Orientador: Fernando Pinhabel Marafão / Coorientador: Wesley Angelino de Souza / Banca: Renato Moraes Silva / Banca: Eduardo Paciência Godoy / Resumo: As redes inteligentes de energia indicam para uma nova arquitetura dos sistemas de distribuição de energia elétrica, a qual deve se consolidar nas próximas décadas, em um cenário repleto de dispositivos e sistemas dotados de "inteligência". Atualmente, os medidores inteligentes de energia possibilitam a integração e comunicação dos dispositivos em uma rede de dados, propiciando a concepção de uma rede inteligente de energia. Neste contexto, o medidor cognitivo de energia vem sendo apresentado como a evolução do medidor inteligente de energia e tem como diferencial a capacidade de desagregação de cargas, que do ponto de vista de redes inteligentes de energia pode fornecer informações importantes para sua operação. Assim, esse trabalho propõe uma metodologia de desagregação de cargas para o medidor cognitivo de energia em um cenário com cargas monofásicas, bifásicas e trifásicas. O estudo inclui a criação de uma base de dados para cargas bifásicas, implementação de um sistema de monitoramento / detecção de eventos com identificação das fases ligadas ao evento e o processo de classificação do KNN, que a partir da base de dados consegue desagregar as cargas nesse novo cenário / Abstract: The smart grids point us a new architecture of electrical power distribution systems, which must be consolidated in the next decades, in a scenario full of devices and systems that bring us a new level of intelligence. Currently Smart meters enable the integration and communication of devices in a data network, enabling the design of a smart grid. In this context, the cognitive energy meter has been presented as the evolution of the smart power meter, and it has as differential the capacity of load disaggregation, which for smart grids can provide relevant information for its operation. Thus, this work presents a study on the application of load disaggregation techniques using a non-intrusive monitoring system for the two-phase and three-phase residential installations. The study includes the creation of a database for two-phase loads, implementation of an event monitoring / detection system with identification of phases related to the event and the classification process of KNN, which from the database can disaggregate loads in this new scenario / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:13Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-11-24Bitstream added on 2014-06-13T18:48:40Z : No. of bitstreams: 1 cassettari_ll_me_botfm.pdf: 958356 bytes, checksum: 4b8434476e8322b42c2108913b576141 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O diabetes mellitus é considerado um dos mais importantes fatores ligados aos defeitos da cicatrização tecidual, pois é capaz de alterar as propriedades biomecânicas e o metabolismo do colágeno das feridas cirúrgicas, predispondo às hérnias, deiscências e infecções no pós-operatório. Com objetivo de minimizar este problema, atualmente tem sido dada ênfase a aplicação de recursos terapêuticos capazes de aumentar a circulação sanguínea no território lesado, especificamente na pele. Dentre estes recursos destaca-se a iontoforese transdermal, que consiste na introdução de íons de sais solúveis para dentro dos tecidos do corpo, por meio da corrente elétrica contínua. Dentre esses sais, o zinco tem particular interesse, haja vista que é uma ortomolécula que é parte integrante da insulina, atua no metabolismo glicídio e do colágeno e, portanto, está intrinsecamente relacionado ao processo de reparação tecidual. Assim, este estudo visou a avaliar os efeitos da técnica eletroterápica isolada ou em adjuvância ao zinco, sobre a cicatrização da ferida cirúrgica realizada na pele de ratos diabéticos, tendo como parâmetro de comparação ratos normais de mesma idade e período de seguimento. O presente projeto de pesquisa teve o seguinte objetivo: Avaliar os efeitos da corrente elétrica contínua, isolada ou em associação ao zinco, administrado por meio da iontoforese transdermal, sobre a resistência mecânica e o conteúdo de hidroxiprolina de cicatrizes realizadas da pele de ratos diabéticos aloxânicos, tendo como referência ratos normais não-diabéticos submetidos aos mesmos procedimentos cirúrgicos e terapêuticos. Foram analisados 6 grupos de ratos, com 40 animais cada, submetidos à incisão cirúrgica na região anterior do abdome, assim distribuídos: G1- Grupo normal sem tto; G2 – Grupo diabético sem tto; G3 – Grupo não-diabético... / Diabetes Mellitus is considered to be one of the main factors related to tissue healing defects as it can change the biomechanical properties and metabolism of collagen in surgical wounds, thus predisposing to hernias, dehiscence and infections in the postoperative period. With the purpose to minimize such problem, emphasis has been presently given to the use of therapeutic resources that can increase blood circulation in the wounded area, specifically in the skin. Among such resources, transdermal iontophoresis stands out. It consists in the introduction of soluble salt ions into body tissues by means of continuous electric current. Of these salts, zinc is of particular