Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2007. / Made available in DSpace on 2013-12-05T21:39:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 275248.pdf: 621572 bytes, checksum: 9e73ac5df27126536a943dabb29a31d1 (MD5) / O objetivo deste trabalho é contribuir para o estudo de interferência eletromagnética entre linhas de transmissão e dutos bem como desenvolver uma padronização para modelar estes circuitos em programas computacionais do tipo EMTP. Foram introduzidas as características do ambiente eletromagnético no entorno das linhas de transmissão de potência e os mecanismos de interferência destas linhas em dutos. A análise da sensibilidade dos parâmetros elétricos da linha, em função da freqüência e da resistividade do terreno, avaliou a forma com a qual mudanças no ambiente do sistema podem alterar a distribuição das correntes de curto-circuito e como interferem nas tensões induzidas no duto. A influência do ângulo de cruzamento entre estes circuitos determinou os diferentes tipos de acoplamento eletromagnético entre a linha e a tubulação. Os cálculos de interferência eletromagnética foram estabelecidos durante um curto-circuito na linha. O cruzamento real do gasoduto Brasil-Bolívia com a LT em 525 kV Campo Novos - Blumenau, no estado de Santa Catarina, foi utilizado como base para as análises. / The goal of this work is to bring some contribution on the analysis of electromagnetic interference between transmission lines and pipelines as well as to define a way to normalize these circuits in computational programs as the EMTP. The characteristics of the electromagnetic environment around transmission lines and the mechanisms of this interference in pipelines were introduced. The sensitive analysis of electric parameters of the line, depending on the frequency and the resistivity of the earth, showed the way as the distribution of short circuit can be modified by changes in the environment and how they affect the magnitude of the induced voltage on the pipeline. The crossing angle between these circuits is related with the different types of electromagnetic coupling between the line and the pipeline. The calculations of electromagnetic interference were performed for a short circuit situation in the line. An actual crossing between Brazil-Bolivia gas-pipeline and the 525 kV transmission line located between Campo Novos and Blumenau, in the state of Santa Catarina, was used as base and example for our analysis.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2009. / Made available in DSpace on 2013-12-05T21:46:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 274140.pdf: 1797944 bytes, checksum: 2f9a9658ba985bae6a628173a73b7873 (MD5) / Neste trabalho, investiga-se a utilização de dados de sistemas de medição fasorial sincronizada em metodologias de localização de faltas em Linhas de Transmissão (LTs). Inicialmente, é explicitada a estrutura básica de um sistema de medição fasorial sincronizada, detalhando-se o funcionamento de cada elemento. São referenciados os desenvolvimentos a nível mundial, salientando-se os projetos verificados no Brasil. Após, é abordado o tema de localização de faltas, situando-se o problema e apresentando-se as técnicas registradas na bibliografia e as classificações a elas determinadas. Neste contexto, são detalhados os equacionamentos originais de três metodologias de localização de faltas em LTs, baseadas em fasores da freqüência fundamental. A necessidade da estimação on-line dos parâmetros da linha, para o processamento das metodologias, motivou a investigação de três técnicas. Foram implementados, em ambiente Matlab, algoritmos para a localização de faltas, utilizando-se o software Alternative Transients Program (ATP) na obtenção das grandezas elétricas. Nas simulações, foram investigadas diferentes configurações de faltas, avaliando-se a sensibilidade dos algoritmos à variação do ponto, da resistência e do tipo de falta, à geração de fasores, à estimação de parâmetros da linha e à perda de sincronismo angular entre os terminais da LT. Por fim, são avaliados os resultados de um caso real. / In this work, the use of data from synchronized phasor measurement systems is investigated in fault location methodologies on transmission lines. Initially, the basic structure of a synchronized phasor measurement system is explained, detailing the operation of each element. The developments at the global level are described, highlighting the projects occurring in Brazil. Afterwards, the issue of fault location is approached, situating the problem and introducing the techniques reported in the literature and the classifications them. In this context, the equations of three fault location methodologies on transmission lines are detailed, based on phasors of the fundamental frequency. The need for on-line estimation of line parameters, for the processing of these methodologies, motivated the investigation of three techniques. Algorithms for fault location were implemented, in Matlab environment, using the Alternative Transients Program software to obtain the electrical data. In the simulations, different configurations of faults were investigated, evaluating the sensitivity of algorithms changing the point, the resistance and the type of fault, the generation of phasors, the estimation of the line parameters and the loss of angle synchronism between the terminals of the line. Finally, the results of a real case are evaluated.