Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T22:27:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 258150.pdf: 7239347 bytes, checksum: 18fdb808e71155fda59d7d9e56c836bb (MD5) / Este trabalho aborda o desenvolvimento de um método de estimação da confiabilidade de um motor de indução monofásico, cuja obtenção de resultados seja no menor tempo possível. O método é baseado na teoria de confiabilidade de sistemas, na qual, realiza-se ensaios de vida acelerados em componentes chaves pertencentes ao sistema. Os resultados destes ensaios são analisados separadamente com ferramentas que estimam seus parâmetros de confiabilidade, considerando sua parte determinística, utilizando-se ferramentas de regressão, e sua parte variável, utilizando-se distribuições de probabilidade. Os parâmetros de confiabilidade encontrados para cada componente são então incluídos em um diagrama de blocos de confiabilidade do sistema, do qual, de acordo com a importância e disponibilidade de cada componente, calculam-se os parâmetros de confiabilidade do sistema como um todo. Para validação do método, foram feitos ensaios em componentes de um determinado motor de indução, com aplicação em máquinas de lavar roupas, e foram determinados seus parâmetros de confiabilidade. Os resultados obtidos demonstraram um alto ganho no tempo de realização dos ensaios, além de se tornar uma ferramenta muito poderosa para definição de metas de qualidade do produto em campo. This work tackles the development of a reliability estimation method for a single phase induction motor, whose attainment of results lasts as minimum time as possible. The method is based in the systems reliability theory, which, accelerated life tests are done in key parts pertaining this system. The tests results are separately analyzed using reliability estimation tools which consider the deterministic part, using regression tools, and the variable part, using probability distributions. The reliability parameters encountered, for each part tested, are then filled up in a reliability functional diagram of the system, which, according to the relevance and availability of each part tested, calculates reliability parameters for the system at all. To evaluate the method, parts of single phase induction motors, washing machines motors, were submitted to accelerated life tests and their reliability parameters calculated, both of them, parts reliability and then system reliability. The results obtained demonstrate a big improve in tests timing, besides the method can become a powerful tool to improve quality marks of this product in field.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T22:35:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 258153.pdf: 29470274 bytes, checksum: 74a4266e1ed7bfc85a60369a53c2b4f7 (MD5) / Este trabalho apresenta um estudo das assimetrias geométricas no estampo da coroa do estator de motores de indução trifásicos. Assimetria esta, conhecida na linguagem técnica como corte econômico. Para o estudo utilizou-se três motores de indução trifásicos de 20cv, VI pólos, carcaça IEC 160L, 220/380 V, 60 Hz, linha Standard. Os três estatores apresentavam coroas com diferentes formas geométricas, (1) coroa convencional redonda, (2) coroa com corte econômico na largura da tira e (3) coroa com corte econômico na largura da tira e avanço do passo. Utilizou-se o programa de cálculo M2E, onde se obteve os valores de desempenho do motor para os três casos. Para a modelagem eletromagnética do motor com as três diferentes coroas, utilizou-se o sistema EFCAD, que realiza simulações através do método de elementos finitos para o cálculo eletromagnético. Os resultados apresentados nos ensaios, cálculos analíticos e simulações apresentaram diferenças insignificantes nos valores de desempenho, nas induções na coroa do estator e nas perdas no ferro. Ficou evidente a viabilidade do corte econômico para as carcaças IEC 132 a 200, obtendo como vantagem a economia e melhor aproveitamento das chapas de aço e como desvantagem o investimento na reforma ou fabricação de novos estampos e outros ferramentais. This work presents a study of geometric asymmetries in stator yoke of three-phase induction motors. Such asymmetry is, known in the technical language as "economic cut". For this study, one has used three Standard 20cv, VI poles, IEC 160L, 220/380 V, 60 Hz, three-phase induction motors. The three stators have different yoke geometries, (1) round traditional yoke, (2) yoke with "economic cut" in the width of the lamination length and (3) yoke with "economic cut" in the width of the lamination length and in the step advance. The Calculations were made with M2E, were values of performance of the motor were calculated for the three cases. For the electromagnetic modeling of the motor with the three different geometries one has used the EFCAD system, which uses the finite element technique. Values of in inductions in the stator yoke and iron losses measured and calculated with both, analytic and Finite Element method presented small deviations. The feasibility of the economic cut for frames IEC 132 to 200 is clear: using fewer amount of iron, without compromising performance, with only one drawback which is the costs involved in the re-project of the stamping tool.