Power system harmonics and interharmonics are power quality concerns that have received a great deal of attention in recent years. These phenomena can have several adverse effects on power system operation. The main harmonic and interharmonic sources are devices based on power electronics. An emerging class of harmonic sources is comprised of power electronic-based home appliances. These appliances are dispersed throughout the low-voltage distribution system, and their collective impact can result in unacceptable levels of voltage distortion. The characterization of home appliances based on their harmonic currents is an important step toward understanding the impact of these devices. This thesis presents an evaluation of the relative severity of the harmonic currents from these devices, and the impact of the disparity of the harmonic current phase angles. Typically, the voltage supplied to each harmonic source is already distorted. This distortion causes a change of the harmonic current magnitudes (traditionally referred to as the attenuation effect). Common harmonic analysis methods cannot take this variation into account because they use a typical harmonic current source model specified by a supply voltage having little or no distortion. This thesis characterizes the harmonic attenuation effect of power electronic-based appliances. One of the findings is that harmonic amplification, rather than attenuation, can occur under credible voltage conditions. This finding had not been made previously. In order to include the harmonic attenuation/amplification in appliance modeling, a measurement-based harmonic modeling technique is proposed. One of the most economic and effective ways to mitigate harmonics in power systems is through the use of harmonic shunt passive filters. These filters can be of many topologies. Selecting these topologies is a task that, today, depends on the experience and judgment of the filter designer. An investigation is carried out on the common filter topologies, and the most cost-effective topologies for mitigating harmonics are identified. As many of the larger harmonic loads also generate interharmonics, interharmonics have become prevalent in today’s medium-voltage distribution system. Mitigation cannot be carried out until the interharmonic-source location is known. A method for interharmonic source determination is proposed and then verified through simulation and field measurement studies.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work presents a detailed analysis about the interleaved buck converter applied to electronic ballasts to supply high power HID lamps, assuming the input voltage as a PFC stage output. As the output capacitor has a maximum value to be applied in parallel with the lamp, parallel operated converters are a suitable choice because the output current ripple cancellation characteristic. Besides, the output current ripple cannot be greater than 5% of the nominal current to avoid acoustic resonance phenomena. Also, interleaved converters allow magnetic and semiconductors losses reduction. The applied topology was the interleaved buck converter, because its inherent characteritstic of the output as a current source. A generalized model for the IBC operating in CCM was obtained, including inductors and semiconductors losses, besides an analysis to achieve the optimum point of design in terms of efficiency, size and complexity of implementation. To apply the IBC in CCM supplying HID lamps, it is necessary inductors current control, which means to guarantee a current source behavior of the converter. For that, two current control loop were designed, one for each inductor being measured via a shunt resistor located at the circuit input. Also, stability was analyzed based on impedance criterion. Finally, complete electronic ballast was presented, gathering a two-cell IBC, full-bridge inverter, measuring circuits for current and voltage and an external circuit for the correct delay of the IBC MOSFETs gate signals. Obtained experimental results were satisfatory, showing equal current sharing, once warm-up stage and closed-loop implementation were via an 8-bits microcontroller. / Este trabalho apresenta uma análise detalhada do conversor buck intercalado como reator eletrônico aplicado à alimentação de lâmpadas de descarga em alta pressão (HID) de alta potência, assumindo a entrada como a saída de uma etapa de correção de fator de potência (PFC). A característica de diminuição da ondulação da corrente de saída de conversores operando em paralelo é uma grande vantagem, pois o capacitor em paralelo com a lâmpada tem um valor limite a fim de garantir a estabilidade do sistema. Aliada a essa condição, a ondulação de corrente na lâmpada não pode ultrapassar 5% da corrente nominal para garantir que não ocorra o fenômeno da ressonância acústica de forma destrutiva. Além disso, permitem redução de perdas magnéticas e nos semicondutores, além de