Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2013-06-25T18:56:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 311575.pdf: 5522559 bytes, checksum: 9e8349702aedb6c1092590cc5eaa1a81 (MD5) / Este trabalho apresenta um sensor de temperatura CMOS integrado voltado ao monitoramento de hot-spots em circuitos VLSI. Seu funcionamento é baseado no comportamento CTAT (complementar a temperatura absoluta) da tensão de limiar do transistor MOS. Devido a este fato, inicia-se a dissertação apresentando alguns métodos utilizados na extração deste parâmetro através de simulações. Em seguida, medições realizadas em alguns transistores de teste servem para validar os resultados obtidos nas simulações. O projeto do sensor é, então, apresentado detalhando-se seus blocos constituintes separadamente: gerador de corrente específica, comparador e gerador do pulso de saída. Em todos os blocos tomou-se o cuidado para que o consumo total do sensor fosse na ordem de poucas dezenas de microwatts de modo a possibilitar o instanciamento de diversos elementos para o mapeamento térmico de um microprocessador. O gerador de corrente específica foi utilizado para fornecer tanto uma corrente quanto uma tensão de referência. A simulação do sensor completo apresentou um consumo de 18mW no pior caso a 120°C. A área total do sensor foi de 0,006mm² em uma tecnologia de 0,18µm. Medições de três amostras do protótipo fabricado demonstraram que a corrente apresentou discrepância de aproximadamente 5% de chip para chip e, no pior caso, variação de 4% na faixa de 0°C a 100°C. Uma variação máxima de chip para chip de 13mV, a 20°C, foi medida na tensão de referência, apresentando todas as amostras uma faixa dinâmica de 170mV de 0°C a 100°C, com um erro médio máximo na linearidade com respeito à temperatura de 1,87°C na faixa de 20°C a 100°C. / This work presents a CMOS integrated temperature sensor aiming at monitoring hot-spots in microprocessors. Its principle is based on the CTAT dependance of the threshold voltage of the MOS transistor. Therefore, we start showing some threshold voltage extraction procedures with their results being validated through measurements in test transistors. The design of the main sesnsor blocks, namely, specific currente generator, comparator and pulse generator is presented. The total sensor power consumption was kept close to a few of tens of microwatts in order to allow the placement of various sensor elements in a microprocessor. The specific current generator provides both current and voltage references. The simulation indicated a power consumption of 18mW in the worst case at 120°C. The total area was 0.006mm2 in a 0.18um technology. Measurements on three samples showed a chip-to-chip variation around 5% for the reference current and, in the worst case, 4% variation from 0°C to 100°C. The reference voltage presented maximum 13mV at 20°C variation for chip-to-chip and, for 3 samples, a variation around 170mV from 0°C to 100°C and a maximum average linearity error equals to 1.87°C in 20°C to 100°C range.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção / Made available in DSpace on 2013-07-16T01:10:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 225184.pdf: 2207725 bytes, checksum: d7c9aa5e0505e4c8a17b777b486602d4 (MD5) / Este estudo é um processo de reflexão e análise teórico-prática do desempenho ambiental a partir da sustentabilidade do negócio da organização responsável pela implantação da Linha de Transmissão de Joinville - São Francisco do Sul, em 230kV, bem como da organização contratada para a construção da obra. Para o alcance deste intento, os materiais e métodos adotados tiveram seu percurso através de uma revisão da literatura sobre o tema em questão, por meio de uma pesquisa exploratória do tipo de estudo de caso, numa abordagem qualitativa. Na análise dos resultados pôde-se constatar que as práticas ambientais necessitam ser re-elaboradas, por meio do Treinamento Ambiental, o processo de Educação Ambiental e de Cursos de Capacitação dos profissionais envolvidos, para o alcance das melhorias necessárias a sustentabilidade do negócio. Diante disso, desenvolveu-se um projeto da implantação de uma Linha de Transmissão de Energia Elétrica sob a ótica da gestão ambiental, com o intuito de que os projetos futuros possam ter melhores práticas, e que profissionais envolvidos possam estar conscientes frente à preservação ambiental e, para tanto, sugere-se a elaboração de programas ambientais e de treinamento.