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T22:36:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 256618.pdf: 8236875 bytes, checksum: 037838c7199fcf73808322cf9b4029e4 (MD5) / Neste trabalho aborda-se o estudo de retificadores híbridos trifásicos unidirecionais para aplicações em potências elevadas. O conversor proposto é constituído a partir da associação paralela de uma ponte de diodos e um retificador PWM. O objetivo é obter uma estrutura capaz de drenar da rede elétrica correntes sinusoidais, com baixo conteúdo harmônico, além de propiciar a regulação da tensão de saída. Segundo a proposta apresentada, a ponte de diodos opera em baixas freqüências e é concebida para processar a maior parte da potência exigida pela carga. Desta forma, o retificador PWM processa uma parcela menor de potência, podendo assim operar com freqüências mais elevadas. A Taxa de Distorção Harmônica obtida com a estrutura proposta varia entre 0 e 32%, dependendo da parcela de potência processada pelo retificador PWM. São apresentados neste trabalho análise, projeto e simulação de três topologias, bem como uma análise comparativa destas estruturas. Os resultados experimentais da topologia com melhor desempenho teórico também são apresentados.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T23:24:20Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / A tecnologia de Serviços Web provê uma abordagem para o desenvolvimento de aplicações distribuídas utilizando interfaces simples e bem definidas. Devido à flexibilidade desta arquitetura, é possível a composição de processos de negócios, integrando serviços em sistema de larga escala. Apesar de toda a flexibilidade provida pela tecnologia de Serviço Web para construção de soluções distribuídas, aspectos ligados a confiabilidade e a tolerância a faltas, tão necessário para aplicações em ambiente complexo, não foram objetos de padronização. O presente trabalho propõe uma abordagem própria para arquiteturas orientadas a serviço que busca atender os requisitos de confiabilidade. Esta abordagem está centrada no conceito de statefull para Serviços Web tolerantes a faltas. A abordagem é implementada no contexto de uma infra-estrutura de serviço chamada de FTWS-Orch, que combina a utilização de mecanismos de transação e de técnicas de replicação ativa e passiva, fazendo o uso para tanto, da orquestração de Serviços Web. Este modelo foi centrado sob a premissa de ocorrência de faltas de parada (crash).

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2008 / Made available in DSpace on 2012-10-24T00:09:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 269698.pdf: 12328318 bytes, checksum: 2e6382c526f45e2b8344365d85393c6d (MD5) / Projeto e implementação de um conversor estático a quatro fios para equilibrar a potência complexa entre as fases do sistema de energia elétrica, melhorando os índices de qualidade para o consumidor e reduzindo custos para a concessionária de energia elétrica relativo a sistemas de distribuição. A modelagem e o controle do conversor foram desenvolvidos na base dq0. Um DSP TMS320F2812 foi utilizado para controlar digitalmente o conversor. A freqüência de chaveamento é de 20kHz e a freqüência de amostragem de 40kHz. Um protótipo de 17,86kVA foi ensaiado em laboratório, processando 11,26kVA para redistribuir a potência complexa de três cargas monofásicas distintas e conectadas em estrela com neutro, uma carga resistiva, uma indutiva e um retificador monofásico. / Design and implementation of a four-wire converter to balance the complex power among the phases of the electric power system, improving quality indexes for the consumer and reducing the costs of the electric energy dealer regarding distribution systems. Modeling and control of the converter were developed in the dq0 base. A DSP TMS320F2812 was used to implement the control of the converter. The switching frequency is 20kHz and the sampling frequency is about 40kHz. A prototype of 17,86kVA was built, processing 11,26kVA to redistribute the complex power of three different single phase loads connected in star with neutral, a resistive load, an inductive one and a single phase rectifier.