres e obesos vs não-obesos, antes da eletroterapia ter-se iniciado (POI), em relação à frequência de solicitações de analgésico à bomba de PCA, doses efetivamente liberadas e dose total diária de analgésico administrada aos pacientes. Iniciada a eletroterapia, pacientes do GCEC e GITD+Zn tiveram frequência de solicitações de analgésico à bomba de PCA e dose total diária de analgésico significantemente menor (P<0,05) que pacientes do GC, a partir do 2º PO, não havendo diferenças significantes entre os dois tratamentos. Um número menor de doses de analgésico efetivamente liberadas pela bomba também foi observado em pacientes do GCEC e GITD+Zn, nos 4 dias de pós-operatório, porém, as diferenças foram estatisticamente significantes (P<0,05), somente no 2º e 3º PO. Na avaliação da intensidade de dor observou-se que homens vs mulheres e obesos vs não-obesos apresentaram respostas diferentes, antes do início da eletroterapia (POI), onde percentual significantemente maior de mulheres (P<0,05) sentiu dor classificada como “moderada”, enquanto homens a classificaram como “leve”, e percentual significantemente maior de obesos (P<0,05) referiu sentir dor de intensidades “moderada”, “intensa” ou “muito intensa” quando comparado com não-obesos. Estas diferenças, porém, não foram observados com as escalas NRS e VAS. Iniciada a eletroterapia, em geral, observou-se que uma percentagem significantemente maior (P<0,05) de pacientes do GCEC e GITD+Zn, avaliados pela escala VRS, referiu não sentir dor ou ter dor leve, tanto no repouso como após a movimentação, nos 4 períodos do pós-operatório, quando comparado com o GC. Com raras exceções, observadas no 1º PO, os resultados obtidos com a CEC não diferiram estatisticamente (P>0,05) daqueles observados com a ITD+Zn. Quando foram aplicadas as escalas NRS e VAS, pacientes do GCEC e GITD+Zn tiveram uma intensidade de dor menor que a observada entre os pacientes do GC, em todos os períodos do PO, tanto em repouso, como após a movimentação. Porém, as diferenças só foram estatisticamente significantes (P<0,05) a parir do 2º PO, após a movimentação do paciente. Não foram observados eventos adversos ou quaisquer complicações com a aplicação da eletroterapia. Conclusões: A aplicação de CEC e ITD+Zn reduz a frequência de doses solicitadas ou liberadas de analgésico, o consumo de analgésico e, também, a intensidade de dor de pacientes submetidos à laparotomia, principalmente nas fases mais tardias do pós-operatório. Os benefícios, em geral, foram mais evidentes a partir do 2º dia de pós-operatório, após a movimentação do paciente. Com raras exceções, a eficácia de ambos os tratamentos no controle da intensidade de dor foi similar. No entanto, amostra maior de pacientes e o uso de outras metodologias de avaliação da intensidade de dor tornam-se necessárias para validar o real efeito da CEC e ITD+Zn como terapêuticas alternativas e/ou de suporte à analgesia convencional. / Purpose: To evaluate the effects of continuous electrical current (CEC) and zinc sulphate administered by transdermal iontophoresis (TDI+Zn) on the analgesic consumption and intensity of pain in patients submitted to elective laparotomies. Methods: 45 adult patients of both genders were randomly assigned to 3 experimental groups, with 15 patients each: CG - Control Group, with simulated treatment of abdominal incisions; GCEC, incisions treated with CEC alone; GTDI+Zn, incisions treated with CEC plus topical administration of zinc sulfate, through TDI. Electrotherapy was applied once a day in the morning, in a total of 4 treatment sessions, during 4 postoperative days. All patients also received postoperative analgesia with tramadol, using PCA pumps. Pain intensity was evaluated by the frequency and analgesic consumption, and by Verbal (VRS), Numerical (NRS) and Visual Analogue (VAS) scales, applied in the preoperative period and in the 4 postoperative days, before and after the movement/walking. Results: There were no statistically significant differences (P>0.05) among groups in relation to: age, schooling, body mass index, anxiety and depression levels, preoperative pain, surgery/anesthesia duration, incision size, prevalence of surgical wound complications, inpatient time, frequency of analgesic requested or released to/by the PCA pump, and total daily dose of analgesic administered in pre-, and immediate postoperative period. GCEC and GTDI+Zn patients had a frequency of analgesic requests to PCA pump and total daily dose of analgesic significantly lower (P <0.05) than CG patients, from the 2nd PO. A smaller number of analgesic doses effectively released by the pump were also observed in GCEC and GTDI+Zn patients in the 4 postoperative days, but the differences were statistically significant (P<0.05), only in the 2nd and 3rd PO. A significantly higher percentage (P<0.05) of GCEC and GTDI+Zn patients reported no pain or mild pain in VRS scale, and when NRS and VAS scales were applied they also had a lower pain intensity than that observed among CG patients, both at rest and after movement, in all periods of PO. However, the differences were only statistically significant (P<0.05) from the 2nd PO, after patient movement. Conclusion: CEC and TDI+Zn reduce analgesic consumption and pain intensity of patients undergoing laparotomy, especially in the later phases of the postoperative period. However, a larger sample of patients becomes necessary to validate the real effect of CEC and TDI+Zn as alternative and/or support for conventional analgesia. There were no differences between the two electrotherapeutic methods in reducing the pain intensity of patients.