Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2012-10-23T01:56:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 245030.pdf: 3447901 bytes, checksum: 99f53a5fa0a947f1e3e82f25aeeae31d (MD5) / Esta dissertação apresenta a implementação de controle vetorial de gerador de indução duplamente alimentado com escovas aplicado em sistemas eólicos em velocidade variável. É realizada uma análise da modelagem do gerador nos eixos de referência ortogonais dq e são apresentadas as etapas integrantes do controle vetorial. A estratégia de controle do gerador é implementada num sistema microcontrolado baseado no microcontrolador SH 7047 da Renesas. São apresentados aspectos práticos da implementação e resultados experimentais para um sistema eólico baseado no gerador de indução duplamente alimentado com escovas de 3 kW, 380 V, 60 Hz.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T02:05:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 239912.pdf: 2357297 bytes, checksum: 609739dabaa3016b24068e515a4ea9ad (MD5) / O planejamento da operação de curto prazo tem como objetivo principal estabelecer as estratégias individuais de geração das usinas que minimizam o custo total de operação esperado. Esse problema é caracterizado por ser de natureza linear (as não-linearidades associadas a esse tipo de problema, como, por exemplo, a função de produção das usinas hidrelétricas, são modeladas de forma linear), estocástico e de grande porte, o que requer a aplicação de métodos de otimização estocástica à estrutura do problema de modo a propiciar a apuração eficiente dos resultados com um tempo computacional aceitável. Nesse contexto, este trabalho tem como foco principal analisar, de forma comparativa, o desempenho de diferentes metodologias de otimização estocástica quando aplicadas ao problema de curto prazo. A primeira estratégia é composta pela representação do modelo estocástico por meio de um único modelo de Programação Linear. Por sua vez, as duas outras estratégias fazem uso de métodos de decomposição: a Programação Dinâmica Dual Estocástica - PDDE e a Relaxação Lagrangeana Estocástica - RL. A PDDE é a metodologia utilizada para o problema em destaque no caso brasileiro. Este trabalho utiliza uma configuração hidrotérmica baseada em dados reais, respeitando as premissas básicas dessa etapa do planejamento, o que possibilitou uma análise coerente dos resultados no tocante à qualidade das soluções e desempenho computacional das metodologias. Análises de sensibilidade do problema no que diz respeito ao tamanho dos cenários utilizados, características da demanda e modelo da função de produção das usinas hidrelétricas também são apresentadas.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T02:23:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 239916.pdf: 3654550 bytes, checksum: 1f92a33f550052df2da52c8f278794e3 (MD5) / O presente trabalho aborda o desenvolvimento e os testes de um protótipo de sistema de gerenciamento eletrônico e de um ambiente de calibração para motores mono-cilíndricos de pequeno porte (com potência nominal inferior a 20kW). O trabalho foi realizado visando a atender o requisito de redução dos custos associados à implantação de sistemas de gerenciamento para substituição dos carburadores em motores dessa classe. As soluções tecnológicas adotadas utilizam componentes de baixo custo e com pronta disponibilidade no mercado brasileiro. Foi desenvolvido o sistema de gerenciamento junto com as adaptações necessárias em um motor de teste, assim como o ambiente de para sua calibração. O ambiente é composto por uma bancada de testes e um sistema de aquisição de dados desenvolvido para a aplicação. Foram realizados ensaios para coleta de dados e avaliação do comportamento do motor e do sistema de gerenciamento. A partir desses dados, o comportamento do motor foi aproximado pela identificação de modelos lineares com estrutura fixa e valores de parâmetros variáveis do tipo gain scheduling. A modelagem de algumas variáveis do motor é suficientemente encorajadora para o uso de sensores por software, dispensando o uso de sensores reais e reduzindo o custo de implantação de tal sistema.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T02:28:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 247084.pdf: 2378376 bytes, checksum: fb927e58d0801adb1bf8c858de628e1b (MD5)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T02:53:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 241202.pdf: 4922865 bytes, checksum: a729e13f57ae1211f2b6b63a501703c6 (MD5) / Neste trabalho é apresentada uma metodologia de modelagem do retificador boost com alto fator de potência baseado na teoria clássica de controle. Ela permite explicar o funcionamento e as diferenças existentes entre as principais técnicas de controle, onde é mostrado que a tensão de entrada deve ser incluída no modelo linear da malha de corrente. Verifica-se que é possível empregar a tensão de entrada como um sinal de controle e não como perturbação. Segundo a metodologia apresentada existem dois tipos de controle para a malha de corrente, os quais são: controle por realimentação com referência e controle por realimentação direta (sem referência), esta última denominada como one cycle control segundo [15]. Quando é aplicada, a realimentação direta faz com que o retificador seja visto como uma carga linear pela fonte de entrada, sendo esta uma resistência equivalente. Finalmente é proposta uma técnica de controle, para a malha externa de tensão baseada no multiplicador como meio para variar a resistência apresentada à rede.