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Teses / dissertações sobre o tema "Energia eletromagnética"
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Zanatta, Ana Paula. "Sistema de suspensão eletromagnética semiativa com possibilidade de regeneração de energia". reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS, 2018. http://hdl.handle.net/10183/184556.
Texto completo da fonteResumo:
Este trabalho aborda a aplicação de uma máquina elétrica síncrona do tipo tubular linear de ímãs permanentes em um sistema de suspensão semiativa. O uso de amortecedores eletromagnéticos lineares em sistemas de suspensão não é uma ideia nova, mas a maioria dos trabalhos publicados sobre este assunto concebem soluções ativas e negligenciam as semiativas, sobretudo com estudos experimentais. Nesta pesquisa é discutido um modelo dinâmico eletromecânico acoplado de um sistema de suspensão semiativa, considerando um amortecedor eletromagnético linear e também apresentando dados experimentais. Leis da mecânica clássica e do eletromagnetismo são aplicadas para descrever o sistema que combina teoria de vibrações e máquinas elétricas. Um modelo virtual com vários subsistemas foi implementado no ambiente MATLABR /Simulink/Simscape para associar equações e simular o desempenho global. Para o caso passivo, os resultados numéricos e experimentais validam os parâmetros e confirmam a funcionalidade do sistema e a metodologia proposta. Simulações e testes experimentais para o caso semiativo são consistentes, mostrando uma melhoria na transmissibilidade de deslocamento, em relação ao modo passivo, e a possibilidade de regeneração de energia.This work addresses the application of a tubular linear permanent magnet synchronous machine working as a damper for a semi-active suspension system. The use of linear electromagnetic dampers in suspension systems is not a new idea. However, most published papers on this subject outline active solutions and neglect semi-active ones, above all, with experimental studies. Here a dynamic mechanicalelectromagnetic coupled model for a semi-active suspension system is reported. This is in conjunction with a linear electromagnetic damper and also presents experimental data. Classical laws of mechanics and electromagnetics are applied to describe a dynamic model combining vibration and electrical machines theories. A multifaceted MATLABR /Simulink/Simscape model was implemented to incorporate equations and simulate global performance. For the passive case, numerical and experimental results validate the parameters and confirm system function and the proposed methodology. Simulation and practical results for the semi-active case are consistent, showing an improvement in the displacement transmissibility and the possibility of energy regeneration.
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SILVA, Thaís Luana Vidal de Negreiros da. "Transformador de corrente com núcleo toroidal para recuperação de energia eletromagnética". Universidade Federal de Campina Grande, 2016. http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/478.
Texto completo da fonteResumo:
Submitted by Lucienne Costa (lucienneferreira@ufcg.edu.br) on 2018-04-24T17:01:07Z
No. of bitstreams: 1
THAÍS LUANA VIDAL DE NEGREIROS DA SILVA – DISSERTAÇÃO (PPGEE) 2016.pdf: 1884666 bytes, checksum: afeda21236f3e2ea365c427c256b6865 (MD5)Made available in DSpace on 2018-04-24T17:01:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 THAÍS LUANA VIDAL DE NEGREIROS DA SILVA – DISSERTAÇÃO (PPGEE) 2016.pdf: 1884666 bytes, checksum: afeda21236f3e2ea365c427c256b6865 (MD5) Previous issue date: 2016-10-17
Capes
Neste trabalho são apresentados estudos analíticos e simulações computacionais sobre transformadores de corrente (TC) com núcleo toroidal de material magneticamente mole como recuperadores de energia eletromagnética. A fundamentação teórica parte das leis fundamentais do eletromagnetismo derivadas das equações de Maxwell. Na obtenção dos circuitos magnéticos equivalentes foram levados em conta as forças magnetomotrizes, relutâncias e os fluxos magnéticos. Como estudo de caso, foi utilizada uma simulação computacional baseada no método dos elementos finitos para a obtenção da distribuição de indução magnética dentro do núcleo toroidal. Tal como previsto pelas expressões analíticas, verificou-se que a indução magnética distribui-se de maneira não uniforme na direção radial do núcleo. Partindo dos circuitos magnéticos, circuitos elétricos equivalentes foram deduzidos, nos quais foram representadas as resistências e as reatâncias. Simulou-se o comportamento do TC como recuperador de energia e verificou-se que o rendimento do sistema de recuperação depende do material do núcleo, da carga acoplada ao secundário do TC, do coeficiente de acoplamento entre primário e secundário e da existência ou não de entreferro no núcleo magnético.
In this work an analytic and computational analysis of current transformers (CT) with soft magnetic material toroidal core used as energy harvester is presented. The theoretical approach is based on the fundamental laws of electromagnetism presented in Maxwell's equations. Magnetomotive forces, reluctance and magnetic flux were taken into account in order to obtain equivalent magnetic circuits. Using a 2D simulation tool based on finite element method, computational simulations were performed in order obtain the distribution of magnetic induction in radial direction of the toroidal core. As predicted by the analytical expressions, the magnetic induction is distributed nonuniformly in the radial direction of the core. Based on the magnetic circuits, equivalent electrical circuits were deducted, in which the resistance and reactance were represented. Based on computational simulations, it was possible to conclude that the efficiency of the TC as energy harvester varies according to the core material, to the load at its secondary terminal, to the coupling coefficient between primary and secondary and to the existence of air gap in the magnetic core.
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Jorgetto, Marcus Felipe Calori [UNESP]. "Transmissão indutiva de energia eletromagnética sem fios, para aplicações em postos de abastecimento de veículos elétricos puros: modelação para o elemento eletromagnético". Universidade Estadual Paulista (UNESP), 2015. http://hdl.handle.net/11449/124424.
Texto completo da fonteResumo:
Made available in DSpace on 2015-07-13T12:10:14Z (GMT). No. of bitstreams: 0
Previous issue date: 2015-02-27. Added 1 bitstream(s) on 2015-07-13T12:25:33Z : No. of bitstreams: 1
000836334.pdf: 1535440 bytes, checksum: 8662c660666cc734fb6a0b7771db7959 (MD5)Esta dissertação apresenta a modelação, metodologia de projeto e os principais resultados de simulação para um elemento eletromagnético de transmissão indutiva de energia elétrica sem fios, aplicado em postos de abastecimento de Veículos Elétricos (VE) puros. A estrutura proposta é composta por no mínimo dois indutores, sendo um deles o emissor e o outro o receptor de energia. Realizou-se uma revisão bibliográfica das estruturas dos sistemas utilizados para a transmissão de energia eletromagnética sem fios (wireless) e, predominantemente, as mesmas utilizam-se de indutores com formatos espirais cilíndricos ou quadrados, para formar os elementos para transmissão de energia. Neste contexto, este trabalho baseou-se apenas em indutores com formato espiral cilíndrico, sendo estes analisados com base nas teorias do eletromagnetismo, partindo-se da Lei de Biot Savart e da Terceira Lei de Maxwell, com o intuito de obter-se os principais parâmetros de projeto para o elemento de transferência indutiva de potência (IPT - Inductive Power Transfer), quais sejam: Indutância Mútua (emissor/receptor), Indutância Própria (emissor) e Fator de Acoplamento (emissor/receptor). A fim de comprovar a exatidão da metodologia teórica desenvolvida, adotaram-se modelos computacionais utilizando-se o software Comsol ®, onde se construiu o modelo físico do elemento de transmissão de energia (IPT), para cada caso analisado. Os resultados obtidos decorrentes da modelação teórica proposta são inéditos e o trabalho pioneiro em determinar algebricamente um método de cálculo para o acoplamento mútuo entre indutores com geometrias espirais cilíndricas que, quando comparados com os resultados de simulações obtidos através do Comsol ®, demonstraram-se praticamente exatos. Considerando-se a aplicação num estudo de caso de transmissão de energia sem fios (WPT - Wireless Power Transfer), para um Veículo Elétrico (VE) puro em escala...
This work proposes a modeling, design methodology and shows the main simulation results to the development of a Wireless Power Transmission (WPT) element, applied to pure Electric Vehicles (EV). The proposed structure is composed of at least two inductors, composing a transmitter and an energy receiver with weak magnetic coupling among them, considering a far-field energy-transfer method. Considering a literature review for the structures of the systems used for Wireless Power Transmission (WPT), it was observed the use of cylindrical spiral or square shapes, predominantly, in order to compose the inductive elements for power transmission. In this context, this work was based only on inductors with cylindrical spiral shape, which was analyzed based on electromagnetism theories. The proposed methodology starts from the Biot Savart Law and the Third Maxwell Law, in order to obtain the key design parameters for the inductive power transfer element (IPT - Inductive Power Transfer), which are: Mutual Inductance (transmitter / receiver), Self Inductance (transmitter) and Coupling Factor (transmitter / receiver). In order to prove the accuracy of the developed theoretical methodology, was adopted a computational model using the Comsol® software, considering a physical model for the designed IPT element. The results obtained from the proposed theoretical modeling are original and this is a pioneering work in determining algebraically a calculation method for mutual coupling between cylindrical spiral inductors that, when compared with the simulation results obtained by Comsol®, demonstrated practically exact. Furthermore, considering the application in a small-scale case study to WPT, for a pure Electric Vehicle (EV), an important contribution presented in this work is the analysis of arrangements for the inductive element of power transmitter, presenting its advantages and disadvantages and the best configuration for the case study. It should ...
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Jorgetto, Marcus Felipe Calori. "Transmissão indutiva de energia eletromagnética sem fios, para aplicações em postos de abastecimento de veículos elétricos puros: modelação para o elemento eletromagnético /". Ilha Solteira, 2015. http://hdl.handle.net/11449/124424.
Texto completo da fonteResumo:
Orientador: Carlos Alberto Canesin.Banca: Jean Marcos de Souza Ribeiro
Banca: Luiz Carlos Gomes de Freitas
Resumo: Esta dissertação apresenta a modelação, metodologia de projeto e os principais resultados de simulação para um elemento eletromagnético de transmissão indutiva de energia elétrica sem fios, aplicado em postos de abastecimento de Veículos Elétricos (VE) puros. A estrutura proposta é composta por no mínimo dois indutores, sendo um deles o emissor e o outro o receptor de energia. Realizou-se uma revisão bibliográfica das estruturas dos sistemas utilizados para a transmissão de energia eletromagnética sem fios (wireless) e, predominantemente, as mesmas utilizam-se de indutores com formatos espirais cilíndricos ou quadrados, para formar os elementos para transmissão de energia. Neste contexto, este trabalho baseou-se apenas em indutores com formato espiral cilíndrico, sendo estes analisados com base nas teorias do eletromagnetismo, partindo-se da Lei de Biot Savart e da Terceira Lei de Maxwell, com o intuito de obter-se os principais parâmetros de projeto para o elemento de transferência indutiva de potência (IPT - Inductive Power Transfer), quais sejam: Indutância Mútua (emissor/receptor), Indutância Própria (emissor) e Fator de Acoplamento (emissor/receptor). A fim de comprovar a exatidão da metodologia teórica desenvolvida, adotaram-se modelos computacionais utilizando-se o software Comsol ®, onde se construiu o modelo físico do elemento de transmissão de energia (IPT), para cada caso analisado. Os resultados obtidos decorrentes da modelação teórica proposta são inéditos e o trabalho pioneiro em determinar algebricamente um método de cálculo para o acoplamento mútuo entre indutores com geometrias espirais cilíndricas que, quando comparados com os resultados de simulações obtidos através do Comsol ®, demonstraram-se praticamente exatos. Considerando-se a aplicação num estudo de caso de transmissão de energia sem fios (WPT - Wireless Power Transfer), para um Veículo Elétrico (VE) puro em escala...