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2009 / Made available in DSpace on 2013-12-05T21:56:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 272198.pdf: 2747280 bytes, checksum: 8b16c8c1f58fba3e278ddea9c1fdd584 (MD5) / A tendência atual no projeto de aparelhos auditivos é a de reduzir o efeito de oclusão causado por moldes herméticos. Se, por um lado, a ventilação do aparelho alivia o desconforto causado pela oclusão, por outro lado permite o acoplamento acústico entre o alto-falante e o microfone do aparelho. Este acoplamento gera um processo de retroalimentação acústica que pode levar à instabilidade do sistema, gerando outro tipo de desconforto. A ocorrência de retroalimentação acústica é atualmente uma das queixas mais comuns entre os usuários de aparelhos auditivos. Várias soluções já foram propostas na literatura para a redução deste problema. Resultados de sistemas de cancelamento da retroalimentação acústica baseados no método do erro predição de identificação de laço fechado indicam que seu desempenho é melhor do que maioria das soluções alternativas. A maioria das análises propostas, entretanto, são limitadas a resultados em regime permanente. Esta tese de doutorado tem o propósito de contribuir para a modelagem do comportamento estatístico de algoritmos adaptativos quando aplicados ao cancelamento da retroalimentação acústica em aparelhos auditivos. Assim, esta tese apresenta uma análise transiente e em regime permanente de um sistema proposto recentemente. A estrutura é analisada para uma adaptação lenta e sinais de entradas autoregressivas. Modelos analíticos são derivados para momentos de primeira e segunda ordem. Isto inclui um modelo para o comportamento transiente da polarização da solução adaptativa. Simulações de Monte Carlo são presentadas para verificar a acurácia dos modelos derivados.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2012. / Made available in DSpace on 2013-12-05T22:10:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 317854.pdf: 3965148 bytes, checksum: 309a5cfa55c59cec202b98e49148cd24 (MD5) Previous issue date: 2012 / Os estatores de turboalternadores estão sujeitos a defeitos do tipo curto-circuito interlaminar. Esses defeitos induzem pontos quentes que podem ter um impacto sobre a performance da máquina, podendo causar danos irreversíveis. Neste trabalho, este tipo de curto-circuito, bem como os testes utilisados para seu diagnóstico, foram estudados com o auxílio da técnica de elementos finitos 3D em eletromagnetismo. Uma das dificuldades inerentes à modelagem numérica de curto-circuitos interlaminares está nos fatores de escala (na diferença importante entre as dimensões do estator, dos curto-circuitos e do verniz isolante entre lâminas). Uma simples modelagem por elementos finitos da geometria real (empilhamentos de lâminas, representação do isolante...) acarretaria num número exagerado de incógnitas em relação à potência de cálculo normalmente disponível. Então, para representar pacotes de lâminas, foram utilizados métodos de homogeneização, associados a uma metodologia para a escolha das regiões a serem homogeneizadas. Esta aproximação foi validada a partir de resultados de um protótipo experimental, considerando os defeitos sob diferentes condições (posição, dimensões...). Os dois principais testes de diagnóstico utilizados industrialmente também foram modelados na presença desses defeitos: o teste El Cid, a baixo fluxo, e o teste a 80% do fluxo nominal com detecção térmica. O estudo realizado mostra a importância de certos parâmetros, tais como a extensão do defeito e as características dos materiais, sobre os sinais lidos nos testes. Esta propriedade pode ser observada através da sensibilidade dos testes de diagnóstico simulados em diversas condições.