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T03:14:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 247094.pdf: 2082119 bytes, checksum: 4c3bfa727cd94f4a4941a467d56542bf (MD5) / Esta dissertação estabelece as equações necessárias para o cálculo dos ruídos excitados magneticamente, irradiados através de vibrações do pacote de chapas do es tator de motores de indução monofásicos de gaiola. O método apresenta um roteiro de cálculo do espectro das ondas har mônicas de magnetização no entreferro em motores de indução monofásicos funcionando com somente uma bobina principal energizada ou com dois enrolamentos junto com um c apacitor permanente na bobina auxiliar funcionando como um motor bifásico. Primeiro calcu lamos as diversas componentes dos ha rmônicos de enrolamento do estator e rotor, as ha rmônicas de saturação, as harmônicas decorr entes das excentricidades. Utilizando o tensor de Maxwell são determinadas as forças radiais que produzem as deformações radiais do estator. As freqüências naturais de vibração do pacote do estator são calculadas para se obter os fatores de ressonância com a sua respectiva deformação plástica amplificada ou amortecida. Finalmente é determinada a potência ou pressão sonora na superf ície externa do p acote de chapas do estator e a um metro de distância onde é calculada a pressão sonora com a tenuação para a escala de atenuação A de percepção do ouvido hu mano. Para a validação da metodologia apresentada foi desenvolvido um programa em Fo rtran que calcula o ruído global assim como as suas componentes espectrais o que foi comparado com o ensaio em cinco diferentes motores abrangendo motores de: 2 pólos tipo PSC; motor es de 4 e 6 pólos tipo Split -Phase.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T03:39:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 240188.pdf: 2014557 bytes, checksum: 3bef5690397da6d8c8f8b79c5c40c016 (MD5) / O presente trabalho aborda o estudo e a implementação de um filtro ativo paralelo monofásico, utilizado para correção do fator de potência de cargas com elevado conteúdo harmônico de corrente. No início do trabalho é apresentada uma introdução com algumas características e a necessidade de se empregarem estruturas # filtros ativos # como corretivo de cargas que comprometem a qualidade da energia elétrica. O primeiro capítulo faz um estudo sobre o tipo de carga, modulação, estrutura do filtro ativo e a escolha dos compensadores para as malhas de corrente e tensão. O capítulo 2 destina-se ao projeto dos elementos passivos do estágio de potência e apresenta uma metodologia de projeto para as malhas de controle de corrente e tensão. Antes da implementação prática do protótipo fez se necessária a análise de alguns resultados de simulação, bem como o dimensionamento dos elementos ativos e a programação do microcontrolador, o que será apresentado no capítulo 3. Por fim, para a comprovação prática de toda a teoria, implementou-se um protótipo de 8kVA, cujos resultados são apresentados e devidamente comentados no capítulo 4. The present work approaches the study and implementation of a singlephase parallel active filter, used for power factor correction of loads with high harmonic current content. In the beginning of the work, an introduction is presented with some features and the necessity of using structures - active filters - for PFC of loads that compromise the power quality. In the first chapter it is presented a study about the type of load, modulation, structure of the active filter and the choice of the compensators for the current and voltage loop control. Chapter 2 was destined to the project of the passive elements and control, presenting a methodology of project for the current and voltage loop control. Before the practical implementation, an analysis of some simulation#s results became necessary, as well as the project of the active elements and the programming of the microcontroller, which are presented in chapter 3. Finally, for the practical evidence of all presented theory, an 8kVA prototype was implemented, which results are presented and duly commented in chapter 4.