interest, since it is an orthomolecule that forms insulin, participates in the metabolism of sugars and collagen, and is, therefore, intrinsically related to the tissue healing process. Hence, this study aimed at evaluating the effects of electrotherapeutic therapy, used isolatedly and adjuvantly with zinc, on the healing of surgical wounds in the skin of diabetic rats, using same-age normal rats and a similar follow-up period as comparison parameters. This research project had the following objective: To evaluate the effects of continuous electric current, isolated or in association with zinc, administered by means of transdermal iontophoresis, on the mechanical resistance and hydroxyproline content in healing wounds made in the skin of aloxanic diabetic rats by using non-diabetic rats submitted to similar surgical and therapeutic procedures as reference. Six groups of rats were analyzed. Each group consisted of 40 animals submitted to surgical incision in the anterior region of the abdomen. The animals were distributed as follows: G1- Normal group without tto; G2 – Diabetic group without tto; G3 – Treated non-diabetic group-CEC; G4 – Treated diabetic group-CEC; G5 – Treated nondiabetic group-Zn; G6- Treated... (Complete abstract click electronic access below)

Orientador: Luís Carlos Origa de Oliveira / Co-orientador: João Luiz Afonso / Co-orientador: Priscila da Silva Oliveira / Banca: Júlio Borges de Souza / Banca: Falcondes José Mendes de Seixas / Banca: Arnulfo Barroso de Vasconcellos / Resumo: Com vistas à mitigação das distorções harmônicas, sempre que possível, são adotadas medidas operacionais relacionadas à adequação das cargas geradoras de harmônicas, fazendo-se uso de tecnologias menos poluentes, multiplicação do número de pulsos em instalações conversoras de grande porte, alteração da topologia das redes elétricas, entre outras. Ocorre, que, em diversas vezes, tais medidas são inviáveis sob o ponto de vista econômico, ou mesmo insuficientes para garantir o funcionamento adequado do sistema e/ou atender os limites estabelecidos pelas normas e recomendações técnicas. Nesses casos, torna-se indispensável o uso de equipamentos especiais para atenuação de distorções harmônicas. O uso de filtros e dispositivos de compensação constituem as técnicas mais aplicadas para redução das componentes harmônicas. Essas técnicas podem ser separadas em dois grandes grupos, dependendo do modo operacional, ativo ou passivo, sendo ambos amplamente conhecidos e aplicados nos mais distintos setores da engenharia. Considerando a aplicação de estruturas compensadoras em sistemas elétricos a quatro fios com carregamentos monofásicos não lineares, apresenta-se nesta tese um novo arranjo de compensação harmônica que incorpora simultaneamente filtragem ativa e passiva, e que apresenta todas as funcionalidades no que tange à compensação harmônica de um filtro ativo de quatro braços. Nessa perspectiva, a filtragem harmônica das componentes de sequências positiva e negativa é realizada por um filtro ativo de três braços, enquanto que, a filtragem das harmônicas homopolares fica atribuída ao supressor eletromagnético de sequência zero. Considerando o mesmo nível de potência a ser processado, presume-se que os custos dos dispositivos eletromagnéticos sejam menores quando comparados aos dispositivos de estado sólido, notadamente as chaves eletrônicas e ... / Abstract: With a view to mitigate harmonic distortion, whenever possible are adopted operational attitudes related to the suitability of harmonic generating loads, making use of cleaner technologies, multiplying the number of pulses in large converting installations, changes in electric grid topology, among others. Occurs that, in several times, such attitudes are not feasible under the economic point of view or even insufficient to ensure proper system operation and/or meet the limits set by standards and technical recommendations. In these cases, it becomes necessary to use special equipments to mitigate harmonic distortion. The use of filters and compensation devices constitute the techniques applied to reducing harmonic components. These techniques can be separated into two major groups, depending on the operating mode, active or passive, both widely known and applied in the most diverse sectors of engineering. Considering the expectation of compensating structures application in four-wire electrical systems with single-phase nonlinear loads, this thesis presents a new arrangement of harmonic compensation that incorporates both active and passive filtering, and that presents all the features regarding the harmonic compensation of a four-arm active filter. In this perspective, the harmonic filtering of positive and negative sequences components is performed by a three-arm active filter, while the filtering of zero sequence harmonics is attributed to the electromagnetic zero sequence suppressor. Considering the same power level to be processed, it is assumed that the costs of electromagnetic devices are smaller when compared to solid state devices, notably the electronic switches and sensors, which can be eliminated of the four-arm active filter when the responsibility to compensate homopolar harmonic is of the electromagnetic suppressor, which is a robust and reliable device. This thesis, therefore, ... / Doutor