Abstract: This work proposes a modeling, design methodology and shows the main simulation results to the development of a Wireless Power Transmission (WPT) element, applied to pure Electric Vehicles (EV). The proposed structure is composed of at least two inductors, composing a transmitter and an energy receiver with weak magnetic coupling among them, considering a far-field energy-transfer method. Considering a literature review for the structures of the systems used for Wireless Power Transmission (WPT), it was observed the use of cylindrical spiral or square shapes, predominantly, in order to compose the inductive elements for power transmission. In this context, this work was based only on inductors with cylindrical spiral shape, which was analyzed based on electromagnetism theories. The proposed methodology starts from the Biot Savart Law and the Third Maxwell Law, in order to obtain the key design parameters for the inductive power transfer element (IPT - Inductive Power Transfer), which are: Mutual Inductance (transmitter / receiver), Self Inductance (transmitter) and Coupling Factor (transmitter / receiver). In order to prove the accuracy of the developed theoretical methodology, was adopted a computational model using the Comsol® software, considering a physical model for the designed IPT element. The results obtained from the proposed theoretical modeling are original and this is a pioneering work in determining algebraically a calculation method for mutual coupling between cylindrical spiral inductors that, when compared with the simulation results obtained by Comsol®, demonstrated practically exact. Furthermore, considering the application in a small-scale case study to WPT, for a pure Electric Vehicle (EV), an important contribution presented in this work is the analysis of arrangements for the inductive element of power transmitter, presenting its advantages and disadvantages and the best configuration for the case study. It should ...
Mestre
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Lima, Caio Eduardo Ferreira. "Estudo da energia transversal eletromagnética em colisões Pb-Pb a √SNN = 2.76 TeV com o experimento ALICE". Universidade de São Paulo, 2017. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-04072017-154951/.
Texto completo da fonteResumo:
A física de altas energias, mais especificamente o estudo de colisões entre de íons pesados relativísticos tem como objetivo o estudo do comportamento de quarks e glúons em condições extremas de temperatura, pressão e densidade. Tais condições levam à formação de um novo estado da matéria chamado Plasma de Quarks e Glúons (QGP, do inglês Quark-Gluon Plasma). Medidas de observáveis globais tem sido usadas como uma importante ferramenta para a caracterização desse novo estado. Entre esses observáveis, a energia transversal por unidade de rapidez (dET/dy) das partículas emitidas em uma colisão entre íons pesados pode ser usada como evidência da formação do QGP. Este trabalho propõe um procedimento para obtenção da energia transversal eletromagnética, que é um importante componente da energia transversal total, em colisões Pb-Pb no experimento ALICE no LHC. O estudo foi feito através de simulações de Monte Carlo e validou o procedimento proposto com uma diferença sistemática em função da centralidade em torno de 2%.High energy physics with heavy ion collisions studies quarks and gluons under extreme conditions of temperature, pressure and density. Such conditions lead to the formation of a new state of matter called the Quark-Gluon Plasma (QGP). The measurement of global observables have been used as an important tool for the characterization of this new state. Among these observables, the transverse energy per unit of rapidity (dET/dy) from particles emitted in a heavy ion collision can be used as evidence of QGP formation. The work proposes a procedure to obtain the transverse electromagnetic energy, an important component of total transverse energy, in Pb-Pb collisions measured by the LHC-ALICE experiment. The study was done using Monte Carlo simulations, and validated the proposed procedure with a systematic difference as function of the centrality around 2%.
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Caixeta, Geraldo Peres. "Simulação computacional de descargas atmosfericas em estruturas de proteção visando analises de compatibilidade eletromagnetica". [s.n.], 2000. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/260542.
Texto completo da fonteResumo:
Orientador: Jose Pissolato FilhoTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação
Made available in DSpace on 2018-07-31T17:20:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Caixeta_GeraldoPeres_D.pdf: 2409891 bytes, checksum: a8425bfafab58cad646fe61ee714acfa (MD5) Previous issue date: 2000
Resumo: Este trabalho apresenta o estudo da proteção contra descargas atmosféricas através da simulação computacional do transitório de corrente e do campo eletromagnético resultante. Foi necessário o desenvolvimento de uma nova expressão analítica de cálculo do campo eletromagnético (em coordenadas Cartesianas) devido à generalidade das possíveis configurações de uma estrutura. O processo de simulação é composto de quatro fases seqüenciais, as quais foram incluídas em um mesmo programa de computador, escrito em linguagem Fortran. Na primeira fase, a corrente de retomo de uma descarga atmosférica foi modelada como uma linha de transmissão disposta na vertical, ligando a fonte (nuvem) à terra (ou à uma estrutura de proteção). Na segunda fase, a estrutura de proteção foi modelada como sendo constituída de cabos interconectados em geometrias quaisquer, conectada ao canal do raio e á malha de aterramento. Na terceira fase, a malha de aterramento foi modelada também como sendo constituída de cabos interconectados. Na última fase, foi aplicada a expressão de cálculo do campo eletromagnético resultante do transitório de corrente de todo o processo mencionado. Na simulação da expressão de cálculo do campo, cada segmento dos cabos (ou linhas) foi considerado como um pequeno dipolo e o método das imagens foi adotado. A técnica TLM (Transmission Line Modelling) mostrou ser a melhor opção na simulação do transitório de corrente, uma vez que para cada cabo (considerado como urna linha de transmissão), foi possível adotar essa técnica em apenas uma dimensão. Este artificio não é possível em outras técnicas numéricas, como em diferenças finitas, em elementos finitos ou no método dos momentos, sendo nestes casos, necessária a discretização de todo o espaço, além de incorrer em problemas de condições de contorno. Na simulação do campo eletromagnético, foi adotada a técnica de diferenças finitas na nova expressão desenvolvida. Uma grande vantagem de se poder trabalhar com a expressão analítica, é o fato de não se ter que discretizar todo o espaço em volta do sistema simulado, podendo obter resultados de campos em pontos específicos do sistema de coordenadas Cartesianas
Abstract: This work presents the study of protection against lightning through current transitory coniputational simulation and electromagnetic field results. The development of a new ana1ytical expression of calculation for the electromagnetic field was necessary (in Cartesian coordinates) due to the generality of the possible configurations of a structure. The process of simulation is composed of four phases, which were included in the same computer program, written in the Fortran language. In the first phase, the lightning return current Was modeled as a transmission line arranged in the vertical axis, connecting the source (cloud) to the earth (or to a protection structure). In the second phase, the protection structure was modeled as cables interconnected in any geometry, connected to the lightning channel and then to the ground mesh. In the third phase, the ground mesh Was also modeled as interconnected cables. In the last phase, the electromagnetic field calcuIation expression of the transitory of current of the whole process mentioned Was applied. In the simulation of the expression of the field calculation each segment ofthe cables (or lines) was considered as small dipoles and the image method was adopted. Transmission Line Modeling TLM showed to be the best option in the current transitory simulation, once for each cable (considered as a transmission tine), which pennitted the adoption of that technique in one dimension. This artífice canoot be used in other numeric techniques, for example in the tinite differences method. In tinite elements, or the Moment method, the discretization of alI the space is necessary, although problems of contour conditions occur. In the simulation of the electromagnetic field, the tinite differences were adopted with a new developed expression. The advantage of this solution is to work with the analytical expressions and the fact oí not having to completely discretize the space around the simulated system
Doutorado
Engenharia Eletrica
Doutor em Engenharia Elétrica
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Zago, Fernando. "Desenvolvimento de um programa computacional visando o estudo das tensões induzidas por descargas atmosfericas". [s.n.], 2004. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/260152.
Texto completo da fonteResumo:
Orientador: Jose Pissolato Filho, Geraldo Peres CaixetaDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação
Made available in DSpace on 2018-08-03T22:26:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Zago_Fernando_M.pdf: 1023949 bytes, checksum: a9e2ed41c92d7bd1c7195f2383431f75 (MD5) Previous issue date: 2004
Mestrado
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Magalhães, Pedro Paulo Silva. "Síntese e caracterização de nanocristais de calcopirita CuIn(S1- xSex)2 para aplicação em células solares visando produção de energia limpa". reponame:Repositório Institucional da UnB, 2017. http://repositorio.unb.br/handle/10482/24572.
Texto completo da fonteResumo:
Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Pós-Graduação em Nanociência e Nanobiotecnologia, 2017.Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-07-19T15:24:33Z No. of bitstreams: 1 2017_PedroPauloSilvaMagalhaes.pdf: 5013198 bytes, checksum: afc1f62e46a8f51a3ed2ba163b23481e (MD5)
Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2017-09-19T14:26:34Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_PedroPauloSilvaMagalhaes.pdf: 5013198 bytes, checksum: afc1f62e46a8f51a3ed2ba163b23481e (MD5)
Made available in DSpace on 2017-09-19T14:26:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_PedroPauloSilvaMagalhaes.pdf: 5013198 bytes, checksum: afc1f62e46a8f51a3ed2ba163b23481e (MD5) Previous issue date: 2017-09-19
Neste trabalho, apresenta-se o estudo experimental de síntese e caracterização de nanoestruturas de calcopirita CuIn(S1-xSex)2. A série com x = 0, 0.5 e 1.0 foi preparada a partir do método solvotermal (decomposição térmica) em atmosfera de argônio. Posteriormente à síntese, as propriedades estruturais e morfológicas das amostras foram examinadas por difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de transmissão (MET) e de varredura (MEV) e análise por microssonda (EDS). As propriedades ópticas e vibracionais foram examinadas utilizando a espectroscopia de ultra-violeta (UV-VIS), a espectroscopia Raman e infravemelho (FTIR). Os resultados da caracterização por análise de microssonda (EDS) confirmaram as concentrações nominais de Cu, In S e Se nas amostras. As análises dos difratogramas indicaram que todas as amostras em pó da série (x = 0, 0.5 e 1.0) e o filme da série (x = 0) formaram na estrutura cristalina tipo calcopirita com grupo espacial I42-d. Os parâmetros de rede e o volume da célula unitária mostraram um comportamento linear com a concentração de x, o qual pode ser explicado utilizando a Lei de Vegard. Se determinou um aumenta do volume da célula unitária de 339.84 Å 3 para a amostra com x=0 e de 388.44 Å 3 para a amostra com x=1, ou seja, um aumento de 12,5 % do volume da célula unitária. Em relação à caracterização por microscopia eletrônica de transmissão (MET), para a amostra de CuInS2 obteve-se um tamanho médio de ~30 nm. Este tamanho é superior quando comparado ao valor médio de cristalitos de ~20 nm estimado usando a fórmula de Scherrer na análise dos dados de DRX. Para a amostra CuIn(S0.5Se0.5)2 obteve-se um tamanho médio de ~3.6 nm que também é inferior quando comparado ao valor médio de ~6 nm dos critalitos obtido da análise dos dados de DRX. Já para a amostra de CuInSe2 obteve-se um tamanho médio de ~36 nm, comparável ao valor médio estimado por DRX. A caracterização por espectroscopia UV-VIS foi usada para determinar o gap de energia (Eg) de cada material sintetizado usando a lei de Tauc para sistemas de gap direto. Os valores estimados de Eg foram inferiores aos reportados na literatura, mas estes valores de Eg mostram um decrescimento linear quando a concentraçao de Se é incrementada nas amostras. O valor baixo de Eg está provavelmente relacionado com a presença de estruturas indesejáveis e/ou devido à presença de resíduos orgânicos resilientes. Medidas de espectroscopia Raman das amostras CuIn(S1-xSex)2 ajudaram a identificar os modos vibracionais característicos da estrutura calcopirita. Além disso, ajudou a identificar a formação de fases extras ou estruturas binárias ou ternárias que não se transformaram na fase calcopirita desejada. A análise dos dados de FTIR possibilitou detectar a presença dos grupos funcionais de estruturas orgânicas, mesmo após o processo de lavagem e centrifugação nas amostras em pó e após a calcinação da amostra em filme.