apresentar diminuição na ondulação da corrente de saída através da defasagem dos sinais de comando dos interruptores, diminuindo o capacitor de saída a ser empregado. Em termos de análise do conversor buck intercalado (IBC), foi obtida uma modelagem generalizada para o conversor operando em modo de condução contínua (CCM) incluindo as perdas nos interruptores, indutores e diodo. Também foi realizada uma análise de ponto ótimo de projeto contemplando tamanho, eficiência e complexidade de implementação. Para a utilização do IBC em CCM na alimentação de lâmpadas HID é necessário o controle de corrente dos indutores, ou seja, garantir que o conversor tenha o comportamento semelhante à uma fonte de corrente. Para tal, foram utilizadas duas malhas de controle de corrente, uma para cada indutor, sendo o sinal de controle medido através de um resistor shunt localizado na entrada do conversor. Ainda, foi apresentada uma análise de estabilidade baseada na relação entre as impedâncias da lâmpada e do conversor, com realimentação em modo corrente. Finalmente, o reator completo foi apresentado, constituído do IBC com duas células, inversor full-bridge, circuito inibidor para defasagem dos sinais de comando do IBC e o circuito de medição das correntes e tensão. Os resultados experimentais obtidos foram satisfatórios, com correntes equilibradas, uma vez que o IBC com malha fechada em ambos os indutores foi implementado com um microcontrolador de 8-bits, com frequência de barramento de 16 MHz.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:29:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5048.pdf: 1543384 bytes, checksum: 76d92ce057a127fc38905223eccb4a8c (MD5) Previous issue date: 2013-03-21 / The presented work aims to allow students to infer about the different concepts by building Mathematicians luminaire. For this, occur following the development of a didactic, teaching methodology that consists in presenting the project to the students who undergo an initial production or initial assessment - production of texts, conversations, problems - from which different activities are performed, worked in modules on the topics. It is then rated the performance obtained through the production end. This methodology was applied to two classes of 2nd year of high school in a public school. The first step began with a presentation of the sequence followed by initial production, which allowed students to exhibit their knowledge of mathematics involved in the production end (luminaire). The proposal focuses on various topics from basic mathematics possible, through different methodologies, the resumption of constant content addressed thus enabling advances in the teachinglearning process. The topics taken up are observed in the plane geometry, which underlies the study of Space Geometry. The practice of mathematical modeling is used to rescue the concept of function with real meaning to students. The news was on account of the discovery of mathematics Barcode. And finally, the closing of the work took place with the presentation of the final production performed by students. / O trabalho apresentado tem como objetivo permitir ao aluno inferir sobre os diferentes conceitos Matemáticos através da construção de luminária. Para isso, ocorrerá o desenvolvimento de uma sequência didática, metodologia de ensino que consiste em apresentar o projeto aos alunos que são submetidos a uma produção inicial ou avaliação inicial produção de textos, conversas, problemas a partir da qual são realizadas atividades diferenciadas, trabalhadas em módulos sobre os assuntos propostos. Em seguida, é avaliado o desempenho obtido através da produção final. Esta metodologia foi aplicada em duas turmas de 2os anos do Ensino Médio de uma Escola Pública. A primeira etapa iniciou-se com uma apresentação da sequência seguida da produção inicial, que permitiu ao aluno expor seus conhecimentos acerca da Matemática envolvida na produção final (luminária). A proposta privilegia vários tópicos da Matemática básica possibilitando, através de metodologias diferenciadas, a retomada constante dos conteúdos abordados permitindo, assim, avanços no processo ensino-aprendizagem. As retomadas são observadas nos tópicos da Geometria Plana, o que embasa o estudo da Geometria Espacial. A prática da Modelagem Matemática é utilizada para resgatar o conceito de Função com significado real para os alunos. A novidade ficou por conta da descoberta da Matemática do Código de Barras. E por fim, o fechamento do trabalho deu-se com a apresentação da produção final realizada pelos alunos.