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-24T00:59:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 259476.pdf: 4445060 bytes, checksum: ffa2778cda64d141381eb04d1f3e21f7 (MD5) / Este trabalho apresenta o projeto e implementação de uma fonte de alimentação para um equipamento de raio laser. Inicialmente, descreve-se o funcionamento do raio laser e os parâmetros de tensão e corrente que influenciam no seu desempenho. Em seguida, analisa-se o conversor meia ponte ressonante com saída em fonte de tensão, modulado por largura de pulso e com freqüência de comutação menor que a freqüência de ressonância. Para atender os requisitos do laser é necessária a utilização de transformadores e multiplicadores de tensão, uma vez que a tensão de acionamento é de . Desta forma, apresenta-se neste trabalho o projeto dos transformadores e multiplicadores de tensão, avaliando a influência dos parâmetros do transformador na freqüência de ressonância. A partir de todos os estudos efetuados, dimensionam-se os principais componentes dos circuitos de potência e controle, possibilitando a implementação prática da estrutura. Por fim, os resultados teóricos são comparados com os resultados experimentais, comprovando as características analisadas na estrutura.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-24T01:22:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 249499.pdf: 7065550 bytes, checksum: fbcbb9306515a19de29d54d9ec352a25 (MD5)

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2012-10-24T02:15:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 258989.pdf: 2400345 bytes, checksum: c276b35a67f9f1c74391e097e3a20c84 (MD5) / Este trabalho aborda o estudo de transformadores e indutores planares bem como apresenta o desenvolvimento de uma metodologia para projeto destes elementos magnéticos, os quais são utilizados em fontes de alimentação que operam em comutação sob freqüência elevada (de 50 kHz a 100 kHz). O estudo engloba desde os materiais utilizados na confecção de um elemento magnético até seu projeto e otimização. É realizada uma análise dos efeitos devidos à operação em alta freqüência. Entre estes efeitos, destacam-se as perdas no núcleo e nos enrolamentos, as indutâncias de dispersão e a capacitância entre enrolamentos. Para análise das perdas no núcleo e nos enrolamentos, foi desenvolvida uma bancada experimental, composta por um circuito inversor em ponte completa e um instrumento virtual, que permite fazer uma série de medidas e traçar gráficos do comportamento das perdas com variação de diversos parâmetros. A partir dos valores adquiridos, foi possível obter modelos para as perdas magnéticas, incluindo o valor dos seus parâmetros. Com estes modelos e com a utilização de ferramentas de otimização, foi estabelecida uma relação entre a indução magnética e a densidade de corrente que possibilita o funcionamento do transformador ou do indutor com perdas magnéticas mínimas. Para auxiliar no desenvolvimento dos projetos, foi desenvolvido um programa computacional, no qual foram inseridos os modelos analíticos e os valores dos parâmetros correspondentes, obtidos no decorrer do trabalho. Vários indutores e transformadores foram projetados, montados e avaliados, mostrando através dos resultados o bom funcionamento da metodologia proposta. This work concerns the study of planar transformers and inductors as well as presents the development of a methodology for designing these magnetic elements, which are used in power supplies operating at high frequencies (from 50 kHz to 100 kHz). The study includes the materials used in the manufacture of a magnetic element, the design and its optimization. It was made an analysis of the effects due to operation at high frequencies. Among these effects, there are the core and winding losses, the leakage inductance and inter-winding capacitance. For the analysis of core and winding losses, it has been developed a workbench consisting of a full bridge inverter and a virtual instrument, which allows making a series of measures and drawing graphs of the behavior of losses with different parameters. From the obtained values, it was possible to construct models for the magnetic losses, including their parameter values. With these models and the use of optimization tools, it was established a relationship between the magnetic induction and current density that allows operation with minimum losses. In order to assist in the development of projects, a computer program has been developed, which includes the analytical models and the corresponding parameter values, obtained in the course of this work. Several inductors and transformers were designed, assembled and evaluated, and the obtained results show the validity of the proposed methodology.