In this work, we present na experimental study of the syntesis and characterization of chalcopyrite CuIn(S1-xSex)2nanoestructures. A series with x=0, 0.5 and 1.0 were prepared following a solvothermal (thermal decomposition) method using an argon atmosphere. After the systhesis, the structural and morphological properties of the samples were determined using X-ray diffraction (XRD), Transmission electron microscopy (TEM) and scanning electron microscopy (SEM) and energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS). The optical and vibrational properties were determined using UV-Vis, Raman and Fourier-transform infra-red (FTIR) spectroscopies. EDS results confirmed the nominal concentrations of Cu, In, S and Se elements in the samples. The analysis of the diffractograms indicated that all powder samples (with x=0, 0.5 and 1.0) and the film with x=0 form in a chalcopyrite crystalline structure with a space group I42-d. The lattice constants and the unit cell volume show a linear dependence with x, which can be explained using the Vegard’s law. The unit cell volume was 339.84 Å 3 for x=0 and becomes 388.44 Å 3 for x=1.0, in other words, a volume increase of 12.5%. From the microscopic characterization, results from TEM analysis indicated a mean particle size of ~30 nm for the CuInS2 sample. This value is larger when compared to the mean crystallite size of ~20 nm estimated from XRD data analysis using the Scherrer relation. A mean size of ~3.6nm was determined for the sample CuIn(S0.5Se0.5)2, which is smaler than the mean crystallite size of ~6nm determined form XRD data analysis. However, for the sample CuInSe2 the mean size of ~36 nm determined from TEM data analysis is consistent with the mean crystallite size determined from XRD data. The UV-Vis spectroscopy measurements were used to determine the band gap energy (Eg) of the samples using the Tauc’s law for direct bandgap systems. Although the estimated values of Eg are relatively lower when compared to the values reported in the literature for compounds with the same stoichiometry, the Eg shows a clear linear decrease as the Se concentration is increased in the samples. The lower values of Eg are likely related to the formation of additional structures and/or due to the presence of resilient organic products. Raman spectroscopy measurements of samples CuIn(S1-xSex)2 helps to identify characterisitc vibrational modes which correspond to the chalcopyrite phase. Besides, other modes that correspond to extra phases or binary or ternary strutures which did not transform to the chalcopyrite phase. From FTIR data analysis, we detected the presence of functional groups of organic structures which remain even after the washing and centrifugation process for the powder samples and after the calcination process for the film.
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Dias, José Augusto de Carvalho. "Modelagem e análise de geradores aeroelásticos híbridos piezelétrico-indutivos para conversão de energia do escoamento em eletricidade". Universidade de São Paulo, 2014. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18148/tde-14112017-103520/.
Texto completo da fonteResumo:
A exploração de fenômenos aeroelásticos dinâmicos visando à conversão de energia do escoamento em eletricidade tem recebido crescente atenção nos últimos anos. As aplicações se estendem desde estruturas aeroespaciais até a alimentação de sistemas eletrônicos sem fio e diferentes mecanismos de transdução têm sido utilizados. O uso de um aerofólio é uma abordagem conveniente e escalável para criar instabilidades e oscilações persistentes para coleta aeroelástica de energia. Este trabalho tem por objetivo avaliar configurações alternativas de aerofólio para a coleta de energia do escoamento. As análises abrangem as versões lineares e não lineares de geradores aeroelásticos de energia baseados em aerofólio com dois (2GDL) e com três graus de liberdade (3GDL) que utilizam transdução piezelétrica e eletromagnética separadamente e também simultaneamente. Em todos os casos o acoplamento eletroaeroelástico é adicionado ao grau de liberdade de flexão do aerofólio e um circuito elétrico externo utilizado para cada tipo de mecanismo de transdução. As equações adimensionais que governam o sistema eletroaeroelástico são apresentadas para cada caso e uma carga resistiva é considerada no domínio elétrico para a previsão da potência gerada. Inicialmente, as previsões do modelo piezoaeroelástico linear com 2GDL são verificadas a partir de resultados experimentais obtidos em ensaios em túnel de vento na condição de flutter. Posteriormente, no primeiro estudo de caso, o comportamento eletroaeroelástico da seção típica com 2GDL é investigado, na velocidade de flutter, variando-se parâmetros aeroelásticos e eletromecânicos. No segundo estudo de caso, uma não linearidade do tipo freeplay é adicionada ao grau de liberdade de rotação da seção típica de 2GDL. Neste caso, a seção típica é estudada na velocidade mais baixa na qual o sistema apresenta oscilações em ciclo limite para diversas configurações de parâmetros aeroelásticos e eletromecânicos. As oscilações não lineares em ciclo limite podem ser obtidas abaixo da velocidade linear de flutter. Finalmente, o comportamento eletroaeroelástico de uma seção típica linear com 3GDL é estudado segundo a variação de diferentes parâmetros. Em todos os estudos de caso, a potência gerada e a amplitude dos GDLs mecânicos são investigadas. Com o estudo, é possível localizar regiões ótimas de parâmetros adimensionais as quais propiciam um aumento da potência elétrica de saída com velocidades de escoamento aceitáveis. Uma vez escalável, é possível redimensionalizar o modelo e manufaturá-lo.The exploration of dynamic aeroelastic phenomena for converting wind energy into low-power electricity has received growing attention in the last years. Applications extend from aerospace structures to wireless electronic systems. The use of an airfoil is a convenient approach to create instabilities and persistent oscillations for flow energy harvesting. In this work, the goal is to establish alternative configurations of the airfoil for flow energy harvesting. The analysis presented here covers linear and nonlinear versions of aeroelastic energy generators based on an airfoil with two degrees of freedom and three degrees of freedom using piezoelectric and electromagnetic transduction separately and simultaneously. Both forms of coupling are added to the plunge degree of freedom in the presence of a separate electrical load for each type of transduction. The governing coupled dimensionless electroaeroelastic equations are given with a resistive load in each electrical domain to predict system behavior. First, the model predictions are compared with experimental data obtained in wind tunnel tests under flutter condition validating the model for the case of two degrees of freedom and piezoelectric coupling. After, in the first case study the typical section with two and three degrees of freedom is studied at the linear flutter speed for several aeroelastic and electromechanical parameters configurations. In the second case of study a freeplay non-linearity is added to the rotational degree of freedom of the two degree of freedom typical section. In this case, the typical section is studied at the lowest flow speed at which the system presents limit cycle oscillations for different aeroelastic and electromechanical system parameters. The non-linear limit cycle oscillations may be obtained below the linear flutter speed. In both cases, the power generation is analyzed as well as the maximum displacements of the mechanical degrees of freedom. With this study, it is possible to locate the favorable dimensionless parameter regions that give maximum electrical power output as well as reasonable airflow speeds. In this scalable problem, the results can be used for design and fabrication of optimal airfoil-based flow energy harvesters.
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Belo, Daniel Gil. "Otimização de sistemas de transmissão de energia sem fios". Master's thesis, Universidade de Aveiro, 2014. http://hdl.handle.net/10773/14548.
Texto completo da fonteResumo:
Mestrado em Engenharia Electrónica e TelecomunicaçõesNa área de transmissão de energia sem fios por radiofrequência, grande esforço tem sido dedicado ao desenvolvimento e estudo de formas de onda apropriadas para aumento da eficiência de conversão de energia de radiofrequência em energia DC, usada para alimentar os nossos dispositivos eletrónicos. Tal aumento de eficiência é obtido usando formas de onda que possuem uma elevada relação entre a potência de pico e a sua média. Os recetores destes sistemas são normalmente circuitos detetores de pico pelo que sinais de natureza multi-portadora são frequentemente usados para obter elevado Peak-to-Average Power Ratio (PAPR) permitindo ultrapassar a barreira de potencial dos díodos retificadores para potências inferiores, resultando num aumento de eficiência quando comparados com o cenário tradicional de uma única portadora. O aumento de eficiência de conversão traduz-se, por exemplo, num aumento da distância de comunicação de um sensor passivo. Com esta dissertação pretende-se efetuar um estudo ao nível de possíveis formas de onda a utilizar num transmissor de um sistema de transferência de energia sem fios por forma a aumentar a eficiência de conversão. Sinais inovadores como sendo multisenos harmonicamente espaçados e sinais de radar são pela primeira vez explorados nesta área e as suas vantagens/ desvantagens são reportadas. Verifica-se que aplicando a técnica de compressão de pulsos, tipicamente usada em sistemas de radares, a um sinal do tipo chirp resulta num sinal cujo PAPR pode ser controlado através de parâmetros inerentes ao sinal chirp utilizado e pode assumir um valor arbitrário. Por forma a testar sinais multiseno harmonicamente espaçados, o projeto de um conversor RF-DC de banda dupla é apresentado.
Recently, in wireless power transmission field, many efforts were made in order to study and develop new waveforms that can boost the efficiency conversion of radio frequency energie into DC energie, which can be used to power up our electronics without cables. This efficiency boost is typically achieved by using waveforms that assumes a high peak power when compared with its average. The receivers are usualy simple peak detectors and then, signals with multicarrier nature are widely used to achieve high Peak-to-Average Power Ratio (PAPR) that enables us to activate a rectifying diode with less average power, when compared with the traditional single carrier case. This power conversion efficiency boost leads, for example, to an increase in the distance that a passive sensor can effectively communicate. This dissertation provides a study of several waveforms that can be used on a wireless power transmission system's transmitter that can actually further increase the power conversion efficiency of most RF to DC converters. Innovating signals such as harmonically spaced multisines and radar signals are exploited, for the first time, on wireless power transmission field and its advantages/disadvantages are reported. Moreover, if pulse compression technique is applied to a chirp signal, typically used on radar systems, we end up with a time domain waveform with a very high PAPR and it is possible to control its value adjusting some of the basic chirp signal parameters. In order to test harmonically spaced multisines, a dual band RF to DC converter is proposed and designed.
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Heideier, Raphael Bertrand. "Metodologia para avaliar o emprego de técnicas de seleção e conversão da radiação solar sobre a produção de energia elétrica de células fotovoltaicas". Universidade de São Paulo, 2017. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3143/tde-05122017-151838/.