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2013 / Made available in DSpace on 2013-12-05T22:59:22Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013Bitstream added on 2014-09-24T20:24:39Z : No. of bitstreams: 1 319749.pdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / O presente trabalho relata o estudo da aplicação das técnicas de medição no espaço livre em uma ampla faixa de frequência, que se extende de 30 MHz até 3 GHz, para a caracterização adequada das propriedades dielétricas dos meios materiais. Foi utilizado um sistema de medição portátil que aplica três métodos distintos, à saber: o Método de Transmissão, o Método de Reflexão, o Método de Reflexão Metálica (Metal Back Method), os quais são técnicas não destrutivas e sem contato na caracterização material. Foi realizada uma série de testes, para a verificação do desempenho e da eficácia de cada um dos métodos implementados. Os resultados obtidos em cada método aplicado são apresentados, analisados e comparados a resultados obtidos na literatura técnica. Para o método de transmissão, observou-se uma resposta adequada, principalmente para os testes em frequências acima de 500 MHz, enquanto, para os métodos de reflexão os sistemas de medição portáteis disponíveis, não foram capazes de obter uma resposta adequada, e um instrumental mais complexo, baseado em laboratório torna-se requerido <br> / Abstract: The present work reports the study and application of free space measurement techniques in a wide frequency range, which extends from 30 MHz to 3 GHZ, in order to adequately characterize the dielectric properties of material medium. It was used a measurement system that applies three different methods, such as the Transmission Method, the Reflection Method, Metal Back Method, which are nondestructive and non-contact techniques for material characterization. A number of tests have been realized in order to verify the performance and effectiveness of each method. The results of each method applied are presented, analyzed and compared the results obtained in the technical literature. For the transmission method it was observed an appropriate response, especially for tests at frequencies above 500 MHz, while for the methods of reflection portable measurement systems available, were unable to obtain an adequate response, and an instrumental more complex, based on laboratory becomes required.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2013 / Made available in DSpace on 2013-12-06T00:12:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 319073.pdf: 1262902 bytes, checksum: 56fa916085b19ef278e66d4ab6e31fb4 (MD5) Previous issue date: 2013 / Este trabalho propõe a extensão do método de Coestimação Linear de Estados e Topologia para o modelo completo da rede elétrica, ou seja, o modelo não-linear. O método proposto consiste em estimar conjuntamente as variáveis analógicas e a topologia do sistema de potência. A viabilização deste procedimento é possível mediante a formulação do problema de estimação de estados como um problema de otimização multi-objetivo no qual considera-se tanto os resíduos das medidas analógicas quanto as restrições operacionais relativas aos status dos ramos chaveáveis. Realiza-se a formulação da função custo multi-objetivo combinando o critério dos mínimos quadrados ponderados (MQP), que modela os resíduos das medidas de estimação, e o critério dos mínimos valores absolutos (MVAP), que modela as restrições operacionais impostas pelos dispositivos chaveáveis (abertos/fechados) da subestação. Utiliza-se o método primal-dual de pontos interiores para obter a solução do problema de otimização. O algoritmo proposto é desenvolvido passo a passo para um sistema-teste de pequeno porte. Posteriormente o desempenho e a eficácia da ferramenta computacional são avaliados na aplicação a três sistemas de maior porte, dos quais dois são os sistemas-teste IEEE de 24 e 30 barras, e o terceiro é um sistema real da Companhia Paranaense de Energia Elétrica (COPEL). Os resultados obtidos demonstram que a abordagem considerando o modelo não-linear para a rede elétrica é perfeitamente viável e promissora no que tange à estimação simultânea das variáveis de estado analógicas e da topologia. <br> / This work proposes the extension of the linear state and topology coestimation method to allow its application in connection with a complete, nonlinear model for the electric network. The proposed method consists of jointly estimating analog variables and power system topology. The feasibility of this procedure is achieved by formulating the state estimation problem as a multi-objective optimization problem which considers both the analog measurement residues and the operational constraints related to the switchable branches status. The multi-objective cost function is a combination of the weighted least squares (WLS) criterion based on the estimation residues, and the weighted least absolute value (WLAV) criterion applied to the operational constraints imposed by the statuses of the substation switching devices. The method employs primal-dual interior point method for solving the optimization problem. The proposed algorithm is presented step-by-step by using a small test system. Then, performance and effectiveness of the methodology are evaluated through its application to three larger systems, two of them derived from the IEEE-24 bus and IEEE-30 bus test systems, and a third one based on a real system of the Companhia Paranaense de Energia Elétrica (COPEL). The results demonstrate that State and Topology Coestimation considering a non-linear network model is perfectly feasible and a promising approach for real-time power system modeling.