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / This dissertation consists of the design of an electronic ballast to drive high pressure discharge (HID) lamps, focusing on low power applcations. An innovative modified yback conveter is proposed as main part of an electronic ballast able to adequately supply HID lamps with low frequency square waveform current. From a continuos (DC) voltage source (e.g. battery or rail of a power factor correction converter, PFC), a yback arrangement is inserted into a switching structure whose output provides low frequency voltage yet avoiding instability issues. Proposals main advantage is the use of one single choke of simple assembly and only two common reference ground active switches for current control and voltage inversion. In this work, proposed converter principle of operation and its complete design are presented for both continuos (CCM) and disconinuos (DCM) conduction modes. Small-signal AC models for the converter in CCM and DCM, as well as the feedback closed-loop design for lamp power regulation are proposed based upon frequency response stability and performance analysis. For DCM, a small-signal AC model is obtained with the insertion of the HID lamp dynamics, enabling direct lamp current feedback with power regulation. For CCM, however, the AC model is obtained for a resistive load, with output power feedback implemented via an inner (inductor current)and an outer (power) loop is proposed, guaranteeing stability by analyzing the closed loop converter outut impedance. For DCM, a prototype has been developed and implemented to supply a 70W high pressure sodium lamp (HPS) either from a PFC DC rail or from AC mains via the integration of a converter for PFC purposes (buck-boost). Another prototype has been developed for the CCM design to supply a 35W metal-halide lamps from an automotive battery. Experimental results are presented for both prototypes in order to confirm their performances. Besides, simulation results from Matlab and PSIM are also presented, as well as discussions about methods and converters feasibility. / Esta dissertação consiste no desenvolvimento de um reator eletrônico para alimentação de lâmpadas de descarga em alta pressão (HID), focando em aplicações de baixa potência. Um inovador circuito yback modificado é proposto como parte principal de um reator eletrônico para adequada alimentação de lâmpadas HID aplicando uma corrente com forma de onda quadrada de baixa frequência. A partir de uma fonte de tensão contínua (CC) (por exemplo uma bateria ou barramento de saída de um conversor para correção de fator de potência, PFC), um arranjo tipo yback é inserido em uma estrutura de comutação cuja saída garante forma de onda quadrada de tensão ainda evitando problemas de instabilidade. A principal vantagem da proposta é o uso de um único indutor acoplado de simples construção e de apenas dois interruptores ativos, ambos conectados ao mesmo de terra de referência, para executar o controle de corrente e a inversão de tensão. Neste trabalho, o princípio de operação do conversor e seu projeto completo são apresentados para modo continuo (CCM) e descontínuo (DCM) de condução. Para DCM, um modelo CA de pequenos sinais é obtido com a inserção da dinâmica da lâmpada HID, habilitando realimentação direta da corrente na lâmpada com regulação de potência. Para CCM, no entanto, o modelo CA é obtido para carga resistiva, com realimentação da potência de saída implementada a partir de uma malha fechada interna (corrente no indutor) e outra externa (regulação de potência), efetuando-se a análise da estabilidade a partir da impedância de saída do conversor. Um protótipo foi desenvolvido e implementado para operação em DCM, alimentando uma lâmpada de vapor de sódio (HPS) de 70W a partir do barramento de saída de um conversor PFC ou a partir da rede CA através da integração de um conversor PFC na entrada (buck-boost). Para CCM, outro protótipo foi desenvolvido para alimentar uma lâmpada de multi-vapores metálicos de 35W a partir de uma bateria automotiva. Resultados experimentais são apresentados para os protótipos, confirmando o desempenho dos conversores projetados. Além disso, resultados de simulações utilizando Matlab e PSIM são também apresentados, assim como discussões sobre os métodos empregados e a viabilidade dos conversores propostos.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This paper presents a study of the characteristics of magnetic materials. The application of this study is the feeding of an electrodeless fluorescent lamp (EFL). This type of lamp is driven by electromagnetic effects and, because of this, the electrodes are eliminated. Thus, the EFL has longer lifetime associated with low lumen depreciation representing an alternative to lighting systems among other discharge lamps. Because of the EFL magnetic characteristics, the operation frequency of this type of system has to be high in order to reduce the size of inductive elements avoiding the shadowing. Thus, the study of different magnetic materials capable of operating under these circumstances is proposed. Experiments were performed in order to obtain material characteristics such as the magnetization curve and the energy losses, and simulations were used to study characteristics not available through practical means. Four