Texto completo da fonteResumo:
Esta tese propõe uma metodologia para avaliar o emprego de técnicas de seleção e conversão da radiação solar para aumentar a produção de energia elétrica de células fotovoltaicas. Foi feita uma revisão dos mecanismos fotovoltaicos para produção de energia elétrica e os entraves para aumentar sua eficiência, em especial os impactos da temperatura e da absorção do espectro solar. Uma metodologia foi criada para definir um filtro óptico ótimo a ser utilizado em uma região na presença ou não de conversão do espectro, através de simulações computacionais, que define a faixa do espectro solar que deve ser absorvida pela célula para se ter o melhor equilíbrio entre absorção e aquecimento. Um modelo matemático foi criado e implementado computacionalmente, para calcular a produção de energia de um módulo fotovoltaico, em uma dada região com ou sem a aplicação de técnicas de conversão e seleção da radiação solar. Através de um estudo de caso com dados da cidade de Petrolina, PE, Brasil, concluiu-se que o ganho esperado para utilização de um filtro óptico que reflete ondas de comprimento superiores a 1000 nm é cerca de 1% da energia gerada. Ensaios empíricos permitiram validar a metodologia proposta, comparando os dados reais com os dados teóricos obtidos pelas simulações do modelo matemático. Após a calibração do modelo matemático, verificou-se que os resultados de potência instantânea calculados com o modelo matemático variavam cerca de 5% tanto para o módulo com filtro quanto para o módulo sem filtro. Para contornar a restrição construtiva do filtro óptico e verificar outros ganhos possíveis são propostos experimentos com compostos de conversão de radiação solar associados com filtros ópticos para seleção da radiação solar. Com isto, espera-se aumentar significativamente a produção de energia elétrica de células fotovoltaicas de Silício cristalino.This thesis proposes a methodology to evaluate the use of solar radiation selection and conversion techniques to increase the production of electric energy of photovoltaic solar cells. A review of the photovoltaic mechanisms for the production of electrical energy and the obstacles to increase its efficiency, especially the impacts of temperature and the absorption of the solar spectrum was done. A methodology was developed to define an optimal optical filter to be used in a region in the presence or not of solar spectrum conversion, through computational simulations, which defines the range of the solar radiation that must be absorbed by the cell in order to have the best balance between absorption and heating. A mathematical model was created and implemented computationally to calculate the energy production of a photovoltaic module in a given region with or without the application of solar radiation conversion and selection techniques. A case study with data from the city of Petrolina, PE, Brazil, concluded that the expected gain for the use of an optical filter that reflects wavelengths above 1000 nm is about 1% of the power generated. Empirical tests allowed validating the proposed methodology comparing the actual data with the theoretical data obtained by the simulations of the mathematical model. After calibration of the mathematical model, it was verified that the instantaneous power results calculated with the mathematical model vary about 5% for both the filter module and the unfiltered module. To avoid the constructive constraint of the optical filter and to verify other possible gains are proposed experiments with solar radiation conversion compounds associated with optical filters to select the solar radiation. With this, it is expected to significantly increase the electricity production of crystalline silicon photovoltaic cells.
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Arruda, Tiago José. "Espalhamento de ondas eletromagnéticas por esferas e cilindros magnéticos: confinamento e transporte de ondas no limite de pequenas partículas e independência da energia armazenada com relação à forma do centro espalhador". Universidade de São Paulo, 2010. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/59/59135/tde-22122010-103549/.
Texto completo da fonteResumo:
O espalhamento eletromagnético por uma esfera com propriedades ópticas e raio arbitrários, conhecido como espalhamento de Lorenz-Mie, ou por um cilindro circular infinito, pode ser resolvido analiticamente e é comumente tratado dentro da abordagem de espalhadores dielétricos. Na região óptica, tanto meio circundante quanto partícula espalhadora possuem o mesmo valor de permeabilidade magnética. A ausência do magnetismo nessa região do espectro torna o índice de refração relativo entre os meios interno e externo ao espalhador homogêneo equivalente ao respectivo índice de impedância óptica. Em regiões espectrais de micro-ondas ou radiofrequências, entretanto, materiais ferro- e ferrimagnéticos podem exibir valores absolutos de permeabilidade magnética extremamente elevados, reduzindo então a impedância óptica em comparação ao valor correspondente de índice de refração relativo. Uma característica marcante vinculada ao magnetismo no centro espalhador é que pequenas partículas comparadas com o comprimento de onda (parâmetros de tamanho na região de Rayleigh) podem apresentar grandes seções de choque de extinção a despeito de suas pequenas seções de choque geométricas. Isso torna possível, fisicamente, a presença de picos de ressonância morfológica na energia eletromagnética interna ao centro espalhador mesmo na região de parâmetros de tamanho inferiores à unidade. Em especial, mostramos que essa energia eletromagnética possui, no regime de fraca absorção, uma relação funcional simples com o comprimento de onda incidente e a seção de choque de absorção da partícula espalhadora, independentemente do formato geométrico da mesma. No espalhamento por uma coleção de partículas magnéticas, a velocidade de transporte de energia pode ser estimada a partir da energia eletromagnética média que é armazenada no interior de um centro espalhador isolado. Dessa maneira, a validade da relação universal que encontramos entre o fator de aumento da energia eletromagnética interna ao centro espalhador e sua correspondente seção de choque de absorção (no regime de baixa absorção óptica) implica na possibilidade de estimarmos de maneira simples a velocidade de transporte de energia em um meio desordenado. Um resultado decorrente dessa aproximação é que mesmo na região de Rayleigh a velocidade de transporte de energia em um meio magnético desordenado é drasticamente reduzida, levando, por conseguinte, à redução do coeficiente de difusividade dos fótons no meio. O estudo analítico e numérico da energia eletromagnética armazenada por uma esfera e por um cilindro magnéticos irradiados por ondas planas homogêneas são os temas em foco nesta dissertação de Mestrado.Electromagnetic scattering by a sphere with arbitrary optical properties and radius, known as the Lorenz-Mie scattering, or by an infinite right circular cylinder can be solved analytically and is widely treated in the approach of dielectric scatterers. In the optical range, both embedding medium and scattering particle have the same magnetic permeability. The absence of magnetism in this spectral range leads to the equivalence between the relative refraction and impedance indices associated with the scatterers. However, in microwave or radio-frequency ranges, ferro- and ferrimagnetic materials can exhibit extremely huge values of magnetic permeability, which reduce the optical impedance in comparison to the corresponding value of relative refraction index. One striking feature associated with the magnetism in the scatterer is that particles smaller than the wavelength (Rayleigh size region) can present large extinction cross sections in despite of their small geometric cross sections. This becomes physically possible the presence of morphology-dependent resonances in the electromagnetic energy within the scatterer even in size parameters region smaller than unity. In particular, we show that this time-averaged electromagnetic energy has, in the weak absorption regime, a simple functional relation with the incident wavelength and the scatterer absorption cross section which does not depend on the shape of the scatterer. In the multiple scattering regime, the energy-transport velocity can be estimated from the time-averaged electromagnetic energy stored in a single scatterer. Thereby, the validity of the universal relation between the internal energy-enhancement factor and the absorption cross section respective to an arbitrary scattering center (in the weak absorption regime) implies that the energy-transport velocity in disordered media can be evaluated in a simple way. From this approximation, we obtain that even in the Rayleigh size region the energy-transport velocity in disordered magnetic media is dramatically reduced, which consequently leads to a reduction of the diffusion coefficient of the photons. The analytical and numerical studies of the time-averaged electromagnetic energy within magnetic isotropic spheres and cylinders irradiated by plane waves are our aim in this Master\'s degree dissertation.
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Borsoi, Sad Sandrini. "Coordenação de dispositivos de proteção contra surtos em baixa tensão: ênfase instalações nucleares". Universidade de São Paulo, 2017. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3143/tde-27022018-082038/.
Texto completo da fonteResumo:
O trabalho apresenta uma metodologia aplicável à coordenação de dispositivos de proteção contra surtos em sistemas de corrente alternada de baixa tensão. Esta tem como base a adequação dos níveis de isolamento e imunidade dos equipamentos elétricos e eletrônicos e de energia absorvida pelos dispositivos de proteção. A principal motivação está relacionada aos critérios de segurança e confiabilidade requeridos por instalações nucleares, em que a coordenação da proteção contra surtos assume um importante papel. Uma metodologia interativa é implementada visando otimizar o processo de análise e especificação dos dispositivos de proteção, considerando a adoção de métodos analíticos e numéricos. Modelos de equipamentos elétricos e eletrônicos, quando submetidos a surtos de tensão e corrente, além dos dispositivos de proteção contra surtos, são implementados no simulador de transitórios eletromagnéticos - ATP. Destacam-se nestes estudos, as análises de configurações e arranjos do sistema elétrico, assim como seus parâmetros, a influência destes na configuração ou arranjo ótimo dos dispositivos de proteção, além do atendimento aos requisitos das normas aplicáveis.The work presents a methodology regarding to low-voltage surge protective device coordination. This is based on adequacy of the isolation and immunity level of electrical and electronic equipment and the energy absorbed by the protective devices. The main motivation is related to the required nuclear plant reliability and safety criteria, in whose the surge protection coordination can assume an important role. An interactive methodology is carried out to optimize the analysis and the protection device specification, considering the adoption of analytical and numerical methods. Electrical and electronic equipment models, when submitted to voltage and current surges, in addition to surge protective devices, are implemented in the electromagnetic transient simulator - ATP. In these studies, the analysis of electrical system configurations and arrangements, as well as their parameters, and their influence on the configuration or optimum protective device arrangement, besides compliance with the requirements of applicable standards are highlighted.
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Petean, Silvia. "O problema da relação massa-energia potencial para interações eletromagnéticas". [s.n.], 1991. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/277080.
Texto completo da fonteResumo:
Orientador: Roberto de Andrade MartinsDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin
Made available in DSpace on 2018-07-14T01:37:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Petean_Silvia_M.pdf: 5326150 bytes, checksum: 48e89ce4d078f309eb21259104adc54d (MD5) Previous issue date: 1991
Resumo: Adotando a abordagem sincrônica da relatividade restrita, este trabalho analisa a questão da atribuição de massa à energia potencial de acordo com a equação de Einstein (E = mc2). Isso é feito através da análise de casos onde há interação entre sistemas eletromagnéticos extensos. São computados o momento (p) e energia (W) eletromagnéticos do sistema através da integração de suas densidades (g = S/c2 e r = (x0 E2 + B2/m0)/2); também são computados efeitos relativisticos mecânicos que alteram a energia e momento mecânicos dos sistemas. Estes são calculados através de relações fundamentais entre grandezas dinâmicas. Foram estudados apenas objetos com velocidade constante, e, neste caso, somando-se todos os efeitos (eletromagnéticos e mecânicos), conclui-se que não se deve associar uma massa à energia potencial. Outra conclusão obtida é que para sistemas extensos em interação as grandezas dinâmicas não obedecem sempre às relações quadrivetoriais da dinâmica relativística de partículas. E também que a relação entre densidade de momento g e fluxo de energia s , g = s/c2, não é geral
Abstract: Not informed.
Mestrado
Física
Mestre em Física
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Sevegnani, Francisco Xavier. "Análise da assinatura magnética resultante de faltas em sistemas elétricos via wavelets". Universidade de São Paulo, 2009. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3143/tde-09112009-153906/.
Texto completo da fonteResumo:
Apresenta-se uma metodologia que tem como base a análise de campos magnéticos no monitoramento da qualidade da energia de sistemas elétricos. Em particular, são avaliados os aspectos referentes à detecção de faltas em sistemas elétricos. Diferente do processo de monitoração tradicional, cujos sensores precisam estar fisicamente conectados aos circuitos analisados, propõe-se estudar a viabilidade da utilização dos sinais provenientes da assinatura magnética resultante no exame do desempenho dos sistemas elétricos. Ressalta-se, assim, a característica não invasiva deste processo. Em uma primeira instância, simulações numéricas e medidas experimentais são usadas para estimar a validade deste método. Com base em valores das correntes de falta fase-terra, relacionados a configurações reais de sistemas de distribuição, provenientes de simulações numéricas e disponibilizadas na literatura, são calculados os campos magnéticos em regiões pré-selecionadas próximas às linhas. A seguir, aplicam-se os conceitos relacionados a wavelets no tratamento dos sinais resultantes. É nesta etapa que, por meio da decomposição da assinatura magnética correspondente, serão obtidos os dados necessários para se correlacionar os componentes dos sinais ao diagnóstico das faltas, nos sistemas elétricos. A Análise de múltirresolução é aplicada. Além destes resultados teóricos, aqueles provenientes de uma bancada experimental são examinados. Algumas configurações canônicas foram pré-selecionadas, visando estudar a eventual influência dos aspectos geométricos nos resultados relacionados à decomposição do sinal em análise. Embora métodos analíticos pudessem ser empregados na determinação da assinatura magnética resultante, os métodos numéricos, tais como o método dos elementos finitos, foram utilizados visando agilizar a obtenção de resultados teóricos a serem avaliados. Da mesma forma, aplicativos já disponibilizados comercialmente foram utilizados na decomposição dos sinais. Esta metodologia foi aplicada, também, para identificar faltas, aplicando-se a análise da variância para os diversos níveis do detalhe wavelet. A validação da metodologia foi feita pela comparação entre os resultados simulados e obtidos experimentalmente.A methodology based on the analysis of magnetic fields for monitoring the quality of energy in electrical systems is presented herein. Aspects referring to fault detection in electrical systems in particular are evaluated. Contrary to the traditional monitoring process, in which sensors must be physically linked to the circuits under analysis, the results are presented from a feasibility study on the use of signals arising from the resulting magnetic signature by means of the electrical systems analysis. Thus the non-invasive characteristic of this process should be pointed out. First, numerical simulations and experimental measures were used to estimate the validity of this method. Based on values of the current of phase-earth fault related to actual features of the distribution systems and derived from numeric simulations found in the literature, the magnetic fields, in pre-established regions, were calculated. Following this, the concepts related to wavelets in the treatment of resulting signals were applied. It is in this phase that, by means of the decomposition of the corresponding magnetic signature, the data necessary to correlate the signal components for the diagnosis of faults in electrical systems were obtained. A Multiresolution Analysis (MRA) was applied. In addition to these theoretical results, the results from a laboratory workbench were also examined. Some canonical features were pre-selected, aiming to study the influence of geometric aspects on the results related to the signal decomposition analyzed. Although analytical methods could be employed to determine the resulting magnetic signature, numerical methods, such as the finite element method, were used to expedite obtaining the theoretical results to be analyzed. Likewise, commercial software was also used for the decomposition of signals. This methodology was validated by comparing the measured and simulated magnetic flux density. This methodology was also applied to identify and classify faults by means of the variance curve towards the wavelet detail.