<br> / Abstract: Turbogenerator stators are subject to faults such as interlaminar short circuits. These faults induce hot spots which may have an impact on the machine performances, leading in certain cases to irreversible damages. In this work, the short circuits, as well as the most commonly used diagnosis tests, have been studied using a 3D finite element method electromagnetic approach. One of the difficulties inherent in numerical modelling of nterlaminar short circuits is to take account of the scale factor between the different parts that are involved in such problem (dimensions of the stator, short circuits and insulating varnish between laminations). A simple finite element modelling of the real geometry (lamination stack, insulation representation#) would imply a much too large number of unknowns regarding the calculation power which is classically available. Thus, in this work, to represent lamination stacks, homogenization techniques have been associated to a methodology to choose the homogenized and non-homogenized (including the fault) zones. The approach has been validated through results from an experimental prototype consideringfaults under different conditions (position, size#). Moreover, both main diagnosis tests, used in the industry to detect such faults, have also been modelled in the presence of a fault: the El Cid test, at low flux, and the test at 80% of the rated flux with thermal detection. The study which has been carried out hows the importance of certain parameters, such as the fault size and the material characteristics, on the diagnosis test results. This appears in particular through the diagnosis tests sensibility in these different conditions.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2012. / Made available in DSpace on 2013-12-05T22:17:53Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012 / Rádio definido por Software (SDR) é uma tecnologia que permite a reconfiguração de um sistema de comunicação sem a necessidade de alterar qualquer elemento de hardware utilizando uma abordagem baseada em software. Entretanto o crescimento da complexidade dos novos padrões de comunicação juntamente com a necessidade da redução do consumo de energia são os desafios para as arquiteturas de SDRs. Abordagens utilizando computação reconfigurável de granularidade grossa são bons candidatos para solução dos problemas, pois possuem alto desempenho e baixo consumo de energia. Neste contexto esse trabalho propõe uma arquitetura heterogênea e reconfigurável para o desenvolvimento de SDRs com FPGAs utilizando uma Rede-em-chip (NoC) para a infraestrutura de comunicação e aceleradores em hardware para o processamento dos principais algoritmos de processamento de sinais. NoC é uma tecnologia emergente para a interconexão em-chip que propõe a solução de problemas de escalabilidade,reuso e controle dos parâmetros elétricos. A arquitetura proposta é basicamente composta por uma interface RF, aceleradores, um bloco de controle e uma interface de comunicação de alta velocidade com um host. Para validar a arquitetura proposta foi desenvolvido um protótipo em FPGA utilizando um PC com GNU Radio como host. Os testes demonstraram uma melhora significativa no desempenho global do sistema em termos de uso de CPU e latência quando comparado com a plataforma USRP.<br> / Abstract : Software Defined Radio (SDR) is a technology that allows the reconfiguration of a communication system without the need to change any hardware element using a software-based approach. However, the growing complexity of new communication standards together with the need to reduce the energy consumption are the challenges for SDR architectures. Reconfigurable computing using coarse-grained approaches are good candidates to solving SDR issues, because it have high performance and low power consumption. In this context the work proposes a heterogeneous reconfigurable architecture for the development of SDRs with FPGAs that uses a Network-on-Chip (NoC) to enhance the internal communication infrastructure and hardware accelerators to speed DSP-related algorithms. NoC is an emerging technology for on-chip interconnect that proposes the solution of scalability, reuse and control of electrical parameters. The proposed architecture is basically composed of a RF interface, hardware accelerators, a control block and a high speed communication interface with a host. To validate the proposed architecture it was developed a prototype in FPGA using a PC with GNU Radio as host. The performed experiments demonstrate that the proposed solution presents a significant improvement in the total performance of the system in terms of CPU usage and latency when comparing with the off-the-shelf USRP.