different materials are analyzed, the ferrites N87 (from EPCOS) and IP12E (from THORNTON) and amorphous and nanocrystalline alloys. In the ferrites cases, it was possible to carry out practical experiments and prove that they are able to meet the operating needs of EFL. However, it was not possible to acquire toroids alloys, amorphous or nanocrystalline, with the internal diameter required to accommodate the bulb of the EFL therefore, results of simulations are presented for these cores projects. At the end of the work, comparisons are made between the results obtained. / Este trabalho apresenta um estudo das características de materiais magnéticos. A aplicação deste estudo é o acionamento de uma lâmpada fluorescente sem eletrodos (LFSE). O acionamento deste tipo de lâmpada é realizado a partir de efeitos eletromagnéticos, sem a necessidade de eletrodos. Em virtude disso, as LFSE apresentam, dentre as demais lâmpadas de descarga, uma longa vida útil associada a uma baixa depreciação do fluxo luminoso, representando uma alternativa atraente para sistemas de iluminação. Devido as características magnéticas das LFSE, a frequência de operação desse tipo de sistema deve ser elevada, com o objetivo de reduzir o volume dos elementos indutivos, evitando o sombreamento causado pelos mesmos. Com isso, é proposto o estudo de diferentes materiais magnéticos capazes de operar sob estas circunstâncias. Foram realizadas experiências a fim de obter características de materiais, tais como, a curva de magnetização e as perdas de energia, e simulações para estudar características não acessíveis através de meios práticos. Quatro diferentes materiais são analisados, os ferrites N87 (da EPCOS) e IP12E (da THORNTON) e as ligas amorfas e nanocristalinas. No caso dos ferrites foi possível realizar experiências práticas e comprovar que os mesmos são capazes de suprir as necessidades de funcionamento da LFSE. Porém, não foi possível adquirir toroides de ligas, amorfas ou nanocristalinas, com o diâmetro interno necessário para acomodar o bulbo da LFSE, portanto, resultados de simulações são apresentados para os projetos destes núcleos. Ao final do trabalho são realizadas comparações entre os resultados adquiridos.

O Brasil vem despontando no mercado avícola mundial, devido à alta qualidade de seus produtos e à grande variedade de cortes e industrializados, mostrando-se dinâmico, competitivo e disposto a adequar os processos produtivos às exigências deste segmento. Diversas práticas relacionadas ao manejo de frangos de corte têm sido implementadas visando a melhoria dos índices produtivos. Por isso, maiores cuidados em todas as fases de criação, acarretarão em melhores resultados alcançados nos índices zootécnicos e na qualidade final do produto, além do atendimento ao mercado consumidor. O controle ambiental é fundamental nas instalações, especialmente em relação ao sistema de iluminação que influencia diretamente no desempenho e comportamento das aves. O sistema de iluminação nos ambientes controlados tem sido revisto. As lâmpadas incandescentes normalmente utilizadas foram substituídas pelas lâmpadas fluorescentes, com isto novas tecnologias estão sendo propostas, como as lâmpadas de LED (Light Emitting Diode). As lâmpadas de LED possuem maior eficiência energética e maior durabilidade, visto que a luz emitida é fria, não dissipando energia em forma de calor. Além disso, a tecnologia dessas lâmpadas possibilita sua utilização no comprimento de onda preferencial pelas aves, ou seja, na cor da iluminação. Portanto, este estudo avaliou os efeitos de diferentes cores de lâmpadas de LED e intensidades luminosas sobre o desempenho e comportamento de frangos de corte. / Brazil is emerging in the world poultry market due to high quality of these products and the wide variety of cuts and industrialized, showing up dynamic, competitive and willing to adapt the industrial processes to the requirements of this segment. Various practices related to the management of broilers have been implemented aimed at improving production rates. Therefore, the greater the care at all stages of creation, the better the results achieved in the performance parameters and the final quality of the product, beyond the customer service market. Environmental control is fundamental premises, especially in relation to the lighting system that directly influences the performance and behavior of birds. The lighting system in controlled environments has been revised, incandescent bulbs normally used were replaced by fluorescent lamps with new technologies that are being proposed, such as LED lamps (Light Emitting Diode). LED bulbs are more energy efficiency and durability, as the light emitted is cold, not dissipating energy as heat. In addition to allowing the use in the preference wave length for broilers. Therefore, this study evaluated the effects of different colors of LED lamps and intensities on the performance and behavior of broilers.