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Brandão, Adilson Jose Vieira. "Comportamento assintotico e distribuição de energia em magnetohidrodinamica". [s.n.], 1994. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/307151.
Texto completo da fonteResumo:
Orientador: Geraldo Severo de Souza AvilaDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica e Ciencia da Computação
Made available in DSpace on 2018-07-19T05:48:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Brandao_AdilsonJoseVieira_M.pdf: 1152730 bytes, checksum: 7719fc4470c655471fa220f09f57ecba (MD5) Previous issue date: 1994
Resumo: o objetivo principal da dissertação é estudar o comportamento assintótico e alguns aspectos da distribuição da energia da solução de um Sistema Simétrico Hiperbólico de equações diferenciais parciais associado às equações linearizadas da Magnetohidrodinâmica. Para isto utilizaremos o Método da Fase Estacionária bem como propriedades da chamada Superfície de Vagarosidade. Antes porém faremos um estudo mais genérico sobre Sistemas Simétricos Hiperbólicos.
Abstract: Not informed.
Mestrado
Mestre em Matemática
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Araujo, Marcus Vinícius Vitoratti de. "Dispositivo eletromagnético dissipador de vibrações para máquinas rotativas". Universidade de São Paulo, 2013. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18149/tde-14122017-104109/.
Texto completo da fonteResumo:
Este trabalho propõe uma solução inovadora para o amortecimento de vibrações laterais indesejadas em máquinas rotativas através da conversão de energia cinética em energia elétrica por meio de um dispositivo eletromagnético passivo de colheita de energia, com o mínimo de geração de torque reativo. Para atingir estes objetivos, foram descritas e avaliadas as três principais técnicas de coleta de energia vibratória (piezelétrica, eletrostática e eletromagnética) juntamente com análises qualitativas das equações de eletromagnetismo e pelo Método dos Elementos Finitos. Um protótipo que consiste em um conjunto de ímãs permanentes anexos ao rotor e um conjunto de bobinas no estator demonstrou experimentalmente uma diminuição da amplitude de vibração em até 6,8%, na região de velocidades críticas, com geração não significativa de torque. Estes resultados foram obtidos experimentalmente mantendo-se os enrolamentos independentes entre si.In this work, it is proposed a novel damping solution for undesired lateral vibrations in rotating machines by converting kinetic energy into electrical energy through a passive electromagnetic energy harvesting device, with minimal generation of reactive torque. In order to achieve these goals, it is described and evaluated the three main vibration energy harvesting techniques (piezoelectric, electrostatic and electromagnetic) along with qualitative analysis of electromagnetic equations and nite element analysis (FEA). Furthermore, a prototype consisting of a set of permanent magnets attached to the rotor and a set of coils attached to the stator showed a decrease in the amplitude of vibration up to 6,8% in the range of critical velocities, with non-signicant torque generation. Such results were obtained experimentally with independent-circuit coils.
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Silva, Cintia Gonçalves Mendes da. "Diagnóstico sobre a utilização das lâmpadas fluorescentes compactas (LFC) como promotoras de eficiência energética nos sistemas de iluminação no Brasil". Universidade de São Paulo, 2008. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/86/86131/tde-30042008-163006/.
Texto completo da fonteResumo:
O aumento do consumo no Brasil aparte com problemas de abastecimento de energia elétrica na década de 90, durante um período de más condições hidrológicas causou uma preocupação e instou uma pesquisa sobre as formas de redução do consumo. A qualidade de energia não era uma prioridade, cargas não eram tão sensíveis, nem os processos existentes exigiam tanto na qualidade do fornecimento de energia elétrica. A preocupação sobre a qualidade do abastecimento de energia aumentou, principalmente no setor industrial, com o aumento da concorrência nos mercados nacionais e no exterior. A qualidade e a quantidade da produção tornaram-se um item para distinguir o lucro. Desta forma, a qualidade do fornecimento de energia e a continuidade das linhas de produção tornaram-se mais importante. Este trabalho pretende mostrar resultados de um estudo experimental sobre lâmpadas fluorescentes compactas com reator integrado, e algumas conseqüências da sua utilização generalizada.The increase of the consumption in Brazil aside with problems of supply of electrical energy in the decade of 90, during a period of bad hydrological conditions caused a concern and urged a search for ways of reduction of the consumption. The quality of power was not a priority, loads were not so sensitive nor the existing processes demanded as much as quality of the supply of electric energy. The concern on quality of energy supply increased, mainly in the industrial sector, with the increase of the competition in the domestic markets and overseas. The quality and the amount of production became a distinguished item for the profit. In this way, the quality of energy supply and the continuity of the production lines became more important. This work aims to show results of an experimental survey about compact fluorescent light bulbs with integrated reactor, and some consequences of its generalized use.
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Silva, Mathaus Ferreira da. "Filtro de Kalman Estendido com o modelo da interferência eletromagnetica de linhas de transmissão aplicado a veiculos autônomos aéreos". Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF), 2017. https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/6014.
Texto completo da fonteResumo:
Submitted by Geandra Rodrigues (geandrar@gmail.com) on 2017-12-20T12:53:31Z
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mathausferreiradasilva.pdf: 22275886 bytes, checksum: 2238ed4aba60d835720fda3dd8bc6e46 (MD5)Rejected by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br), reason: Corrigir nome membro da banca e colocar acento no Júnior - do co-orientador Membro da banca: Moraes, Carlos Henrique Valério de on 2017-12-21T11:18:47Z (GMT)
Submitted by Geandra Rodrigues (geandrar@gmail.com) on 2017-12-21T12:02:50Z No. of bitstreams: 1 mathausferreiradasilva.pdf: 22275886 bytes, checksum: 2238ed4aba60d835720fda3dd8bc6e46 (MD5)
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Este trabalho tem por objetivo aplicar a técnica do Filtro de Kalman Estendido com ruído colorido a uma aeronave do tipo quadrotor para atenuar a interferência eletro-magnética proveniente de linhas de transmissão de energia de modo a aumentar a confiabilidade e segurança de voos em suas proximidades. Com o intuito de executar missões de monitoramento autônomo, a técnica desenvolvida visa estimar o valor da interferência eletromagnética produzida por linhas de transmissão de energia em alta tensão para que seja possível aplicar a correção necessária. Essa estimação e´ feita a partir do modelo matemático do campo eletromagnético da linha, que leva em consideração a posição, corrente da linha, sistema físico de transmissão, entre outros. Para a avaliação dos resultados, utilizou-se os índices de performance não intrusivos que levam em consideração a integral absoluta do erro (IAE) e a integral do erro quadrático (ISE). Os resultados foram considerados eficientes e aplicáveis com base nos índices de desempenho, permitindo que o quadrotor executasse todas as missões como planejadas, sendo possível ainda a diminuição da distância entre o veículo e a linha de transmissão que, por consequência, permite uma análise mais detalhada e aumenta a qualidade do monitoramento e identificação de avarias ao longo do percurso.
This work aims to apply the Extended Kalman Filter technique with colored noise to a quadrotor-type aircraft to attenuate electromagnetic interference from power trans-mission lines in order to increase the reliability and safety of nearby flights. To perform autonomous monitoring missions, the developed technique aims to estimate the value of the electromagnetic interference produced by high voltage power transmission lines, which makes possible to apply the necessary correction. This estimation is made from the mathematical model of the power line electromagnetic field, which takes into ac-count the position, line current, physical transmission system, among others. In order to evaluate the results, it was used non-intrusive performance indexes that take into account the integrated absolute error (IAE) and the integrated square error (ISE). The results were considered efficient and applicable based on performance indices, allowing the operator to perform all the missions as planned, and the distance between the vehicle and the transmission line can be reduced which, consequently, result in a more detailed analysis and increases the monitoring quality and the faults identification along the route.
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Nogueira, Giovana Trevisan. "Dinâmica de um sistema átomo-campo eletromagnético acoplado a uma segunda cavidade". [s.n.], 2001. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/278078.
Texto completo da fonteResumo:
Orientador: Jose Antonio RoversiDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin
Made available in DSpace on 2018-07-31T16:11:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nogueira_GiovanaTrevisan_M.pdf: 726866 bytes, checksum: c3fecbc4b9b30f0f1b424821a66f3727 (MD5) Previous issue date: 2001
Resumo: Neste trabalho, estudamos alguns aspectos dinâmicos de um sistema formado por duas cavidades acopladas interagindo com um átomo de dois níveis, baseando-nos no modelo Jaynes-Cummings para a interação átomo-campo e no trabalho de Hashem Zoubi et al. [3], sobre cavidades acopladas. Inicialmente apresentamos uma discussão sobre o limite de validade das transformações utilizadas por Hashem Zoubi et al. na diagonalização do Hamiltoniano das cavidades. Baseando-se nas conclusões deste estudo, foi proposto um Hamiltoniano aproximado para o sistema em consideração. Conseguimos uma transformação para os operadores de criação e aniquilação mais simples, que diagonaliza o Hamiltoniano do sistema e permite o cálculo dos autoestados que são utilizados no cálculo das propriedades dinâmicas do sistema átomo-cavidade acoplado a outra cavidade. Em conseqüência da simplicidade do tratamento dado, pudemos calcular o comportamento, em função do tempo, da inversão atômica, do número médio de fótons e da pureza do sistema. Pudemos também comparar os resultados com o que acontece no sistema átomo-campo de uma cavidade. Observamos o aparecimento do fenômeno de colapso e ressurgimento na inversão atômica, porém não no número médio de fótons, em situações para as quais este fenômeno não acontece no sistema átomo-campo de uma cavidade. Observamos também que o sistema átomo-campo de duas cavidades tende a um grau de mistura muito maior do que no caso de uma cavidade em situações semelhantes
Abstract: In this work, we study some dynamical aspects of a system composed by two coupled cavities interacting with a two-level atom, based in the Jaynes-Cummings model of the atom-field interaction and in the Hashem Zoubi et al.'s work [3] about coupled cavities. Initialy, we show a discussion about the validity of the transformation used by Hashem Zoubi et al. in the diagonalization of the Hamiltonian of the cavities. Using the conclusions of this study, we propose an approximated Hamiltonian for this system. We obtain a simpler transformation to the creation and annihilation operators that diagonalizes the Hamiltonian of the system and allows us to calculate the eigenstates used in the calculation of the dynamical properties of the atom-field system with two cavities. Due to the simplicity of this method, we could calculate the behavior as a function of the time of the atomic inversion, the mean number of photons and the purity of the system. We could also compare the obtained results with what happens in the atom-field system of one cavity. We notice the quantum collapse and revival in the atomic inversion, but not to the mean number of photons, in situations where this phenomenon doesn't happen in the one-cavity system. We also notice that in the atom-field system with two cavities tends to a larger degree of mixture than the case of one cavity in similar conditions
Mestrado
Física
Mestra em Física
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Ebert, Claudio Luis. "Projeto de elementos magnéticos planares utilizados em fontes de alimentação chaveadas visando a redução das perdas de energia". Florianópolis, SC, 2008. http://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/91760.