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2013 / Made available in DSpace on 2013-12-05T22:36:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 319750.pdf: 7670011 bytes, checksum: 526e021c3f59319288ed8ae1fac3b898 (MD5) Previous issue date: 2013 / A interferência eletromagnética é um problema no que se refere ao desenvolvimento de produtos eletroeletrônicos. O ambiente doméstico, com o avanço da tecnologia, está susceptível às emissões geradas por vários equipamentos, como por exemplo, o controlador eletrônico de temperatura utilizado em chuveiros. Portanto, entende-se necessária a investigação das emissões eletromagnéticas geradas por estes equipamentos. Neste trabalho, será analisada a emissão conduzida através da utilização de um dispositivo separador de ruídos, como ferramenta de diagnóstico dos componentes de ruídos de modo comum e modo diferencial. Após determinar o modo de ruído predominante, fez-se um projeto de filtro de EMI específico para cada equipamento, como técnica corretiva, deixando-o em conformidade com a norma CISPR. Fez-se a validação dos resultados gerados pelo dispositivo separador através de cálculo analítico, conforme a literatura técnica especializada, comparando os dados. Os resultados das medições demonstram que a proposta de utilizar um dispositivo separador de ruídos pode efetivamente identificar o modo de propagação dominante das emissões conduzidas e minimizar os trabalhos e custos ao aplicar o projeto de filtro de EMI <br> / Abstract: Electromagnetic interference is a problem with regard to the development of electronic products. The domestic environment, with the advancement of technology, is likely to emissions generated by various devices, such as electronic temperature controller used in showers. Therefore, it is necessary to investigate the emissions generated by these devices. In this paper, we will analyze the conducted emission by using a noise separator device, as a diagnostic tool for common mode noise and differential mode components. After determining the predominant mode noise, an EMI filter was projected for each specific equipment, a corrective technique, to let it in accordance with the standard CISPR. A validation of the results generated by the device tab was performed through analytical calculation, in order to compare the data. Measurement results show that the use of a device noise separator can effectively identify the dominant mode of propagation for conducted emissions and minimize the work and costs to implement the EMI filter project.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2013 / Made available in DSpace on 2013-12-05T22:38:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 319747.pdf: 54223935 bytes, checksum: 33563d48925bfd1c1c8abb1ed42000e7 (MD5) Previous issue date: 2013 / Este trabalho apresenta uma nova topologia de retificador monofásico de elevado fator de potência, baseado em um conversor boost híbrido, com aplicação em sistemas que necessitam alto ganho estático de tensão. A topologia é resultado da integração entre um conversor CC-CC boost convencional e um dobrador de tensão a capacitor chaveado. As principais características do conversor são: tensão de saída maior que o dobro da tensão de pico de entrada; redução dos esforços de tensão sobre os semicondutores, sendo metade da tensão de saída; alta eficiência. O conversor é controlado pela técnica de valores médios instantâneos da corrente no indutor, mesma estratégia de controle utilizada em retificadores boost PFC convencionais. Foi utilizado no controle um circuito integrado muito comum em aplicações industriais. A fim de validar os estudos teóricos, um protótipo foi construído com especificações de 220 V eficazes de tensão de entrada e frequência de rede igual 60 Hz, tensão de saída igual a 800 V e potência de carga de 1000 W. A eficiência medida em laboratório foi de 96,5% para a potência nominal e de 97% para metade da potência. <br> / Abstract: This work presents a novel single-phase recti?er topology with high power factor, based on a hybrid boost converter, with applications in systems that require high gain static voltage. Resulting from the integration of a conventional dc-dc boost converter and as witched capacitor voltage doubler. The main feature of the proposed recti?er is its ability to output a dc voltage larger than the double of the peak value of the input line voltage, while subjecting the power switches the half of the dc bus voltage and high e?ciency. The converter is controlled by average current mode control technique, same control strategy employed in the conventional boost based recti?er, where it was used to control an integrated circuit very common in industrial applications. Experimental data were obtained from a laboratory prototype with an input voltage of 220 Vrms, line frequency of 60 Hz, output voltage of 800 Vdc, load power of 1,000 W. The e?ciency of the prototype, measured in the laboratory was 96.5% for full load and 97% for half load.