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2014-08-06T17:24:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 322210.pdf: 7948540 bytes, checksum: 6cad810fc9704edbf02b8bd7f7cd9ac4 (MD5) Previous issue date: 2013 / Este estudo envolve o projeto e o desenvolvimento de um dispositivo eletromagnético trifásico para análise de perdas magnéticas em estatores de máquinas elétricas girantes. O trabalho foi amparado por uma revisão bibliográfica que motivou a confecção de uma bancada experimental, desenvolvida pelo GRUCAD em conjunto com a empresa WEG Equipamentos Elétricos. Durante o trabalho são avaliadas principalmente as perdas magnéticas nas chapas de aço para fins elétricos no formato de um estator de um motor elétrico de indução trifásico. São avaliados três fornecedores de um mesmo tipo de chapa de aço, para fins de comparação entre os resultados obtidos por três métodos experimentais diferentes, a saber: quadro de Epstein, ensaio em motores elétricos de indução trifásicos completos e bancada experimental desenvolvida. <br> / Abstract : This study approaches the design and development of a three-phaseelectromagnetic device for analysis of magnetic losses in the stators ofrotating electric machines. It was supported by a literature review thatled to the construction of an experimental bench that was developed byGRUCAD and WEG Electric Equipments company. The proposedmethod allows a faithful evaluation of the magnetic losses taking placein the stator core of a three phase induction motor. For comparativepurposes, three suppliers of the same type of electrical steel sheets areevaluated using three different experimental methods, namely: theEpstein frame test, the no-load test with complete three phase inductionmotor, and the proposed electromagnetic device.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Química, Florianópolis, 2016 / Made available in DSpace on 2016-09-20T05:06:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 340441.pdf: 2618341 bytes, checksum: d6c59c9cd18aa18afee0e5b9c44de7ad (MD5) Previous issue date: 2016 / O presente trabalho trata da utilização de um reator de plasma frio de descarga elétrica de alta tensão estabilizada por fluxo de gás sobre a degradação do corante azo Alaranjado de metila (AM) em solução aquosa.Enfoque é dado nas espécies químicas ativas formadas e nos subprodutos de degradação em função dos diferentes gases plasmogênicos. O estudo da influência dos parâmetros experimentais do sistema de plasma mostrou que a taxa de descoloração do AM é maior em função do aumento da temperatura da solução e da potência elétrica aplicada, enquanto é menor em função do aumento da concentração do AM. Demais parâmetros de funcionamento apresentaram valores ótimos de 10 mm para o gap de descarga, 1,0 L min-¹ para o fluxo de gás, 500 rpm para a agitação da solução e valor de pH igual a 2. Nessas condições, todos os experimentos de descoloração do AM ocorreram segundo um perfil cinético de ordem zero para os três gases plasmogênicos. H2O2 foi produzido em fase aquosa com três diferentes perfis de produção utilizando N2, O2 e Ar na formação do plasma. NO2- e NO3- foram identificados apenas quando se utilizou plasma de N2. Na aplicação do plasma de N2, estima-se que H2O2, NO2- e NO3- participem de um equilíbrio em que H2O2 e NO2- são consumidos na reação de formação do ácido peroxinitroso, o qual, se não consumido, sofre isomerização para ácido nítrico. Experimentos de espectroscopia de emissão ótica revelaram espécies radicalares (H, OH, O), excitadas (Ar*, N2*) e outras mais no espectro de emissão do plasma de Ar. A influência do gás plasmogênico mostrou que a produção de radicais OH e H é maior segundo a ordem: Ar > O2 > N2. A região de maior produção para ambos os radicais se identificou na interface líquido/plasma. A água ativada por plasma foi constatada para os três gases plasmogênicos, sendo que a total descoloração do AM ocorreu apenas na ativação por plasma de N2. Experimentos de cromatografia líquida de alta eficiência revelaram a formação de distintos subprodutos em fase líquida para a degradação do AM em função dos diferentes gases plasmogênicos e em função dos diversos sistemas tamponantes utilizados. Já na fase gasosa foram identificados os subprodutos CO2, N2O, NO, HNO3, NO2 e N2O5 durante a aplicação de plasma de N2; CO2 e NO2 para plasma de O2; e CO2, NO,HNO3, NO2 e N2O5 para plasma de Ar. A quantificação do CO2 produzidoevidenciou que a mineralização do AM seguiu a ordem Ar > O2 > N2,enquanto que a descoloração seguiu a ordem O2 > N2 > Ar, mostrando que descoloração e mineralização são diferentes processos.