Texto completo da fonteResumo:
Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia ElétricaMade 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.
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Guimarães, Túlio Avelar. "Desenvolvimento de uma bancada para a realização de ensaios de auto-amortecimento em cabos condutores de energia elétrica". reponame:Repositório Institucional da UnB, 2015. http://dx.doi.org/10.26512/2015.09.D.20547.
Texto completo da fonteResumo:
Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2015.Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2015-11-25T15:01:39Z No. of bitstreams: 1 2015_TúlioAvelarGuimarães.pdf: 4903299 bytes, checksum: 3b2f645aa77f5285f5df38df1dab1655 (MD5)
Approved for entry into archive by Marília Freitas(marilia@bce.unb.br) on 2016-05-26T19:35:24Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_TúlioAvelarGuimarães.pdf: 4903299 bytes, checksum: 3b2f645aa77f5285f5df38df1dab1655 (MD5)
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O presente trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de uma bancada para a realização de ensaios de auto-amortecimento em cabos condutores de energia elétrica. Para isso, foi realizado um estudo sobre os conceitos utilizados nas metodologias para a obtenção da potência dissipada pelo condutor, buscando recomendações de entidades mundialmente atuantes em pesquisas envolvendo condutores e linhas de transmissão, dentre elas: CIGRE, IEEE e EPRI. Problemas para a realização dos ensaios foram levantados e soluções adotadas ou propostas. Foi verificado que a massa da parte vibrante do shaker eletromecânico era alta em relação à massa por unidade de comprimento do condutor. Para diminuir a influência do peso concentrado do excitador, que modifica a resposta em frequência do cabo, foi desenvolvido um projeto para uma conexão flexível entre o shaker e o condutor, apresentado também neste trabalho. Ensaios preliminares foram realizados para verificar a consistência da metodologia utilizada e aplicabilidade da bancada para a obtenção de resultados de auto-amortecimento de condutores. Foram utilizadas duas metodologias diferentes: O Método da Potência e o Método da Onda Estacionária. A análise dos dados destes testes mostrou uma boa proximidade entre os resultados das duas metodologias, além de vários fenômenos esperados, como o aumento da potência dissipada com o aumento da frequência de ensaio ou da amplitude de vibração. Os ensaios também revelaram oportunidades de melhoria na bancada e foram feitas propostas para implementação. Além disso, foram feitos testes para a verificação da influência da rigidez da conexão nos dados obtidos para o auto-amortecimento utilizando o Método da Potência. Estes testes revelaram um aumento nos valores de potência dissipada obtidos para configurações mais rígidas.
This work aims the development of a test bench to carry out self-damping measurements on conductors of electric energy. For this, a study was conducted on the concepts used in the methodologies for obtaining the power dissipated by the cable, searching recommendations of globally active institutions on research involving drivers and transmission lines, such as: CIGRE, IEEE and EPRI. Problems for the tests were raised and solutions were adopted or proposed. It was found that the mass of the vibrating part of the electromechanical shaker was high relative to the mass per unit length of the conductor. To reduce the influence of the weight concentrated on the driver, which modifies the frequency response of the cable, a flexible connection between the shaker and the conductor has been developed, also presented in this work. Preliminary tests were performed to verify the consistency of the used methodology and the applicability of the bench to obtain conductor self-damping results. Two different methodologies were used: The Power Method and the Inversed Standing Wave Method. The analysis of the data from these tests showed similar results for both methodologies, and various expected phenomena such as the increase of power dissipation with increasing of frequency or amplitude of vibration. The tests also showed improvement opportunities on the bench and were made proposals for implementation. In addition, tests were performed to verify the influence of connection rigidity on data obtained for the self-damping using the Power Method. These tests showed an increase in power dissipated values obtained for configurations that are more rigid.
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Arruda, Tiago José. "Energia interna e espalhamento de ondas eletromagnéticas por esferas ou clilindros: ressonâncias de Fano e suas aplicações a metamateriais". Universidade de São Paulo, 2014. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/59/59135/tde-05022015-172627/.
Texto completo da fonteResumo:
O espalhamento de ondas eletromagnéticas por partículas isoladas, com propriedades ópticas e formatos arbitrários, encontra aplicações nas mais diversas áreas do conhecimento. Usualmente, o espalhamento eletromagnético é investigado via grandezas auferidas na região de campo distante. Para partículas inomogêneas, no entanto, as ressonâncias nas seções de choque de espalhamento podem não corresponder a um aumento de intensidade do campo eletromagnético nas vizinhanças imediatas da partícula (região de campo próximo). Esse efeito pode ser induzido em nanopartículas dielétricas com revestimentos plasmônicos e foi recentemente explicado em termos da ressonância de Fano. Essa ressonância resulta da interferência entre um modo eletromagnético não ressonante (processo de fundo) e um modo discreto ressonante (ressonância de plásmon), produzindo um formato assimétrico de linha espectral. Para o entendimento de como os modos de superfície no campo próximo acoplam-se às ressonâncias nas seções de choque, é necessário o cálculo de funcionais dos campos eletromagnéticos internos às partículas ou em suas vizinhanças imediatas. Neste estudo, calculamos a energia eletromagnética no interior de centros espalhadores nas geometrias esférica e cilíndrica. Fazemos aqui o vínculo dos campos internos às grandezas de espalhamento no campo distante via seção de choque de absorção e conservação de energia. Aplicamos nossos resultados a metamateriais dispersivos, estudando as propriedades do espalhamento por esferas revestidas e por esferas quirais, no regime de refração negativa, e por cilindros revestidos sob incidência oblíqua de radiação. Mediante a energia interna às partículas, demonstramos novos efeitos de aumento de intensidade de campo interno fora da ressonância de espalhamento e fornecemos resultados analíticos para a análise dessas ressonâncias, tanto em espalhamento simples quanto múltiplo.Electromagnetic wave scattering by single particles with both shapes and optical properties arbitrary finds applications in several areas of knowledge. Usually, the electromagnetic scattering is investigated via measured quantities in the far-field region. However, for inhomogeneous particles, resonances in scattering cross sections may not correspond to the electromagnetic field enhancement in the vicinity of a particle (near-field). This effect can be induced in dielectric nanoparticles with plasmonic coatings, and it has recently been explained in terms of the Fano resonance. The Fano resonance results from the interference between a non-resonant electromagnetic mode (background or continuous) and a resonant discrete mode (localized plasmon resonance), leading to an asymmetric lineshape. To understand how the surface modes in the near-field are connected to the cross section resonances, functionals of the electromagnetic fields within scatterers or in their vicinity are required. In this study, we calculate the electromagnetic energy inside scatterers in both cylindrical and spherical geometries. We obtain a connection between the internal energy and the scattering quantities in the far-field via absorption cross section and energy conservation. We apply our results to dispersive metamaterials, studying scattering properties of coated and chiral spheres in the negative refraction regime, and coated cylinders under oblique incidence of radiation. By the electromagnetic energy inside particles, we demonstrate new off-resonance field enhancement effects and provide analytical tools to analyze these resonances in both single and multiple scattering regimes.
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Staudt, Tiago. "Brushless doubly-fed reluctance machine modeling, design and optimization". Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015GREAT045/document.
Texto completo da fonteResumo:
Cette thèse traite de la modélisation, conception, optimisation ainsi que de la validation expérimentale d'une machine à reluctance variable à double alimentation (BDFRM-Brushless Doubly-Fed Reluctance Machine) destinée aux éoliennes. La BDFRM est notamment considérée comme une alternative viable à la Machine Asynchrone à Double Alimentation (MASDA) dans les systèmes éoliens à vitesse variable. Elle maintient les avantages de coût de la MASDA tout en permettant l'utilisation d'un convertisseur de puissance réduit ainsi que la diminution des coûts d'entretien en raison de son fonctionnement sans balais. Une revue de la littérature fait apparaitre un manque de recherches concernant la définition de procédures de conception pour rendre cette machine plus populaire en général, et dans l'éolien en particulier. L'objectif principal de cette thèse est de contribuer à la maîtrise du processus de conception optimale de la BDFRM en proposant une approche méthodologique basée sur différents niveaux de modélisation et sur l'optimisation. Elle examine comment l'optimisation pourrait être appliquée à toutes les étapes de développement avec des objectifs distincts à évaluer. Plus précisément, elle se focalise sur la définition du problème d'optimisation sous contraintes et sur sa solution itérative en utilisant un algorithme déterministe couplé à des modèles semi-analytiques de différents niveaux. Les activités effectuées au cours de cette thèse peuvent être divisées en cinq parties principales. La première se réfère à l'étude de la BDFRM et de son principe de fonctionnement dans le contexte de l'énergie éolienne. La seconde partie examine les aspects de modélisation électromagnétique de la BDFRM en utilisant différentes approches. Deux modèles orientés pour l'optimisation ont été développés: le Modèle Semi-Analytique (SAM-Semi Analytical Model ) et le modèle multistatique de réseau de reluctances (MSRN-Multi-Static Reluctance Network). La mise en œuvre des modèles axés sur l'optimisation déterministe et leurs vérifications par des simulations utilisant la méthode des éléments finis (MEF) constituent la troisième partie. Il est possible de conclure qu'à partir des résultats de simulation que le SAM a un niveau de précision limité et qu'il est alors recommandé de l'utiliser dans les étapes de prédimensionnement, où le concepteur est plus intéressé par l'acquisition de résultats avec des temps de calcul rapides que par l'obtention d'une plus grande précision. Le MSRN, au contraire, présente des résultats d'une précision remarquable par rapport à la MEF, ce qui donne un compromis très intéressant entre précision et temps de calcul. Cette thèse a permis aussi de spécifier et réaliser un prototype de BDFRM en utilisant une approche d'optimisation présenté en quatrième partie. Ensuite, les données expérimentales obtenues à partir du prototype ont été confrontées aux résultats de la simulation pour valider les modèles, mettant l'accent sur le processus de modulation de flux par le rotor à réluctance, en particulier l'inductance mutuelle entre les enroulements. Bien que les résultats soient dans un sens satisfaisant pour la validation des modèles, il y a des différences qui ont exigés un examen plus approfondie. Une discussion sur les hypothèses les plus probables a donc été effectuée, celle-ci a souligné le rôle important du processus de fabrication de la machine sur ses performances. La cinquième partie explore à travers une étude de cas l'utilisation de la procédure de conception de la BDFRM proposée dans cette thèse pour les éoliennes. En conclusion générale, on peut affirmer que la BDFRM est potentiellement une bonne candidate pour être utilisée dans les systèmes éoliens. Toutefois, les aspects techniques et économiques sur ce choix doivent être encore évalués, en analysant et en comparant la solution globale du système dans le même cadre de recherche avec d'autres solutions alternativesThis thesis addresses the modeling, design and optimization with experimental validation of the Brushless Doubly-Fed Reluctance Machine (BDFRM) for wind power systems. The BDFRM is being considered as a viable alternative to the Doubly Fed Induction Machine (DFIG) in variable speed wind energy conversion systems. It keeps the cost advantages of the DFIG by allowing the use of a fractionally rated power converter and it has the advantage of reduced maintenance costs due to its brushless operation. A literature review shows that there is still a lack of researches to define a design procedure to make this machine widely used in general and in such application in particular. The main goal of this thesis is to contribute on mastering the BDFRM optimized design by proposing a methodological approach based on different modeling levels and on optimization. It discusses how optimization could be applied in all development stages with distinct objectives to be assessed. More precisely, it draws its attention on setting the optimization problem and on the iterative solution of a constrained inputs/outputs problem by using a deterministic algorithm coupled to analytical-based modeling levels. The activities performed during this thesis can be divided in five main