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:51Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-06-25Bitstream added on 2014-06-13T20:40:37Z : No. of bitstreams: 1 brito_mag_dr_ilha.pdf: 5064752 bytes, checksum: 82cb4f68cac0b9124f16164ae4f2e99d (MD5) / Esta proposta de tese se baseia na necessidade atual e tendência mundial na busca por sistemas cada vez mais eficientes e que se baseiem em fontes de energia alternativas menos poluentes, renováveis e que produzam pouco impacto ambiental. Desta forma, são desenvolvidos sistemas de geração de energia elétrica de pequeno porte baseado em painéis solares fotovoltaicos. Com o intuito de aumentar o rendimento e a densidade de potência dos sistemas, são apresentadas novas estruturas de inversores monofásicos e trifásicos integrados para aplicação como sistemas isolados e/ou conectados à rede de distribuição em corrente alternada (CA), operando como sistemas de geração distribuídos. Os inversores integrados são apresentados com o intuito de substituir os usuais sistemas de conversão de energia a duplo estágio. Incorporado aos inversores integrados são implementados métodos e dispositivos para extração da máxima potência possível dos painéis fotovoltaicos (algoritmo de MPPT), aumentando assim o aproveitamento de energia advinda destes painéis. Além disso, em virtude da necessidade de conexão segura destes sistemas à rede de distribuição de energia elétrica em corrente alternada, são realizadas análises e a implementação de métodos de sincronismo com a rede de CA em baixa tensão; além da análise e síntese de métodos híbridos para detecção e gestão do efeito de ilhamento, a fim de garantir a segurança do sistema. O controle dos conversores e as técnicas de MPPT, gestão e detecção de ilhamento, bem como de sincronismo com a rede em CA são implementadas de forma digital, com o objetivo de propiciar maior flexibilidade na concepção das lógicas de controle adequadas às aplicações propostas. Finalmente, destaca-se que o trabalho trouxe contribuições significativas para a melhoria na implementação... / This work is based on the actual necessity and world tendency for high-efficiency systems based on renewable energy sources which are less pollutant and produces little environmental impact, and, for this purpose, it is developed some photovoltaic electrical generation systems to operate as a small distribution generation system (DG). With the purpose to increase efficiency and power density, new single-phase and three-phase integrated inverter topologies are presented for operating as stand-alone and/or grid-connected systems. The main idea of these inverters is the replacement of the conventional two-stage cascaded solutions. Main maximum power point tracking techniques are implemented and tested in order to increase energy utilization. Furthermore, because of safe-operation grid connection necessities this work presents analysis and implementation of active and hybrid anti-island detection techniques and synchronization methods with the AC low voltage grid. The converters control system and MPPT techniques, anti-island detection and management system together with the synchronization are implemented digitally, with the purpose of increasing flexibility for the overall control circuitry. Finally, this work has presented significant contributions regarding the P&O and IC based on PI MPPT techniques and has presented the integration procedures in order to obtain new families of single and three-phase inverters. Moreover, this is the first thesis that has presented the tri-state three-phase inverters injecting power into the grid. These inverters have inovations at its control and modulation that permit the input to... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2016-05-17T16:51:41Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-10-20. Added 1 bitstream(s) on 2016-05-17T16:55:28Z : No. of bitstreams: 1 000864141.pdf: 2474920 bytes, checksum: 0df8cf23c83271ed498848b27a4c4cdc (MD5) / Com a motivação existente pela necessidade de crescimento das novas fontes de energia alternativas, bem como pelos avanços das tecnologias para os sistemas de conversão de energia, o presente estudo propõe a utilização do conversor integrado três estados Buck-Boost monofásico para o aproveitamento da energia proveniente dos sistemas solares fotovoltaicos. Os sistemas de painéis fotovoltaicos fornecem tensões contínuas, contudo, a grande maioria de aparelhos ou cargas de uso domiciliar necessita de tensões alternadas, com valores eficazes nominais de 127 V ou 220 V, no Brasil. Isso leva à necessidade do estudo de estruturas conversoras CC-CA, conhecidas como inversores. Considerando que as tensões alternadas fornecidas pelos inversores encontram-se dependentes do valor máximo da tensão de entrada, é indispensável a inclusão de um estágio elevador no sistema geral, antes de fornecer energia para as cargas, resultando, assim, em uma redução no rendimento, devido à quantidade de componentes, ao aumento de peso e ao volume. Nesta dissertação, o inversor estudado realiza, em uma única estrutura, a função do estágio elevador ou redutor, garantindo