Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2014-08-06T17:28:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 322204.pdf: 62710437 bytes, checksum: 20a33392c8ea964e70a9dce9ecf88d3b (MD5) Previous issue date: 2013 / Este trabalho apresenta o estudo de uma nova topologia de um conversor trifásico dois níveis bidirecional com integração de interruptores conectados em delta adequado para aplicações em acionamentos de máquinas elétricas e para a conexão de sistemas à rede elétrica. A inserção da malha de interruptores em delta a um inversor de tensão convencional adiciona estados redundantes na operação do conversor que, se escolhidos de maneira adequada em uma estratégia de modulação, podem otimizar o desempenho do conversor, de acordo com critérios do projetista. Dependendo da estratégia de modulação utilizada, o conversor pode ser otimizado para a redução das perdas por condução ou para a redução da geração das tensões de modo comum. Uma metodologia para a geração de técnicas de modulação PWM contínuas, descontínuas e híbridas aplicáveis ao conversor proposto e a outros convencionais é apresentada e o desempenho de algumas estratégias é analisado. Estratégias também foram propostas para concentrar as perdasde comutação em componentes específicos, diminuindo a taxa de decrescimentoda eficiência do conversor com o aumento da frequência decomutação. Um protótipo de 10 kW foi construído para validar a análise teórica e para realizar a interface de sistemas geradores com a rede elétrica. São fornecidos detalhes da implementação prática bem como a metodologia adotada para o projeto do filtro de EMI e dos controladores. Resultados experimentais são mostrados validando algumas das análises apresentadas. <br> / Abstract : This work analyzes a novel three-phase two-level delta-switch activevoltage source inverter for electrical drives and grid connected applications.The addition of delta connected switches to the phases of avoltage source inverter make possible new redundant operational states.The converter states, when combined in a modulation strategy,can optimize the converter performance as defined by the designer.Depending on modulation, the converter can be optimized for lossesreduction or for common mode voltage reduction. A methodology forcontinuous, discontinuous and hybrid PWM modulation strategies generationis presented, suitable for the proposed converter and otherconventional ones, and the performance of some of them is analyzed.Strategies are also proposed in order concentrate the switching lossesin some components, reducing the efficiency decreasing rate when theswitching frequency is increased. A 10 kW prototype was designed andimplemented in order to validate the performed analyses and to connectgeneration systems to the grid. Some practical details and the methodologyfor EMI filters and controllers design are given. Experimentalresults are presented validating some of the performed analysis.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2014-08-06T17:29:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 324944.pdf: 4833847 bytes, checksum: 5ff8a1eb1ec3e7367536a8192322fac7 (MD5) Previous issue date: 2013 / A caracterização de materiais magnéticos fornece informações importantes sobre o desempenho dos materiais em diferentes condições de trabalho. Na indústria, é importante conhecer o comportamento dos aços utilizados como matéria prima, uma vez que faculta a otimização do projeto de máquinas elétricas, fornece subsídios ao controle de qualidade, suprimentos e aos próprios setores fabris sobre o comportamento do material sob condições de operação específicas e normalizadas. Esta dissertação descreve as etapas de desenvolvimento, testes e validação empregadas na modernização de uma bancada analógica industrial para a caracterização de materiais magnéticos. A automação de processos industriais traz como vantagem um alto grau de repetibilidade, menor interferência do operador no processo de medição, ganho de tempo na execução do ensaio. Um sistema analógico e outro digital, ambos com controle em malha aberta e um sistema digital comercial, com controle em malha fechada foram as topologias analisadas no decorrer do presente texto. A comparação dos resultados obtidos na bancada desenvolvida com valores medidos em uma bancada comercial foi utilizado como referência para validação dos resultados.