topics. The first refers to the study of the BDFRM and its operating principles in the context of wind power. The second discusses the BDFRM electromagnetic modeling aspects using different approaches. Two optimization-oriented models have been developed: the Semi-Analytical Model (SAM) and the Multi-Static Reluctance Network model (MSRN). The implementation of the models focusing on deterministic optimization and their verification through simulations using Finite Element Analysis (FEA) are considered the third topic. It can be concluded from the simulation results that the SAM has a limited accuracy level and it is recommended to be used in early design stages, where the designer is most interested in fast computation times to test many design variation than in obtaining the results with the highest possible accuracy. The MSRN, on the contrary, presents remarkably precise results when compared to FEA, yielding a very interesting trade-off among accuracy and computation time. This thesis has also allowed to specify and realize a BDFRM prototype using an optimization approach, presented in the fourth part. Then, the experimental data obtained from the prototype has been confronted to the simulation results to validate the models, focusing on the investigation of the flux modulation process by the reluctance rotor, especially the mutual inductance among the windings. Although the results were in a sense satisfactory to validate the models, there have been differences that demanded further investigation. A discussion on the most likely hypothesis for that has been performed, indicating the significant role of the manufacturing process on machine performance. The fifth topic explores through a case study the use of the proposed BDFRM design procedure for wind power applications. As a general conclusion, it can be stated that the BDFRM is potentially a good candidate to be used in wind power systems. However, the technical and economic aspects on this choice must be still assessed, analyzing and comparing the overall system solution of distinct topologies within the same framework
Esta tese aborda a modelagem, o projeto e a otimização, com validaçãoexperimental, de máquinas de relutância duplamente alimentadas sem escovas (BDFRM)para sistemas de geração de energia eólica.A BDFRM é considerada como uma alternativa viável para o gerador de indução duplamentealimentado (DFIG) em sistemas de geração de energia eólica com variação develocidade. Ela mantém as vantagens de custo da solução com o DFIG, permitindo autilização de um conversor de frequência de potência nominal reduzida, e tem a vantagemadicional de custos de manutenção mais baixos devido a sua operação sem escovas. Umarevisão da literatura evidencia que ainda há uma necessidade de pesquisas na área parade_nir um procedimento de projeto desta máquina para torná-la amplamente utilizada emaplicações em geral e, em particular, para geração eólica.O objetivo principal desta tese é de contribuir para o domínio de técnicas de projetootimizado para a BDFRM através da proposição de uma metodologia baseada em diferentesníveis de modelagem e em otimização. Discute-se como técnicas de otimização podem seraplicadas em todas as fases de desenvolvimento com objetivos distintos. Especi_camente,a metodologia proposta se concentra na de_nição e na solução iterativa de problemas deotimização com restrições nas saídas utilizando um algoritmo determinístico acoplado amodelos semi-analíticos de diferentes níveis.As atividades realizadas durante esta tese podem ser divididas em cinco tópicos principais.O primeiro refere-se ao estudo da BDFRM e seu princípio de funcionamento no contextode geração de energia eólica. O segundo trata dos aspectos de modelagem eletromagnética da BDFRM utilizando diferentes abordagens. Dois modelos orientados à otimizaçãoforam desenvolvidos: o modelo semi-analítico (SAM) e o modelo multi-estático de redes derelutâncias (MSRN). A implementação dos modelos com foco na otimização e a veri_caçãodeles através de simulações com o método de elementos _nitos (FEA) são consideradas aterceira parte. Pode-se concluir, a partir dos resultados de simulação, que o SAM tem umaprecisão limitada e é recomendado para ser utilizado em estágios iniciais de projeto, emque o projetista está mais interessado em cálculos rápidos para testar diversas variações deprojeto do que na obtenção de resultados com a maior precisão possível. O MSRN, ao contrário, apresenta resultados precisos quando comparado aos obtidos com o FEA, resultandonum interessante custo-benefício entre precisão e tempo de cálculo. Nesta tese, fabricou-setambém um protótipo da BDFRM, o qual foi especi_cado utilizando-se otimização e osdetalhes sobre ele são introduzidos na quarta parte. Os dados experimentais obtidos com oprotótipo foram confrontados com os resultados de simulação para validação dos modelos,focando-se na investigação do processo de modulação de _uxo pelo rotor relutância, especialmentea indutância mútua entre os enrolamentos. Embora os resultados obtidos sejamsatisfatórios para validar os modelos, encontraram-se diferenças que exigiram uma investigação mais detalhada. As hipóteses mais prováveis foram investigadas e as conclusõesindicam o papel determinante do processo de fabricação no desempenho da máquina. Oquinto tópico explora através de um estudo de caso a utilização do procedimento de projetoproposto da BDFRM para aplicações de geração de energia eólica.Como conclusão geral, pode-se a_rmar que a BDFRM é potencialmente uma boa candidatapara ser utilizada em sistemas de geração de energia eólica. Contudo, aspectostécnicos e econômicos sobre essa escolha devem ainda ser avaliados, comparando-se asdiferentes topologias existentes sob o mesmo enfoque metodológico
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Staudt, Tiago. "Brushless doubly-fed reluctance machine modeling, desing and optimization". reponame:Repositório Institucional da UFSC, 2015. https://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/156740.
Texto completo da fonteResumo:
Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2015.Made available in DSpace on 2015-12-01T03:10:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 336269.pdf: 44827518 bytes, checksum: b0742be1d133e3433f6ada5fc0679067 (MD5) Previous issue date: 2015
Esta tese aborda a modelagem, o projeto e a otimização, com validação experimental, de máquinas de relutância duplamente alimentadas sem escovas (BDFRM) para sistemas de geração de energia eólica. O objetivo principal dela é de contribuir para o domínio de técnicas de projeto otimizado para a BDFRM através da proposição de uma metodologia baseada em diferentes níveis de modelagem e em otimização. Discute-se como técnicas de otimização podem ser aplicadas em todas as fases de desenvolvimento com objetivos distintos. Especificamente, a metodologia proposta se concentra na definição e na solução iterativa de problemas de otimização com restrições nas saídas utilizando um algoritmo determinístico acoplado a modelos semi-analíticos de diferentes níveis. Como conclusão geral, pode-se afirmar que a BDFRM é potencialmente uma boa candidata para ser utilizada em sistemas de geração de energia eólica. Contudo, aspectos técnicos e econômicos sobre essa escolha devem ainda ser avaliados, comparando-se as diferentes topologias existentes sob o mesmo enfoque metodológico.
Abstract : This thesis addresses the modeling, design and optimization with experimental validation of the Brushless Doubly-Fed Reluctance Machine (BDFRM) for wind power systems. Its main goal is to contribute on mastering the BDFRM optimized design by proposing a methodological approach based on different modeling levels and on optimization. More precisely, it draws its attention on setting the optimization problem and on the iterative solution of a constrained inputs/outputs problem by using a deterministic algorithm. As a general conclusion, the results show that the BDFRM is potentially a good candidate to be used in wind power systems. However, the technical and economic aspects on this choice must be still assessed, analyzing and comparing the overall system solution of distinct topologies within the same framework.
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Belchior, Fernando Nunes. "Uma nova abordagem à filtragem de harmônicos através de dispositivos eletromagnéticos". Universidade Federal de Uberlândia, 2006. https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/14325.
Texto completo da fonteResumo:
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorNowadays, the quality of the electric energy emerges as an important subject for both the consumers and the power utilities. In this context, it is recognized the existence of national and international guide lines towards the establishment of boundary or reference values for the power indexes so as to guarantee the desired standard of voltage quality. Amongst these indicators, the harmonic distortions appear as a quite important matter and the mitigation techniques to eliminate or to reduce the level of distortions have been largely discussed in the literature. The use of classical passive and active filters are the most traditional solutions, however, some authors have pointed the possibility of using a different approach based on electromagnetic devices. Focusing this subject, this thesis investigates the use of two distinct filtering devices for harmonic filtering. The first proposal is related to the well known zero sequence harmonic components and the second to the positive and negative components. The work considers the electromagnetic filter physical principles, modeling, computational implementation, investigation of ideal and non ideal operational conditions, laboratory scale prototypes and validation tests.
A qualidade da energia elétrica se apresenta como uma área de grande interesse para os consumidores e concessionários de energia. Buscando meios para regulamentar o assunto, reconhece-se, na atualidade, a existência de recomendações, normas e critérios nacionais e internacionais voltados para a orientação dos valores limites ou de referência para os diversos indicadores que caracterizam o padrão de qualidade desejado. Dentro deste contexto, as distorções harmônicas nos sinais de tensão e corrente surgem como uma das questões mais preocupantes. Almejando, pois a preservação da qualidade do suprimento no que tange às distorções harmônicas, assim como para os demais itens de definição da qualidade, faz-se, muitas vezes necessário a utilização de técnicas para a mitigação dos fenômenos prejudiciais ao atendimento dos padrões definidos. Focando a questão do controle das distorções harmônicas, surge esta proposta de tese, a qual enfoca a utilização de duas metodologias distintas, baseadas em arranjos eletromagnéticos para a filtragem de correntes harmônicas. Uma das propostas destina-se a filtragem das correntes harmônicas de seqüência zero e outra voltada para as componentes de seqüência positiva e negativa. O trabalho apresenta os princípios de funcionamento, modelagens, análises computacionais e validação experimental dos dispositivos supramencionados. Os estudos são iniciados através da operação dos filtros sob condições ideais, seguido de investigações associados com situações não ideais de funcionamento.
Doutor em Ciências
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Silva, Rogério Marcos da [UNESP]. "Método numérico-analítico generalizado para estimação do campo eletromagnético de linhas de transmissão de energia elétrica utilizando a teoria dos elementos finitos". Universidade Estadual Paulista (UNESP), 2010. http://hdl.handle.net/11449/100322.
Texto completo da fonteResumo:
Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:50Z (GMT). No. of bitstreams: 0
Previous issue date: 2010-12-20Bitstream added on 2014-06-13T19:40:18Z : No. of bitstreams: 1
silva_rm_dr_ilha.pdf: 2780916 bytes, checksum: 6decfae89e48d3addc3e2f3c8889ff34 (MD5)Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
Neste trabalho é apresentada a modelagem analítica baseada nas equações de Maxwell e a modelagem numérica baseada no Método da Simulação de Cargas (MSC) e no Método dos Elementos Finitos (MEF) empregados no cálculo do campo eletromagnético quase-estático em linhas de transmissão. O método dos elementos finitos consiste numa adaptação do método residual de Galerkin. Ele é atualmente considerado um método matemático para a solução de equações diferenciais parciais, entre as quais se inclui a Equação de Poisson, Equação de Laplace, Equação de Helmholtz, Navier-Stokes, etc. Esse é um método de aproximação de problemas contínuos em domínios fechados onde o contínuo se divide em um número finito de partes, ou elementos, cujo comportamento se especifica mediante um número finito de parâmetros associados a certos pontos característicos denominados nós. Os nós são os pontos de união de cada elemento com seus adjacentes. A solução do sistema completo segue as regras dos problemas discretos. O sistema completo se forma pela associação dos N elementos. As incógnitas do problema deixam de ser funções matemáticas e passam a ser o valor dessas funções nos n nós. O comportamento no interior de cada um dos N elementos passa a ser definido a partir do comportamento dos n nós, mediante adequadas funções de interpolação ou funções de forma. A precisão do método depende da forma do elemento da malha bidimensional, ou seja, se ele é triangular ou quadrilateral, por exemplo. Além disso, a quantidade de pontos de integração e conseqüentemente a base polinomial do elemento finito, podem ser explorados para aumentar a precisão dos resultados. A base do método dos elementos finitos são as funções de mapeamento, e suas derivadas. No método de Galerkin as funções de mapeamento são igualadas às funções de forma originando os elementos...