níveis reduzidos de distorção harmônica na corrente injetada e tensão de saída no modo ilhado, com um bom rendimento, fornecendo energia para cargas conectadas em modo de operação ilhado ou conectado à rede. Neste conversor, o sistema de chaveamento de três estados proporciona uma melhora das características dinâmicas. A adição do terceiro estado simplifica o controle por modo tensão, na medida em que elimina o zero presente no semiplano direito da função de transferência do conversor Buck-Boost convencional. Para o desenvolvimento das estratégias de controle, adotou-se o modelo matemático por valores médios instantâneos, em espaço de estados. Adicionalmente, foi realizada uma revisão e avaliação de alguns dos algoritmos de MPPT (Maximum Power Point... / The current motivation of growing need for new alternative energy sources, as well as by improvements in technologies for energy conversion systems, this study proposes the use of the single-phase tri-states Buck-Boost integrated converter for the use of energy from solar photovoltaic systems. Photovoltaic systems provide DC voltages and, on the other hand, the large majority of machines or domestic use loads require alternating voltage with RMS values of 127 V or 220 V in Brazil. This points out to the need to study of DC-AC converter structures, known as inverters. Due to the limitation that the alternating voltage supplied by the inverters are dependent on the maximum value of the input voltage, the inclusion of an elevator stage in the general system is necessary, before providing power to the load, thus resulting in a reduction in the performance by the number of components, increased weight and volume. In this dissertation, the studied inverter performs, in a single structure, the functions of the elevator stage or reducer stage, also performs the continues in alternating voltage conversion function, ensuring reduced levels of harmonic distortion in the current injected to the main grid and the output voltage in islanding mode, with an increase performance in the output voltage, and that should provide power to loads connected in both modes islanding or grid connected. In the presented converter, the switching system of three states has improved the behavior of dynamic characteristics due to the addition of the third estate, simplifying the control by eliminating the zero present in the right half-plane of the transfer function of Buck-Boost inverter, controlled in voltage mode. For the development of control strategies is adopted the mathematical model for instantaneous average values. The modeling of the structure is made by the mean values method in the state spaces. Additionally, is carried out a review and assessment of some ...

Orientador: Fernando Pinhabel Marafão / Coorientador: Wesley Angelino de Souza / Banca: Andre Augusto Ferreira / Banca: Eduardo Paciência Godoy / Resumo: Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um medidor cognitivo de energia elétrica, enfatizando sua aplicação para avaliação da eficiência energética e consumo padrão de eletrodomésticos classificados pelo PROCEL e de acordo com a Etiqueta Nacional de Conservação de Energia. Para tal, é proposta uma metodologia de desagregação do consumo de energia que possibilita estimar o consumo individual de cada eletrodoméstico em uma residência. Os eletrodomésticos são classificados e identificados a partir de indicadores que caracterizam a operação de um equipamento, sendo calculados através das formas de onda de tensão e corrente e da Teoria de Potência Conservativa (CPT). Com isso, foi criada uma base de dados composta por indicadores de diversos eletrodomésticos para que se pudesse identificá-los a partir do algoritmo K-enésimo vizinho mais próximo (KNN). Tendo em vista o engajamento do consumidor residencial em relação aos seus hábitos de consumo, o trabalho proposto faz uso do medidor cognitivo de energia elétrica para fornecer recomendações e diagnósticos sobre os eletrodomésticos utilizados na residência. Por fim, o teste do protótipo possibilitou validar a metodologia proposta, estabelecendo um novo conceito e aplicação de medidores inteligentes de energia. / Abstract: This work presents the development of a cognitive energy meter, emphasizing its application to evaluate the energy efficiency and standard appliances consumption classified by PROCEL and according to the National Energy Efficiency Labeling. For this purpose, an energy consumption disaggregation methodology is proposed, which makes possible to estimate the individual consumption of each appliance in a house. Appliances are classified and identified by indicators that characterize the operation of an equipment, being calculated through voltage and current waveforms and by the Conservative Power Theory (CPT). Thus, a database composed of indicators of several household appliances was created so that they could be identified using the K-nth nearest neighbor (KNN) algorithm. Considering the engagement of the residential consumer in relation to their consumption habits, the proposed work makes the use of the cognitive energy meter to provide recommendations and diagnoses about the appliances used in the residence. Finally, the prototype validated the proposed methodology, establishing a new concept and application of smart energy meters. / Mestre