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T04:22:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 240715.pdf: 2272990 bytes, checksum: 78dcff47f127169ea1ee39ff47dbba75 (MD5) / Esta tese apresenta a análise, modelagem e o controle vetorial dos geradores de indução duplamente alimentados com escovas (DFIG) e sem escovas (BDFIG) com aplicação em sistemas eólicos em velocidade variável. Inicialmente é realizada uma análise da modelagem dos geradores nos eixos de referência ortogonais dq. Os respectivos modelos e controles são implementados em ambiente de programação do MatlabSimulink/SimPowerSystems. A estratégia de controle do DFIG foi implementada no microcontrolador SH 7047 da Hitachi. São apresentados resultados de simulação e experimentais para um sistema eólico baseado no DFIG 3 kW, 380 V, 60 Hz. Uma metodologia de sincronização do DFIG com a rede elétrica na partida do sistema foi desenvolvida e implementada experimentalmente. Através de resultados obtidos com a simulação, foi realizada uma análise comparativa entre o DFIG e BDFIG com potência de 75 kW. Demonstrou-se que o BDFIG pode substituir o DFIG em sistemas eólicos, associando a robustez das máquinas sem escovas com baixo custo dos conversores de potência utilizados nos geradores duplamente alimentados. São propostas diferentes estratégias de compensação de potência reativa para o BDFIG visando a redução do tamanho dos conversores de potência e o aumento do rendimento do sistema.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T05:14:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 251736.pdf: 33848724 bytes, checksum: 8476f1ab096ff8a6112e9b9f6508a61d (MD5) / O presente trabalho aborda o estudo sobre enrolamentos para máquinas elétricas girantes, com foco no princípio da modulação dos pólos de um enrolamento, mais conhecido na indústria como PAM (Pole Amplitude Modulation). O estudo é dividido em partes, destacando-se: apresentação dos conceitos de enrolamentos para máquinas elétricas girantes, visando definir algumas nomenclaturas e equações na área de bobinagem; a variação de velocidade de uma máquina de indução através de comutações no(s) enrolamento(s), dando uma ênfase maior ao estudo do PAM. O trabalho procura compreender a física de se obter duas polaridades com um único enrolamento. Para validar o estudo, foram construídos dois protótipos, cada um utilizando uma configuração do enrolamento PAM. Os protótipos têm como objetivos: verificar a dupla polaridade; comparar a performance entre as duas configurações de PAM; e comparar com outros métodos de variação de velocidade. Os resultados obtidos comprovaram a aplicabilidade do PAM, comutando de uma polaridade para outra apenas alterando as conexões nos terminais do motor. Foi realizada uma comparação econômica do PAM com outras formas de variação de velocidade, onde o PAM se mostrou uma alternativa viável para cargas parabólicas que necessitam de variação de velocidade. This dissertation describes the theory of Pole Amplitude Modulation, commonly known in the industry as PAM. This concept is applied to windings of electrical rotating machines. The study is divided into subjects, such as: basic concepts and definitions of windings, and speed change of induction machines by switching the leads connections, with special importance to the PAM winding. The main objective of this study is to understand the feasibility of obtaining two polarities at one single winding. In order to validate the theory, two prototypes were manufactured, each one using one configuration of PAM. The experiments intend to verify the double speed and to compare the performance of the two presented configurations of PAM. The obtained results were satisfactory, with the prototypes presenting the double speed by simply switching the leads connections. An economical evaluation was made comparing the PAM to other methods of speed variation, where PAM is presented as a feasible alternative for parabolic loads which needs speed variation.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T07:28:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 238726.pdf: 5270963 bytes, checksum: 528bc49cd42c486e32241087dfe5225e (MD5) / A tese aborda o desenvolvimento e a implementação de uma bancada para ensaios de materiais ferromagnéticos baseada no teste rotacional de chapa única (RSST). A bancada RSST é composta de um quadro magnético, inversores de freqüência, malhas de controle, sensores de campo e de indução magnética, amplificadores de sinais, e, ainda, placas de geração e aquisição de sinais baseadas em computadores pessoais. Uma nova técnica é empregada nesta aplicação na qual os inversores de tensão são comandados por malhas de controle realimentado do tipo modo deslizante. As principais vantagens desta técnica são: capacidade de operação dos inversores em uma ampla faixa de freqüências e amplitudes da tensão de saída; não necessitar de prévio conhecimento do comportamento do material a ser caracterizado e controlar a forma de onda do fluxo magnético na amostra em teste, desde baixas induções até próximo à saturação do material, com baixa distorção harmônica em sinais senoidais. Além disso, a bancada pode aplicar também formas de ondas arbitrárias de indução magnética na amostra. A influência que a blindagem exerce nas medições de campo magnético no dispositivo e as técnicas de medição de indução são analisadas por meio de resultados experimentais e simulações numéricas em 3D.