<br> / Abstract: The present work deals about the use of a high voltage discharge nonthermal plasma reactor stabilized by gas flow on the degradation of the azodye Methyl Orange (MO) in aqueous solution. Focus is given on the active species formation and degradation byproducts according to different plasma feed gases. Study on the influence of experimental parameters ofplasma system shown that the rate of MO decay is higher as the increase of solution temperature and electric power applied, while is lower as the MO concentration is higher. Other experimental parameters presented optimal values such as 10 mm for the discharge gap, 1.0 L min?1 for gasflow, 500 rpm for solution mixing and pH value of 2. Under these experimental parameters, all MO color decay experiments followed a kinetic profile of zero order for the three feed gases used. H2O2 wasidentified in the aqueous phase with three different profiles production using N2, O2 and Ar as feed gases, while NO2- and NO3- were identifiedonly when N2 gas was used. Concerning N2 plasma application, it is estimated that H2O2, NO2- and NO3- participate in an chemical equilibriumin which H2O2 and NO2- are consumed in the peroxynitrous acid formation, which if not consumed, under goes isomerization to nitric acid. Opticalemission spectroscopy experiments revealed radicals (H, OH O),excited atoms and molecules (Ar *, N2 *) and other active species in the Arplasma emission spectrum. Different feed gases showed that the productionof OH and H radicals production is higher in the order: Air> O2 > N2. The region of highest production for both radicals were identified in the interface liquid/plasma. The Plasma Activated Water was observed for thethree feed gases, and the total MO decay occurred only in the N2 plasma activation. Chromatography analysis of the MO degradation in aqueousphase show various and different byproducts according different feed gasesand buffer systems used. In the gas phase CO2, N2O, NO, HNO3, NO2, andN2O5 were identified during the N2 plasma application; CO2 and NO2 forO2 plasma application ; and CO2, NO, HNO3, NO2, and N2O5 for Ar plasma application. Measurements of CO2 in the gas phase showed that the mineralization of MO followed the order Ar> O2 > N2, while the color decay followed the order O2 > N2 > Ar, showing that the color attenuation and mineralization are different processes.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-10-19T12:50:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 338920.pdf: 1796883 bytes, checksum: 1945a5bd1fadcfb6dfc68376a1b6cc66 (MD5) Previous issue date: 2015 / O contínuo aumento da exigência mundial pela utilização racional dos recursos energéticos tem estimulado a busca por sistemas mais eficientes. Consequentemente, fabricantes de máquinas que utilizam sistemas hidráulicos estão substituindo gradualmente o controle resistivo pelo controle conservativo. Um caso de controle conservativo é o uso de bombas acionadas por motores elétricos com capacidade de variar sua velocidade, as chamadas bombas com velocidade variável. Inserido nesse contexto, esse trabalho contempla a análise teórico experimental de um novo modelo de prensa dobradeira sincronizada que realiza o controle de seus dois cilindros hidráulicos por meio de servomotores que acionam as unidades hidráulicas primárias. Essas unidades realizam tanto a função de bombeamento como de motorização ao longo do ciclo operação da máquina e por isso são denominadas de bomba-motor. A análise foi realizada com base em resultados experimentais, nos quais foi possível identificar as condições operacionais críticas. Um modelo do sistema hidráulico da prensa dobradeira foi desenvolvido e implementado no software de simulação numérica Hopsan que, após validado, foi utilizado para a proposição de duas propostas de modificação do circuito hidráulico visando a melhoria do desempenho estático e dinâmico. A primeira proposta permite que a bomba-motor opere com sucção em pressões manométricas positivas, enquanto que a segunda não interfere no tempo do ciclo de operação na máquina. Dentre os benefícios de ambos circuitos está a mitigação de choques hidráulicos. O desempenho da máquina foi, portanto, aprimorado com poucas mudanças no circuito. A pesquisa foi realizada combinando esforços entre a fabricante de equipamentos, Sorg Ind. e Com. de Máquinas, a fornecedora de sistemas hidráulicos, Argo-Hytos AT Fluid Power Systems Ltda., e a universidade, por meio do LASHIP - Laboratório de Sistemas Hidráulicos e Pneumáticos - da Universidade Federal de Santa Catarina.<br> / Abstract : The continuous increase in worldwide demand for the rational use of energy resources has spurred the pursuit for more efficient systems. Machine manufacturers are therefore gradually replacing the resistive control in hydraulic systems for conservative control. An option of conservative control is the use of pumps driven by electric motors with the capacity to vary its speed, known as variable-speed pumps. In this context, this work features the theoretical and experimental analysis of a new synchronized hydraulic press brake. The hydraulic cylinders of the studied machine are controlled by servomotors that drive the primary hydraulic units. These units perform both pumping and motoring functions along the machine operation cycle and are hence named as pump-motor. The critical operating conditions were identified by analysis based on experimental results. A model of the press brake hydraulic system has been developed and implemented in the numerical simulation software known as Hopsan. Subsequently validation, the model was employed to propose two circuit modifications and to evaluate the increase in the dynamic and static performance. The main benefits of the new circuits are the mitigation of hydraulic shocks and appropriate pressure level for the pump-motor suction line and thus avoiding cavitation. The machine performance is hence enhanced with few changes in the circuit. The study was conducted by combining efforts between the machine manufacturer, Sorg Ind. e Com. de Máquinas, the hydraulic systems supplier, Argo-Hytos AT Fluid Power Systems Ltda., and the university, by means of LASHIP - Laboratory of Hydraulic and Pneumatic Systems - of Federal University of Santa Catarina.