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T23:49:43Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T17:08:35Z : No. of bitstreams: 1 174289.pdf: 5421151 bytes, checksum: aed199fbd9c083a4a9c6f7a5045ce403 (MD5) / Esta dissertação tem por objetivo apresentar o resultado de estudo de um modelo de caracterização de envelhecimento de equipamentos - Metodologia TCE, como mais uma ferramenta no que diz respeito ao gerenciamento da vida de equipamentos elétricos. Para este fim o estudo compara os métodos utilizados pela Light Serviços de Eletricidade S. A., quanto à avaliação do estado de degradação dos seus transformadores de potência através de análise do estado dos materiais isolantes, com a metodologia de caracterização de envelhecimento de equipamentos - Metodologia TCE, que compreende a realização de vários testes estatísticos baseados em distribuições de probabilidade com características de envelhecimento. Também nesta dissertação, é apresentado uma análise de custo / benefício, de forma a identificar o momento a ser tomado para a substituição ou renovação dos transformadores estudados bem como realizada uma análise de qual alternativa optar, se pela substituição ou renovação dos referidos equipamentos. Pelo estudo realizado, observa-se que a Metodologia TCE pode ser utilizada como mais uma ferramenta na determinação do estado de degradação dos transformadores de potência em conjunto com os métodos atualmente praticados pelas concessionárias e fabricantes deste equipamentos.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T23:52:41Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T18:44:00Z : No. of bitstreams: 1 176593.pdf: 3385811 bytes, checksum: aec7cf7e8ff04b76862fa140b157af41 (MD5) / Este trabalho se concentrou na andlise, simulagdo e experimentagdo de um inversor em ponte completa para realizar o teste de burn-in de reatores eletr6nicos utilizando-se o concerto de reciclagem de potência. A estrutura proposta substitui o banco de resistores, que tradicionalmente é utilizado pelos fabricantes neste tipo de teste, drenando a corrente de carga exigida, mas apresentando a vantagem de que a maior parte da energia devolvida para a rede. A corrente devolvida para a rede apresenta baixa taxa de distorção harmonica e alto fator de potência. Dessa forma, o teste pode ser realizado com um consumo bem menor de energia elétrica. Finalmente concluiu-se que a reciclagem de potência aplicada ao teste de burn-in de reatores eletrônicos mostrou-se bastante atraente tanto sob o aspecto econômico como também ecológico, seguindo a tendência atual da busca de otimização no uso dos recursos energéticos disponiveis.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-18T00:27:41Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T18:44:14Z : No. of bitstreams: 1 176599.pdf: 3725737 bytes, checksum: 5beaf74bdd944c14e49b8c38bba815a2 (MD5) / Este trabalho apresenta uma síntese de algumas estruturas conversoras de energia monofásica em trifásica. Inicialmente, faz-se uma divisão de estruturas capazes de regenerar energia e com fator de potencia elevado com estruturas que ndo tem a possibilidade de regenera@,qo de energia e conformaqdo da corrente de entrada senoidal e em fase com a tensdo de entrada. Sdo mencionadas as principals caracteristicas positives e negatives de cada topologia. A seguir, apresenta-se a andlise te6rica de uma estrutura capaz de realizar a conversdo de uma rede de alimentagdo monofdsica em trifdsica, sendo esta estrutura dividida em sua parte retificadora e a sua parte inversora. Demonstra-se os principios de operaqdo, o equacionamento dos esforgos de tensdo e corrente bem como o seu procedimento de projeto. Ao final, tem-se os resultados de simulaqdo e experimentais para um converser monofdsico - trifdsico de 2 kVA, comutando a uma freqii8ncia de 20 kHz.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-18T00:59:22Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T18:45:10Z : No. of bitstreams: 1 182239.pdf: 4426878 bytes, checksum: 85f08d8cd86db634a6d92cbdfba27250 (MD5) / Este trabalho apresenta o estudo do inversor Três Níveis, também conhecido como inversor com ponto neutro grampeado, da sigla inglesa N.P.C. Inicialmente, são explicados os princípios de funcionamento do inversor, através da utilização da estratégia de modulação por largura de pulso único. A seguir, são apresentadas e comparadas qualitativamente as demais técnicas de modulação existentes na literatura, para aplicação ao inversor Três Níveis. É apresentada a análise teórica, primeiramente demonstrando o equacionamento dos esforços de corrente nos interruptores do inversor, desconsiderando as comutações. Em seguida, a aplicação da técnica passiva de comutação suave, conhecida como Snubber de Undeland (modificado), é explorada detalhadamente. Ao final, tem-se os resultados da experimentação de um inversor de 10 kVA, comutando a uma freqüência de 20 kHz. Diante dos resultados apresentados, são mencionados os efeitos causados pelos componentes parasitas existentes em um circuito real. São, também, comentados os aspectos positivos e negativos da utilização do snubber ao inversor.