Since the last quarter of the last century, and due to the spectacular increment of the connection of electronic loads to the electric system, it has been extraordinarily increased the existence of non-sinusoidal currents with high content of harmonics. This fact, in comparison to our environment, is named "electric pollution".The presence of these electronic loads is given in all power levels, from hundreds of VA until some MVA and, although the problem is increased with the installed power, it is not negligible the effect achieved by the accumulation of many loads of small power. Due to this fact specific power quality standards have been imposed.The conventional filter techniques, based on passive filters installation tuned at the supposed harmonics in the plant, became inadequate due to the variability in the value and content of the same ones throughout the time. The present PhD thesis is dedicated to the study of the current techniques for the elimination of those harmonics, and also the conventional reactive energy, by means of Active Power Filters based on the use of static power converters and specific control algorithms.After exposing the mains theories on the instantaneous power in the electric systems, and their application to the compensation techniques of harmonic and reactive energy by means of Active Power Filters, improvements are contributed in the application of those theories consistent in the simplification of the same ones based on the exclusive consideration of the active instantaneous power, as a really physical concept and easily measurable.In particular it is considered of special interest, for their simplicity and excellent results, the so called Simplified General Theory of the Instantaneous Power. This theory is applicable to one-phase as well as three-phase systems with or without neutral conductor.Analogical and digital prototypes of control have been built, based on the exposed theories, with experimental results that confirm the validity of the same ones.An industrial prototype of a Active Power Filter of 40kVA of compensation power has also been built, whose control is based in Simplified General Theory of the Instantaneous Power, and experimental results in laboratory demonstrate the excellent behaviour even with electronics loads whose Total Harmonic Distortion of current (THDi) exceeds 70%. This THDi is reduced below values of 5%. / Desde el último cuarto del pasado siglo, y debido al espectacular incremento de la conexión de cargas electrónicas al sistema eléctrico, se ha incrementado extraordinariamente la existencia de corrientes no senoidales con alto contenido de armónicos, apareciendo lo que, por similitud con el entorno medioambiental, se denomina "polución eléctrica."La presencia de estas cargas electrónicas se da en todos los niveles de potencia, desde centenas de VA hasta algunos MVA y, aunque el problema se agrava con la potencia instalada, no es por ello despreciable el efecto provocado por la acumulación de muchas cargas de pequeña potencia, hasta tal punto que el contenido de armónicos ha debido ser regulado por normas específicas.Las técnicas convencionales de filtrado, basadas en la instalación de filtros pasivos sintonizados con los armónicos supuestamente presentes, resultan inadecuadas debido a la variabilidad en el valor y contenido de los mismos a lo largo del tiempo.El presente trabajo de tesis está dedicado al estudio de las técnicas actuales para la eliminación de esos armónicos, y también de la energía reactiva convencional, mediante técnicas de Filtrado Activo de Potencia (FAP), basadas en la utilización de Convertidores Estáticos de Potencia y algoritmos de control específicos.Después de exponer las principales teorías sobre la potencia instantánea en los sistemas eléctricos, y su aplicación a las técnicas de compensación de armónicos y energía reactivamediante FAP, se aportan mejoras en la aplicación de esas teorías, consistentes en la simplificación de las mismas basadas en la consideración exclusiva de la potencia activa instantánea, como concepto de indudable sentido físico y fácilmente medible.En particular se considera de especial interés, por su simplicidad y excelentes resultados, la denominada Teoría General de la Potencia Instantánea Simplificada (TGPIS), de aplicación tanto a sistemas monofásicos como a trifásicos, con o sin neutro.Se han construido prototipos de control analógico y digital, basados en las teorías expuestas, con resultados experimentales que confirman la validez de las mismas.También se ha construido un prototipo industrial de un FAP de 40kVA de potencia de compensación, cuyo control está basado en la TGPIS, sobre el que se han realizado ensayos de laboratorio a potencias del orden de 15kVA, con resultados que demuestran su excelente comportamiento, incluso ante cargas cuya Distorsión Armónica Total de corriente (THD) excede el 70%, que queda reducida a valores inferiores al 5%.

Orientador: Francisca Aparecida de Camargo Pires / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica / Made available in DSpace on 2018-07-20T06:28:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MangiliJunior_JoseFernando_M.pdf: 3069778 bytes, checksum: db500fec2fcb422fa1dd81d23d86e649 (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: O presente trabalho é uma contribuição ao estudo de harmônicas em sistemas de potência especificamente no que tange às interpretações de potência. Pretende-se, assim, colaborar à nível didático preenchendo uma lacuna na formação de engenheiros eletricistas, já que o trabalho reapresenta os tradicionais conceitos de potência ativa e reativa na presença de harmônicas, além de discutir a "potência de distorção" com a qual uma representação geométrica não é cabível. As situações assumidas para o desenvolvimento do trabalho abordam: a-) tensões e correntes senoidais (conceitos tradicionais) onde a compensação de potência é, quase sempre,realizada através de capacitores. b-) tensões e correntes distorcidas periódicas onde a compensação de potência reativa e da "potência de distorção" pode ser realizada através de filtros sintonizados. Desta forma, tenta-se obter um avanço na compreensão do comportamento das potências envolvidas nos sistemas energéticos e circuitos elétricos em geral / Abstract: This work is a contribution to the study of harmonics in power systems, in which power interpretations is enphasized. The goal is to improve an existing gap in the electrical engineers education, since this work rethink the traditional concepts of active and reactive power in the presence ofharmonics. Also, the concept of"distortion power" is discussed. The statments assumed for the development of this work envolve: a-) sinusoidal voltage and current (traditional concepts) where the power compensation is performed, as usually, by capacitors. b-) periodically but not sinusoidal voltages and currents where the compensation of reactive and "distortion power" is performed through sintonized filters. It's expected that the conclusionsof this work can provide a better understanding of the power behavior involved in power systems and electrical circuits in general / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica

Made available in DSpace on 2016-08-17T14:52:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marcio de Oliveira Santos.pdf: 375867 bytes, checksum: 9316c23a45525634b808c0315c716985 (MD5) Previous issue date: 2003-12-12 / The patient diagnosis can be made through a analysis of the cardiac variability that, being formed of nervous interactions, give the status of the vagal and sympathetic systems. The main measure to do this analysis is HRV, obtained by RR temporal differences or spectral methods. A major disadvantage we can find in the latter methods is a high sampling tax that yields in lost of information and high storage cost. New methods has been developed to minimize these incovenients, like HIF. This method have two steps: a driver function and a wavelet filter. The proposed algorithm is based on HIF using a auto regressive method as driver function and otimized parameters to the wavelet filter. The obtained results are very promissor and the estimation error is smaller than traditional methods one. / O diagnóstico de um paciente pode ser feito através da análise da variabilidade cardíaca que, por ser resultado de interações nervosas, fornece o estado dos sistemas vagal e simpático. A principal medida utilizada para se fazer esta análise é a taxa de variabilidade cardíaca (HRV) que pode ser obtida por métodos de diferença temporal de ondas R e espectrais. A principal desvantagem que é encontrada nestes métodos é que a alta taxa de amostragem do ECG é herdada por estes métodos, ocasionando perda de informação e o aumento de custo para armazenamento dos dados se torna mais alto. Para que este problema fosse solucionado foram desenvolvidas novas medidas que não apresentassem esses inconvenientes, como o algoritmo HIF. Este algoritmo é composto de duas etapas: a construção de uma função driver e filtragem através de uma wavelet de Gabor. O algoritmo proposto neste trabalho foi baseado no HIF utilizando um novo método autoregressivo (EAR) para função driver e otimizando-se os parâmetros da wavelet de Gabor. Os resultados obtidos mostraram que o algoritmo desenvolvido é bastante promissor e o erro de estimação é bem menor em relação a HIF.

Made available in DSpace on 2016-08-17T14:53:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fausto Lucena de Oliveira.pdf: 744487 bytes, checksum: 189e44c92f58b262f0b8901410cec223 (MD5) Previous issue date: 2006-02-23 / The estimation of heart rate variability (HRV) makes use of the RR intervals obtained from the electrocardiogram (ECG) and prevails as a standard procedure to analyze the modulation regulated by the autonomous nervous system. Moreover, many works have been trying to show that is possible to obtain the HRV from the systolic blood pressure (SBP). Those works often present results of the comparison in the time and frequency domains between the HRV calculated from the RR intervals and the discrete series composed by the maximum values of SBP. However, these comparisons were shown to be reliable only over time domain, for they exhibit disparities on the high frequency bands. In this work we show that the reported disparities on high frequencies could be related to many procedures adopted during the processing of these signals to extract the intervals referred to the cardiac cycles. Here, we use a recent technique called heart instantaneous frequency, proposed to calculate the HRV from both ECG and blood pressure (BP) signals, with the benefit of being more robust to undesired artifacts than the usual peak detectors. Then, we present temporal and spectral results with nonsignificant statistical differences between the HRV extracted from both ECG signals using peak detectors and BP waveforms using the HIF algorithm. / O calculo da variabilidade de frequencia cardıaca (HRV) se utiliza dos intervalos RR obtidos a partir do eletrocardiograma (ECG) e prevalece como um procedimento padrão para se analisar a modulação do sistema nervoso autonomo. Apesar disso, um grande numero de trabalhos tem tentado mostrar que é potencialmente útil obter a HRV a partir da pressão sanguinea sistólica (PSS). Estes estudos geralmente apresentam resultados da comparação no domınio do tempo e frequencia entre a HRV obtida a partir dos intervalos RR com a serie discreta formada pelos valores maximos da PSS. Entretanto, essas comparações mostraram haver apenas confiabilidade nos parametros temporais, pois apresentam disparidades nas bandas de alta frequencia. Neste trabalho, nós mostramos que as diferenças apresentadas nas altas frequencias podem estar relacionadas com os vários procedimentos adotados durante o processamento desses sinais ao se extrair os intervalos referentes aos ciclos cardıacos. Aqui, nós usamos uma técnica recente denominada de frequencia instantanea cardıaca (HIF, do inglês heart instantaneous frequency), que foi proposta para se calcular a HRV tanto com sinais de ECG quanto de pressão sanguınea (PS), com a vantagem de ser mais robusta aos artefatos indesejados que os usuais detectores de pico. Assim, nós mostramos resultados temporais e espectrais com diferenças estatısticas insignificantes entre a HRV extraıda a partir do ECG usando detectores de pico com os obtidos pelas formas de onda de PS usando o algoritmo HIF.