<br> / Abstract : The characterization of magnetic materials provides important information about the performance of materials under different working conditions. In industry, it is important to know the behavior of the steels used as raw material, as permitted by the design optimization of electrical machines, provides subsidies to quality control, supply and manufacturing sectors themselves on the material behavior under specific operating conditions and normalized. This dissertation describes the stages of development, testing and validation used in the modernization of an industrial analog bench for the characterization of magnetic materials. The industrial process automation brings some advantage for example a high degree of repeatability, lower operator interference in the measurement process and save time testing. One analog and one digital system, both with open loop control and a commercial digital system with closed loop control were the topologies analyzed in the course of this text. A comparison of the results obtained at the bench measured values developed in a commercial bench was used as reference to validate the results.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-20T16:09:52Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Neste trabalho é apresentada uma proposta de aplicação de um Sistema Multiagente para a recomposição de Sistemas de Potência com enfoque na operação dentro da nova estrutura do setor elétrico brasileiro. Nos últimos anos, o setor elétrico de vários países tem passado por um processo de desverticalização e privatização. Empresas que antes detinham o controle da geração, transmissão e distribuição de energia elétrica passaram a ser divididas em diversas empresas, ficando cada uma responsável pelo seu segmento de atuação. A operação do sistema ficou a cargo de um operador independente, no caso brasileiro o Operador Nacional do Sistema (ONS). No novo modelo, é responsabilidade das empresas de geração, transmissão e distribuição a execução de comandos de seus equipamentos para restaurar o sistema após desligamentos. A filosofia de recomposição adotada no Brasil define que o processamento da recomposição seja feito em duas etapas: A fase fluente e a fase coordenada. Na fase fluente, as empresas têm autonomia para a realização de ações no sistema sem a intervenção de centros de operação hierarquicamente superiores, como os do ONS. Na fase coordenada, entretanto, todas as ações ficam dependentes da coordenação do ONS, através de seus centros de operação, que se encontram em posição hierárquica superior em relação às empresas. O surgimento de várias empresas participantes da mesma área geoelétrica pode fazer com que o processo de recomposição, principalmente na fase coordenada, consuma tempos excessivos, já que atualmente a troca de informações entre as diferentes empresas se dá quase que exclusivamente por meio de ligações telefônicas, inclusive em situações de emergência. Um Sistema Multiagente (SMA) é formado por módulos de software inteligentes ("agentes") distribuídos e autônomos, capazes de cooperar entre si para alcançarem uma meta global. No sistema proposto, cada subestação de transmissão, distribuição e usina geradora presente na área afetada por um desligamento são representadas por um agente. Da mesma forma, um agente "operador", que possui as funções de um operador independente foi também modelado. O SMA proposto, sistema MAARC # Sistema Multiagente para Auxílio à Recomposição na Fase Coordenada # utiliza um sistema de agentes para a troca de informações que visa a cooperação entre as diversas empresas envolvidas no sentido de recompor o sistema de forma mais rápida e segura, auxiliando a coordenação por parte dos centros de operação hierarquicamente superiores, como é o caso dos centros do ONS. Utilizando o sistema MAARC, é possível auxiliar tarefas executadas pelos centros de operação do ONS durante a fase coordenada de recomposição. O sistema proposto viabiliza uma cooperação entre os agentes visando a ligação de cargas adicionais entre os agentes, levando em consideração a disponibilidade de geração e a segurança necessária para que este procedimento não implique efeitos adversos à própria área. Torna-se assim possível maximizar a quantidade de unidades geradoras em operação para alimentar o maior número possível de cargas adicionais, seguindo critérios de prioridades e respeitando os limites operativos do sistema. O SMA proposto permite também coordenar o processo de interligação de ilhas de geoelétricas (ou ilhas de auto-restablecimento), de modo a equilibrar os valores da tensão e freqüência de cada ilha, assim como a defasagem angular entre elas. Para alcançar este equilíbrio, inicia-se um processo de cooperação e negociação entre os agentes do sistema visando alcançar valores que tornem possível a interligação entre as ilhas. Para o desenvolvimento do sistema MAARC utilizou-se a plataforma Aglets, desenvolvida em Java. A troca de informações e cooperação entre os agentes se dá através da linguagem KQML. A utilização do SMA proposto aponta um quadro de automação no processo de recomposição que permite a redução do tempo de recomposição, com a maximização de cargas atendidas, qualificando-se portanto como uma ferramenta promissora no setor para auxiliar a recomposição de sistemas elétricos.