O Brasil vem despontando no mercado avícola mundial, devido à alta qualidade de seus produtos e à grande variedade de cortes e industrializados, mostrando-se dinâmico, competitivo e disposto a adequar os processos produtivos às exigências deste segmento. Diversas práticas relacionadas ao manejo de frangos de corte têm sido implementadas visando a melhoria dos índices produtivos. Por isso, maiores cuidados em todas as fases de criação, acarretarão em melhores resultados alcançados nos índices zootécnicos e na qualidade final do produto, além do atendimento ao mercado consumidor. O controle ambiental é fundamental nas instalações, especialmente em relação ao sistema de iluminação que influencia diretamente no desempenho e comportamento das aves. O sistema de iluminação nos ambientes controlados tem sido revisto. As lâmpadas incandescentes normalmente utilizadas foram substituídas pelas lâmpadas fluorescentes, com isto novas tecnologias estão sendo propostas, como as lâmpadas de LED (Light Emitting Diode). As lâmpadas de LED possuem maior eficiência energética e maior durabilidade, visto que a luz emitida é fria, não dissipando energia em forma de calor. Além disso, a tecnologia dessas lâmpadas possibilita sua utilização no comprimento de onda preferencial pelas aves, ou seja, na cor da iluminação. Portanto, este estudo avaliou os efeitos de diferentes cores de lâmpadas de LED e intensidades luminosas sobre o desempenho e comportamento de frangos de corte. / Brazil is emerging in the world poultry market due to high quality of these products and the wide variety of cuts and industrialized, showing up dynamic, competitive and willing to adapt the industrial processes to the requirements of this segment. Various practices related to the management of broilers have been implemented aimed at improving production rates. Therefore, the greater the care at all stages of creation, the better the results achieved in the performance parameters and the final quality of the product, beyond the customer service market. Environmental control is fundamental premises, especially in relation to the lighting system that directly influences the performance and behavior of birds. The lighting system in controlled environments has been revised, incandescent bulbs normally used were replaced by fluorescent lamps with new technologies that are being proposed, such as LED lamps (Light Emitting Diode). LED bulbs are more energy efficiency and durability, as the light emitted is cold, not dissipating energy as heat. In addition to allowing the use in the preference wave length for broilers. Therefore, this study evaluated the effects of different colors of LED lamps and intensities on the performance and behavior of broilers.

Orientadores: Priscila Gava Mazzola, Patrícia Moriel / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas / Made available in DSpace on 2018-08-26T05:30:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Romanhole_RodrigoCollina_M.pdf: 2407995 bytes, checksum: a3fd76e8329a74f761c010fad33c4377 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Filtros solares são moléculas com capacidade de absorver e/ou refletir a radiação UVA e UVB, evitando assim que esta radiação alcance a epiderme ou até mesmo a derme, porém alguns filtros podem apresentar instabilidade quando absorvem a radiação, com consequente perda desta função. A fotoinstabilidade após a exposição à radiação UV é bem conhecida e descrita, porém não existem muitos dados relacionando a estabilidade destes filtros após a irradiação de luz fluorescente emitida pelas lâmpadas comerciais presentes em lares e escritórios. O presente estudo propõe avaliar a fotoestabilidade de produtos comerciais com FPS 30, após irradiação UV e também após a irradiação fluorescente, correlacionando o comportamento de cada produto frente aos diferentes tipos de radiação. A metodologia aplicada é in vitro, sendo que os produtos testados foram aplicados em duas diferentes placas de polimetilmetacrilato Polimetil metacrilato (PMMA) e irradiados por um simulador solar com filtros específicos para UVA/B e por uma fonte de luz fluorescente comercial. De acordo com os resultados obtidos, foi observado que a placa de PMMA utilizada pode influenciar nos resultados e todas as amostras testadas apresentaram um comportamento fotoestável quando expostos à radiação ultravioleta ou fluorescente, ou seja, não apresentaram redução na sua capacidade de absorção da radiação UVA/B mesmo após doses de radiação bem elevadas. Estes resultados demonstram que as amostras testadas apresentaram um comportamento bastante estável em diversas situações em que a população está exposta no dia a dia / Abstract: Sunscreens are molecules with ability to absorb and/or reflect