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-24T03:35:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 256458.pdf: 2144386 bytes, checksum: 694f3f891caebd830262120e79a64967 (MD5) / O problema do planejamento da operação energética do Sistema Interligado Nacional (SIN) é bastante peculiar devido, especialmente, à sua dimensionalidade e a grande participação de geração hidrelétrica. A participação majoritária de recursos hídricos exige um planejamento bastante minucioso, uma vez que a capacidade de armazenamento dos reservatórios é limitada e, portanto, a disponibilidade futura de energia dependerá da operação dos reservatórios e das vazões afluentes futuras. Devido às complexidades do problema, no Brasil optou-se por separar os estudos de planejamento da operação energética em etapas de médio prazo, curto prazo e programação diária. O foco deste trabalho é o médio prazo # Planejamento Anual da Operação Energética (PAOE), cujo objetivo consiste em estabelecer estratégias de médio prazo para a operação, por meio da análise das condições de atendimento a demanda no horizonte de estudo. Este trabalho apresenta, então, as metodologias utilizadas no estudo do PAOE realizado no Brasil, como por exemplo, a representação por Reservatório Equivalente de Energia (REE), o modelo AutoRegressivo Periódico (ARP) e a Programação Dinâmica Dual Estocástica (PDDE). Com essas metodologias desenvolveu-se uma plataforma computacional que permite alterar algumas configurações adotadas no Brasil e, assim, analisar as conseqüências nos resultados do PAOE. O principal objetivo deste trabalho é avaliar o efeito no PAOE da representação por REE, quando agregado por Subsistema ou por Cascata; adicionalmente, são analisadas alterações no modelo ARP, na árvore de cenários e no horizonte de estudo. Dessa forma, a partir dos estudos de casos pôde-se concluir que os resultados do REE por Cascata apresentaram maior consistência nos estudos de casos, e que a redução no horizonte de estudo não compromete a política de operação, entre outros aspectos importantes do PAOE. Destaca-se que os casos em que o REE foi agregado por Cascata exigiu um tempo de processamento três vezes maior que o caso equivalente com REE por Subsistema. The Interconnected Brazilian Power System#s operation planning problem is very unique, due to its dimension and high participation of hydroelectric power plants. As a consequence of the latter, it is necessary to perform a very precise hydrothermal scheduling because the reservoirs capacity are limited and, therefore, the energy availability depends on how the reservoirs are operated and the future inflows. Due to the problem#s complexity, the Brazilian hydrothermal scheduling is divided into three stages: long-term, short-term and daily operation programming. This work is focused on the Long-Term Operation Planning (LTOP), which aims to determine an optimal operational strategy through the analysis of the energy market and load supply conditions over the planning period. This work presents the methodologies used in the Brazilian LTOP problem, such as: Energy Equivalent Reservoir (EER), Periodic AutoRegressive (PAR) model and the Stochastic Dual Dynamic Programming (SDDP). In this work, it was implemented a computational platform using the methodologies listed above, in which the user is able to set up different configurations in order to analyze the impact on the LTOP results. This dissertation aims to evaluate de consequences on the LTOP results when the EER is aggregated per Subsystem and per Cascade. Additionally, different configurations for the PAR model, scenario tree and planning horizon are studied. The results obtained in this work indicate that the EER per Cascade presents a more consistent result in the study cases and reducing the planning horizon does not compromise the operational policy, in addition to other important aspects. It is important to point out that the EER per Cascade configuration required three times more running time than when the EER were aggregated per Subsystem.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-24T03:42:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 255436.pdf: 102671430 bytes, checksum: 8dfedc973a63403e9fad99cf2076538f (MD5) / A dissertação trata do desenvolvimento e da implementação de um dispositivo magnético capaz de aplicar campos rotacionais sobre estatores. O projeto no qual este trabalho está inserido pretende auxiliar na escolha de aços para fins elétricos para máquinas rotativas e, além disso, aferir na linha de produção a qualidade dos estatores produzidos. Inicialmente foram feitos alguns estudos: das influências dos campos rotacionais nas máquinas rotativas; da bancada desenvolvida que aplica campos rotacionais em chapas únicas, e que foi adaptada para acoplar o novo dispositivo magnético; e do dispositivo que aplica campos alternantes sobre os estatores, no qual o desenvolvimento do novo dispositivo foi baseado. Para desenvolver o novo dispositivo magnético foram necessários cálculos de vários projetos, até que se conseguisse um que cumprisse os requisitos necessários. Por fim, confeccionou-se o dispositivo e fez-se uma avaliação prática. Os resultados obtidos comprovaram que a nova ferramenta funcionou conforme as especificações.