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-20T16:45:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 193375.pdf: 15691694 bytes, checksum: c4aad0b9786b85512ebd2e8f3e6755a1 (MD5) / O presente trabalho apresenta uma proposta de predição eletromagnética de ambientes indoor baseada no Método da Modelagem por Linhas de Transmissão (TLM). Na primeira etapa da pesquisa é feito o cálculo da distribuição espacial do campo elétrico em um modelo bidimensional de um ambiente típico urbano, o qual é iluminado por ondas eletromagnéticas provenientes de diferentes transmissores de comunicação em radiofreqüência (RF), atuando simultaneamente. Obtidos os valores dos níveis de campo elétrico na região, é verificado o ambiente em relação às diretrizes e normas de exposição humana a campos de RF. Na segunda etapa dos trabalhos, é apresentada uma propósta de cálculo de perdas em ambientes indoor com a utilização do método numérico TLM. Para isso, uma sala comercial é modelada. Os diferentes meios materiais constituintes do ambiente são levados em conta. Um sinal é transmitido em um ponto determinado e seu nível é obtido a partir do TLM em outros pontos da sala, medindo assim a perda do sinal através do método numérico. Os valores são comparados com um método estatístico para a validação dos resultados. Em ambos os estudos, o TLM mostrou-se uma ferramenta poderosa, apresentando resultados válidos, mediante a modelagem numérica de ambientes.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-20T17:04:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 199266.pdf: 1393393 bytes, checksum: a7309627df10d0969c353b3aa45d7722 (MD5) / Nesta tese, consideramos novos esquemas semi-cegos de estimação, detecção e decodificação combinadas para canais de comunicações móveis. Duas situações distintas são consideradas. Primeiro, aquela onde o enlace do sistema de comunicações é feito com apenas uma antena transmissora e uma antena receptora, o chamado canal SISO. A segunda situação é aquela onde o enlace é feito através de múltiplas antenas, o dito canal MIMO. Referente ao caso SISO apresentamos duas contribuições. Primeiro, um receptor semi-cego para canais seletivos em freqüência, usando códigos turbo e o algoritmo de Baum-Welch para estimar o canal, é introduzido e analisado comparativamente a um esquema cego recentemente proposto. A seguir, investigamos teórica e praticamente, o desempenho de receptores amostrados à taxa de símbolos, onde o meio é contínuo e desconhecido. Já no que diz respeito ao caso MIMO, inicialmente propomos dois esquemas iterativos para canais quasi-estáticos seletivos em freqüência e modulação codificada espácio-temporal, onde o algoritmo EM é usado para estimar o canal desconhecido, e uma supertreliça ou treliças separadas são usadas para detecção e decodificação. Por fim, introduzimos um modelo Markoviano para o canal MIMO com desvanecimento plano e variante no tempo, e em seguida apresentamos um receptor verdadeiramente iterativo que explora este modelo.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-20T17:18:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 190309.pdf: 2355349 bytes, checksum: 63bd0e6b1b8724e720c66d29880586b3 (MD5) / Este trabalho apresenta um estudo sobre o comportamento de algoritmos adaptativos estocásticos baseados em momentos de ordem elevada. Os dois algoritmos estudados são o LMF (Least Mean Fourth) e o LMK (Least Mean Kurtosis). Equações recursivas não-lineares são deduzidas para descrever o comportamento dos momentos de primeira e de segunda ordens dos coeficientes para sinais de entrada gaussianos. Estas recursões podem ser usadas para prever o comportamento do erro médio quadrático. Os modelos descrevem o comportamento dos algoritmos durante os regimes transitório e permanente, para um ruído aditivo tendo qualquer função densidade de probabilidade par e de média zero e para qualquer relação sinal/ruído. Simulações Monte Carlo mostram a excelente concordância com o comportamento previsto pelos modelos teóricos. É também feito um estudo da estabilidade do algoritmo LMF, considerando-se um sinal de entrada gaussiano e branco e um ruído aditivo com qualquer função densidade de probabilidade par e de média zero. Esta análise melhora resultados prévios porque é explicitamente mostrado que a estabilidade depende das condições iniciais. Com o conjunto de equações e resultados obtidos, pretende-se fornecer informações que auxiliem no projeto de filtros adaptativos