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-20T20:58:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 195467.pdf: 10891627 bytes, checksum: 2d272303ea5934ed0cb65010246742df (MD5) / Diversos trabalhos têm sido desenvolvidos com o objetivo de melhor compreender o comportamento dos materiais magnéticos submetidos a campo rotacional. A medição e modelagem deste comportamento visam contribuir no desenvolvimento de equipamentos como máquinas rotativas. O objetivo final deste trabalho é estudar os principais métodos de medição de perda eletromagnética para aço elétrico submetido a campo rotacional. Inicialmente, é apresentada uma revisão dos métodos encontrados na literatura, analisando suas vantagens e desvantagens. A seguir, dois métodos são escolhidos para implementação e avaliação prática. Com a utilização de um dinamômetro com mancais de baixa perda mecânica é implementado o método de medição do torque, que apesar de trabalhoso apresentou bons resultados. Uma bancada de teste rotacional de chapa única é desenvolvida para a avaliação do método de sensor de campo. Os resultados obtidos comprovam que este é um método muito promissor na análise de perdas rotacionais.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-20T23:16:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 199328.pdf: 2272968 bytes, checksum: 3be5c8cd446179c27dc5e64fe2a8a28b (MD5) / Esta tese apresenta propostas para o aumento da margem de estabilidade transitória pós-falta de sistemas elétricos com grande integração de parques eólicos, que incluem o uso do controle do ângulo de passo nos sistemas eólicos de velocidade fixa, e dos geradores assíncronos duplamente excitados com conversores estáticos bidirecionais conectados ao enrolamento do rotor (DFIG) nos esquemas eólicos de velocidade variável. O modelo físico dos parques eólicos, consistindo de um grande número de turbinas eólicas, foi implementado através de uma ferramenta de simulação dinâmica original, desenvolvida no ambiente computacional MATLABTM. O primeiro estágio no processo de simulação foi modelar os componentes individuais do sistema com um grau apropriado de complexidade. Para validação dos modelos desenvolvidos e do software foram realizadas simulações computacionais utilizando uma rede elétrica de distribuição do IEEE, em duas configurações distintas. A partir dos resultados obtidos, foi demonstrado que a estabilidade pós-falta dos aerogeradores pode ser aumentada pela redução temporária da potência mecânica das turbinas nos sistemas eólicos de velocidade fixa. Através do uso do controle do ângulo de passo, o balanço entre os torques mecânico e elétrico é mantido, o que resulta no aumento da estabilidade transitória dos geradores eólicos. Para redes elétricas com grande integração de parques eólicos, é demonstrada a diferença significativa existente entre os comportamentos transitórios dos sistemas eólicos de velocidade variável que adotam o DFIG, em relação aos sistemas eólicos de velocidade fixa com geradores de indução em gaiola. Esta diferença de comportamento se deve à capacidade dos dois reguladores de corrente do rotor do DFIG em controlar o torque elétrico e a potência reativa da máquina eólica. Tal aspecto é claramente observado após a ocorrência de faltas severas na rede, como curto-circuito. É também considerada a influência dos geradores eólicos de velocidade fixa e variável, na margem de estabilidade transitória dos geradores síncronos conectados à rede elétrica.Os resultados apresentados confirmam a eficácia das estratégias de controle adotadas.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-21T03:34:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 196033.pdf: 1694864 bytes, checksum: 6c5afcd55ffbacb168561cc033a5810d (MD5) / Este trabalho aborda o desenvolvimento e a implementação de um método de análise de dispositivos eletromagnéticos considerando o circuito de alimentação. A modelagem do dispositivo eletromagnético é realizada usando o método de elementos finitos tridimensional e o equacionamento do circuito é feito em variáveis de espaço de estados. Um acoplamento forte entre os dois sistemas de equações é conseguido utilizando as grandezas comuns a ambos, isto é: as correntes e as tensões nos enrolamentos do dispositivo eletromagnético. O movimento do rotor é modelado através do método da banda de movimento no qual uma alocação dinâmica das condições de periodicidade ou anti-periodicidade é realizada. A validação das ferramentas desenvolvidas neste trabalho foi obtida utilizando-se três tipos de máquinas a ímãs permanentes com topologias de fluxo radial, axial e transversal.