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 2013-12-05T23:15:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 320896.pdf: 4376990 bytes, checksum: 3a26c6e64b142b9ccf2666f131cd035c (MD5) Previous issue date: 2013 / Apresenta-se nessa dissertação um estudo das reatâncias não saturadas de máquinas síncronas de polos lisos laminados, considerando-se duas configurações diferentes de rotores. Em uma primeira configuração o enrolamento amortecedor é distribuído simetricamente ao longo de toda a periferia do rotor, enquanto que na segunda o enrolamento amortecedor é distribuído somente sobre os polos do rotor. O objetivo principal desse estudo é determinar as reatâncias não saturadas dessas duas configurações de máquinas síncronas de polos lisos a partir de cálculos analíticos que consideram a geometria e dados de bobinagem da máquina em questão. A fabricação de dois geradores, considerando ambas configurações, e os ensaios realizados nos mesmos, foram utilizados na análise e validação dos cálculos analíticos. <br> / Abstract : This dissertation presents an unsaturated reactance investigation for non salient poles synchronous machines, considering two different configurations of laminated cylindrical rotors. In the first configuration the damper winding is distributed symmetrically along the entire periphery of the rotor, while in the second one the damper winding is distributed only on the poles of the rotor. The main objective of this study is to determine the unsaturated reactances of both configurations of non salient poles synchronous machines by means of analytical calculations that take into account the geometry and windings of the machine. The manufacture of two generators, considering both settings, and the tests performed were essential for analysis and validation of analytical calculations.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2013 / Made available in DSpace on 2013-12-06T00:00:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 319590.pdf: 1882902 bytes, checksum: a2e35b5b919b7ebde707265f2ca7b9d0 (MD5) Previous issue date: 2013 / Este trabalho apresenta um novo modelo analítico para o comportamento do pseudo algoritmo de projeções afins (PAP), uma variação de baixo custo computacional do algoritmo de projeções afins convencional (APA), introduzindo um mecanismo até então desconhecido que ocorre nas primeiras iterações do processo de adaptação, denominado de Efeito de Inicialização. Dessa forma, contrariamente ao apresentado na literatura específica, a condição de passo unitário é necessária, porém não suficiente para garantir a equivalência no comportamento de ambos os algoritmos (PAP e APA). Esse efeito ocorre devido à característica escalar do erro instantâneo utilizado no algoritmo PAP e afeta o processo de ortogonalização na atualização dos coeficientes. Uma modelagem matemática para esse mecanismo é derivada neste trabalho, e posteriormente empregada para obtenção de novas equações determinísticas (recursivas e fechadas) para o comportamento médio dos coeficientes, erro quadrático médio e momentos de segunda ordem do vetor de erro dos coeficientes, considerando um sinal de excitação de entrada autoregressivo. Equações que descrevem quantitativamente o regime permanente também são derivadas. Finalmente, simulações Monte Carlo corroboram com a excelente acurácia dos modelos analíticos propostos, e os resultados teóricos apresentados demonstram que o Efeito de Inicialização pode acarretar em um impacto significativo no comportamento de convergência do PAP em relação ao APA <br> / Abstract: This work presents a new analytical model for the behavior of the pseudo affine projection (PAP) adaptive algorithm, a low cost computational variation of the conventional affine projection algorithm (APA), introducing a previously unknown mechanism that occurs at the first iterations of the adaptation process, called Initialization Effect. Unlike described in the specific literature, the condition of the unity step-size is necessary, but it is not sufficient to ensure the equivalence of both algorithms (PAP and APA). This effect occurs due to the scalar structure of the instantaneous error used in the PAP algorithm and it affects the correct orthogonalization process of the weights. A mathematical model for this mechanism is provided in this work, and subsequently it is used to obtain new deterministic equations (recursive and closed-form) to the mean weight behavior, mean squared error and second-order moments of the weight error vector for autoregressive inputs. Also, equations that describe quantitatively the steady-state behavior are also derived. Finally, Monte Carlo simulations show improvements in the accuracy of the proposed analytical models and the presented theoretical results indicate that the Initialization Effect can lead to a significant impact on the behavior of the algorithm convergence.