the UVA and UVB radiation, thereby preventing radiation that reaches the epidermis or dermis even though some filters can be unstable when they absorb radiation, with consequent loss of its function. The photostability after exposure to UV radiation is well known and described, but there are not many data correlating the stability of these filters after fluorescent light irradiation, emitted by commercial lamps present in homes and offices. This study proposes to assess the photostability of commercial products SPF 30 after artificial UV irradiation and also after the fluorescent radiation, correlating the behavior of each product against different types of radiation. The methodology applied was in vitro, and the products tested were applied on two different plates of polymethyl methacrylate (PMMA) and irradiated by a solar simulator with specific filters for UVA/B and a fluorescent light source commercial. According to the results, the plate can play an important role in the photostability data and all samples tested presented a similar photostable behavior when exposed to UV or fluorescent light, or showed no reduction in its capacity for absorption of UVA/B even after higher doses of radiation. These results demonstrate that the samples tested presented a very stable behavior in various situations in which the population is exposed on a daily basis / Mestrado / Ciencias Biomedicas / Mestre em Ciências Médicas

M.Tech. (Environmental Health) / Fluorescent lamps, because of their mercury content, are regarded as hazardous waste and fall under the category of electrical waste. This is due to mercury's toxicological, physical, and chemical or persistence properties, which may have acute or chronic detrimental impact on human health and the environment. This study adopted a quantitative research approach, which aimed at determining how fluorescent lamps are managed in selected public schools. The investigation followed an exploratory design.This research was done under the umbrella of the World Health Organisation Collaborating Centre for Urban Health's Health, Environment and Development study. The sample population included 22 public schools, and proportionate purposive sampling was used and data was collected through the use of structured questionnaires and observation checklist. There were no formal gUidelines available for the management of fluorescent lamps in schools as a result improper handling, storage or disposal thereof, poses a health risk to the learners, employees and the environment. The outcome of this study indicated the need of formal guidelines for the management of fluorescent lamps in public schools to the Department of Education, and to produce guidelines for operational procedures.

Metal halide lamp is one kind of the most compact high-performance light sources. Because of their good color rendering index and high luminous efficacy, these lamps are often preferred in locations where color and efficacy are important, such as supermarkets, gymnasiums, ice rinks and sporting arenas. Unfortunately, acoustic resonance phenomenon occurs in metal halide lamps and causes light flicker, lamp arc bending and rotation, lamp extinction and in the worst case, arc tube explosion, when the lamps are operated in high-frequency bands. This thesis takes place in the context of developing electronic ballasts with robust acoustic resonance detection and avoidance mechanisms. To this end, several envelope detection methods such as the multiplier circuit, rectifier circuit, and lock-in amplifier, are proposed to characterize fluctuations of acoustic resonance. Furthermore, statistical criteria based on the standard deviation of these fluctuations are proposed to assess acoustic resonance occurrence and classify its severity. The proposed criteria enable classifying between no acoustic resonance and acoustic resonance cases based upon either a two-dimensional plane, a histogram or a boxplot. These analyses are confirmed by the study of spectral variations (variations of the spectral irradiance and colorimetric parameters) as well. Standard deviations and relative standard deviations of these variations are also correlated with the presence of acoustic resonance. The results from this study show that whatever voltage envelope variations or spectral variations are significantly influenced by acoustic resonance phenomena. A set of metal halide lamps from different manufacturers and with different powers are tested in our experiments. We concluded that our designed multiplier and rectifier circuits for acoustic resonance detection have the same sensitivity as the lock-in amplifier, paving the way for the implementation of this function directly into the ballast circuit board.