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-20T17:19:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 193381.pdf: 2586144 bytes, checksum: 21f81ab512243ab968e49251f5488eda (MD5) / O presente trabalho apresenta o estudo, projeto e implementação prática de um sistema isolado de processamento de energia solar fotovoltaica, operando na máxima transferência de potência, de forma a se maximizar a eficiência de conversão desta forma de energia, aplicado na alimentação de refrigeradores comerciais. A operação no ponto de máxima transferência de potência é implementada analógica e digitalmente, sendo os resultados comparativos apresentados. Por se tratar de um sistema isolado, há necessidade de armazenamento do excedente da energia processada. Dessa forma, o sistema compreende a utilização de um banco de baterias. A alimentação do refrigerador é feita a partir do barramento do banco de baterias e de dois outros estágios: um estágio elevador, regulador da carga e responsável pelas dinâmicas do refrigerador, e um estágio inversor com modulação PWM senoidal a três níveis, para acionamento com tensão senoidal de baixíssima distorção harmônica.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-20T17:59:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 197742.pdf: 2078826 bytes, checksum: f1ad2315841dce936658449b13acaeb3 (MD5) / Filtros adaptativos são amplamente utilizados como soluções para o problema do cancelamento de eco acústico (AEC), que surge quando um microfone e um alto-falante estão acoplados acusticamente. Os sistemas acústicos não-estacionários geralmente são descritos com o modelo de Markov de primeira ordem apresentado por Widrow. Na primeira parte deste trabalho é desenvolvido um novo modelo acústico baseado em informações da realidade física do ambiente. Compara-se este com o conhecido modelo de Markov e são apresentadas as vantagens em utilizar este novo modelo na representação de ambientes acústicos em estudos de cancelamento de eco.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-20T23:40:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 197795.pdf: 459503 bytes, checksum: 8b7529772a8381726ed9a97cfc7261ef (MD5) / Neste trabalho é apresentada uma nova filosofia para o desenvolvimento de softwares para Sistemas de Energia Elétrica (SEE), baseada no paradigma de orientação a objetos. Ela engloba desde aspectos gerais, tais como uma delimitação adequada do escopo de projetos de softwares, e uma separação de conceitos através de diferentes abstrações do sistema, até questões específicas de implementação de códigos, passando por princípios como a mantenabilidade, expansibilidade e robustez das estruturas de dados (com conseqüente redução de custos nessas tarefas), reutilização de códigos, e eficiência computacional. Uma base computacional orientada a objetos para a representação de SEE é também desenvolvida, servindo como núcleo para futuros desenvolvimentos. As estruturas de classes da base possuem mecanismos que permitem futuras expansões, no intuito de se representar as mais diversas instâncias dos SEE. Elas prevêem a representação não somente de elementos físicos que formam o sistema, mas também de conceitos abstratos, tais como metodologias de análise e síntese aplicadas a SEE, ferramentas computacionais de apoio ao planejamento e a operação destes sistemas, e também módulos com funções específicas (operações computacionais e matemáticas), envolvidos na construção destas ferramentas. Metodologias de análise e síntese são organizadas segundo estruturas de classes, as quais conectam-se às estruturas representativas dos elementos físicos do sistema elétrico. Duas aplicações são projetadas e implementadas em linguagem de programação C++. Estas aplicações, um fluxo de potência linearizado e uma simulação dinâmica com modelagem detalhada, são agrupadas em um protótipo de ferramenta computacional. O protótipo exemplifica a construção de ferramentas computacionais para SEE, operando sob um ambiente integrado, e desenvolvidas sob a filosofia de projeto de software proposta neste trabalho.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-21T00:06:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 252069.pdf: 1081803 bytes, checksum: 1e06950f43e87071a2b3915f1a9f7665 (MD5) / Este trabalho apresenta o estudo e a implementação prática de um circuito de grampeamento ativo empregando o conversor Forward aplicado ao estágio retificador Hybridge de um conversor CC-CC Três Níveis-ZVS-PWM. A generalização do circuito de grampeamento para aplicação nos estágios retificadores de Onda Completa, com Derivação Central e Hybridge é apresentada, assim como o uso de uma malha de controle realimentada para a tensão de grampeamento. A análise do circuito de grampeamento aplicado ao estágio retificador Hybridge apresentou os principais parâmetros que influenciam o comportamento do circuito e os principais esforços de tensão e de corrente nos seus componentes. Uma metodologia de projeto e os resultados experimentais do circuito de grampeamento aplicado a um conversor CC-CC Três Níveis-ZVS-PWM com tensão de entrada de 900V, tensão de saída de 60V, freqüência de comutação de 35kHz e potência de saída de 24kW são por fim apresentados.