In this research is presented a mathematical modeling based on Maxwell's equations and numerical modeling based on Charge Simulation Method (CSM) and the Finite Element Method (FEM) for calculating the quasi-static electromagnetic field in transmission lines. The finite element method is an adaptation of Galerkin residual method. It’s currently considered a mathematical method for solving partial differential equations, among which includes the Poisson equation, Laplace equation, Helmholtz equation, Navier-Stokes, etc. This is an approximation method of continuing problems in closed domains where the continuous is divided into a finite number of parts or elements whose behavior is specified by a finite number of parameters associated with certain characteristic points called nodes. The nodes are union points of each element with its adjacent. The solution of the entire system follows the rules of the discrete problems. The complete system is formed by the association of N elements. The unknowns of the problem, mathematical functions, become the value of these functions on n nodes. The behavior within each of elements N is now defined from the behavior of n nodes, using appropriate interpolation functions or shape functions. The method precision depends on the shape of two-dimensional mesh element, i.e., if it is triangular or quadrilateral. Moreover, the number of integration points and therefore the polynomial finite element basis, can be exploited to increase the accuracy of the results. The basis of the finite element method are the mapping functions and their derivatives. In the Galerkin method the mapping functions are matched to the shape functions form the isoparametric. Finally, from above definitions, simply refer to the tables of numerical integration, showing how the elements are integrated, and use them in the rest of the numerical modeling
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Silva, Rogério Marcos da. "Método numérico-analítico generalizado para estimação do campo eletromagnético de linhas de transmissão de energia elétrica utilizando a teoria dos elementos finitos /". Ilha Solteira : [s.n.], 2010. http://hdl.handle.net/11449/100322.
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Resumo: Neste trabalho é apresentada a modelagem analítica baseada nas equações de Maxwell e a modelagem numérica baseada no Método da Simulação de Cargas (MSC) e no Método dos Elementos Finitos (MEF) empregados no cálculo do campo eletromagnético quase-estático em linhas de transmissão. O método dos elementos finitos consiste numa adaptação do método residual de Galerkin. Ele é atualmente considerado um método matemático para a solução de equações diferenciais parciais, entre as quais se inclui a Equação de Poisson, Equação de Laplace, Equação de Helmholtz, Navier-Stokes, etc. Esse é um método de aproximação de problemas contínuos em domínios fechados onde o contínuo se divide em um número finito de partes, ou elementos, cujo comportamento se especifica mediante um número finito de parâmetros associados a certos pontos característicos denominados nós. Os nós são os pontos de união de cada elemento com seus adjacentes. A solução do sistema completo segue as regras dos problemas discretos. O sistema completo se forma pela associação dos N elementos. As incógnitas do problema deixam de ser funções matemáticas e passam a ser o valor dessas funções nos n nós. O comportamento no interior de cada um dos N elementos passa a ser definido a partir do comportamento dos n nós, mediante adequadas funções de interpolação ou funções de forma. A precisão do método depende da forma do elemento da malha bidimensional, ou seja, se ele é triangular ou quadrilateral, por exemplo. Além disso, a quantidade de pontos de integração e conseqüentemente a base polinomial do elemento finito, podem ser explorados para aumentar a precisão dos resultados. A base do método dos elementos finitos são as funções de mapeamento, e suas derivadas. No método de Galerkin as funções de mapeamento são igualadas às funções de forma originando os elementos... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo)Abstract: In this research is presented a mathematical modeling based on Maxwell's equations and numerical modeling based on Charge Simulation Method (CSM) and the Finite Element Method (FEM) for calculating the quasi-static electromagnetic field in transmission lines. The finite element method is an adaptation of Galerkin residual method. It's currently considered a mathematical method for solving partial differential equations, among which includes the Poisson equation, Laplace equation, Helmholtz equation, Navier-Stokes, etc. This is an approximation method of continuing problems in closed domains where the continuous is divided into a finite number of parts or elements whose behavior is specified by a finite number of parameters associated with certain characteristic points called nodes. The nodes are union points of each element with its adjacent. The solution of the entire system follows the rules of the discrete problems. The complete system is formed by the association of N elements. The unknowns of the problem, mathematical functions, become the value of these functions on n nodes. The behavior within each of elements N is now defined from the behavior of n nodes, using appropriate interpolation functions or shape functions. The method precision depends on the shape of two-dimensional mesh element, i.e., if it is triangular or quadrilateral. Moreover, the number of integration points and therefore the polynomial finite element basis, can be exploited to increase the accuracy of the results. The basis of the finite element method are the mapping functions and their derivatives. In the Galerkin method the mapping functions are matched to the shape functions form the isoparametric. Finally, from above definitions, simply refer to the tables of numerical integration, showing how the elements are integrated, and use them in the rest of the numerical modeling
Orientador: Luiz Fernando Bovolato
Coorientador: Carlos Alberto Tenório de Carvalho Júnior
Banca: Afonso José do Prado
Banca: Sérgio Kurokawa
Banca: Olivio Carlos Nascimento Souto
Banca: Wander Gonçalves da Silva
Doutor
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Silva, Thiago Vieira da. "Uma proposta para o controle eletrônico de reguladores eletromagnéticos através do reforço série de tensão". Universidade Federal de Uberlândia, 2012. https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/14491.
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Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas GeraisThe search for solutions to the different power quality problems, in special the ones related to the voltage level compliance to the standard values has produced, up to now, an extensive range of commercial products using different techniques. Despite this recognition, the challenge for alternative strategies, presenting low cost and low maintenance properties, are very attractive and this subject is still motivating research worldwide. In this context, this dissertation is focused on the proposal of a voltage regulating device, here referred as CET (Electromagnetic Voltage Compensator), which presents an innovative design to obtain the process of voltage regulation. The main idea is based on the voltage injection, been as an additive or subtractive way, through a physical arrangement, presenting as a full electromagnetic power device. Aiming operative dynamic properties, the proposal in question, as far as their operational design concerns, is based on electronic switching and control device. The proposal outlined here will encounter emphasizes to the CET physical structure, the control unit composition and the evaluation of the electric complex performance under different voltage deviations occurrences. The studies are presented and then discussed, using the results provided by the computational simulation carried out in the time domain simulator ATP throughout its classical feature the MODELS language.
A busca por soluções para os distintos problemas da qualidade da energia elétrica, com destaque às variações das tensões de suprimento, conta, na atualidade, com uma extensa gama de produtos visando, sobretudo, a regulação dinâmica da tensão de suprimento. Não obstante tal reconhecimento, os desafios por estratégias alternativas por compensadores com propriedades operacionais e econômicas mais atrativas continuam motivando pesquisas em todo o mundo. Neste contexto, a presente dissertação encontra-se focada numa proposta de controle de um dispositivo regulador de tensão, aqui denominado por CET (Compensador Eletromagnético de Tensão), que se apresenta com uma concepção inovadora no que tange ao processo da regulação da tensão. A ideia central apoia-se na injeção série de reforços de tensão, aditiva ou subtrativa, através de um arranjo físico totalmente eletromagnético quanto às suas unidades de potência. Objetivando propriedades operativas dinâmicas, a proposta em pauta, no que tange a sua concepção operativa, fundamenta-se em chaveamentos eletrônicos controlados. À luz destes fatos, o trabalho vai de encontro a esta filosofia e ressalta a estrutura física do dispositivo, a composição da unidade de controle e avalia o desempenho do dispositivo sob condições associadas com a ocorrência de desvios de tensão. Quanto aos estudos feitos e discutidos, estes se encontram alicerçados em investigações computacionais conduzidas através da plataforma ATP e recursos oferecidos pela linguagem MODELS.
Mestre em Ciências
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Freitas, Stefani Carolline Leal de [UNESP]. "Estudos teóricos e experimentais da operação conjunta de um supressor eletromagnético e de um filtro ativo de potência". Universidade Estadual Paulista (UNESP), 2014. http://hdl.handle.net/11449/111136.
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000800686.pdf: 3904332 bytes, checksum: a3f8ecaf0d754273e5066a9998daf0b7 (MD5)Com vistas à mitigação das distorções harmônicas, sempre que possível, são adotadas medidas operacionais relacionadas à adequação das cargas geradoras de harmônicas, fazendo-se uso de tecnologias menos poluentes, multiplicação do número de pulsos em instalações conversoras de grande porte, alteração da topologia das redes elétricas, entre outras. Ocorre, que, em diversas vezes, tais medidas são inviáveis sob o ponto de vista econômico, ou mesmo insuficientes para garantir o funcionamento adequado do sistema e/ou atender os limites estabelecidos pelas normas e recomendações técnicas. Nesses casos, torna-se indispensável o uso de equipamentos especiais para atenuação de distorções harmônicas. O uso de filtros e dispositivos de compensação constituem as técnicas mais aplicadas para redução das componentes harmônicas. Essas técnicas podem ser separadas em dois grandes grupos, dependendo do modo operacional, ativo ou passivo, sendo ambos amplamente conhecidos e aplicados nos mais distintos setores da engenharia. Considerando a aplicação de estruturas compensadoras em sistemas elétricos a quatro fios com carregamentos monofásicos não lineares, apresenta-se nesta tese um novo arranjo de compensação harmônica que incorpora simultaneamente filtragem ativa e passiva, e que apresenta todas as funcionalidades no que tange à compensação harmônica de um filtro ativo de quatro braços. Nessa perspectiva, a filtragem harmônica das componentes de sequências positiva e negativa é realizada por um filtro ativo de três braços, enquanto que, a filtragem das harmônicas homopolares fica atribuída ao supressor eletromagnético de sequência zero. Considerando o mesmo nível de potência a ser processado, presume-se que os custos dos dispositivos eletromagnéticos sejam menores quando comparados aos dispositivos de estado sólido, notadamente as chaves eletrônicas e ...
With a view to mitigate harmonic distortion, whenever possible are adopted operational attitudes related to the suitability of harmonic generating loads, making use of cleaner technologies, multiplying the number of pulses in large converting installations, changes in electric grid topology, among others. Occurs that, in several times, such attitudes are not feasible under the economic point of view or even insufficient to ensure proper system operation and/or meet the limits set by standards and technical recommendations. In these cases, it becomes necessary to use special equipments to mitigate harmonic distortion. The use of filters and compensation devices constitute the techniques applied to reducing harmonic components. These techniques can be separated into two major groups, depending on the operating mode, active or passive, both widely known and applied in the most diverse sectors of engineering. Considering the expectation of compensating structures application in four-wire electrical systems with single-phase nonlinear loads, this thesis presents a new arrangement of harmonic compensation that incorporates both active and passive filtering, and that presents all the features regarding the harmonic compensation of a four-arm active filter. In this perspective, the harmonic filtering of positive and negative sequences components is performed by a three-arm active filter, while the filtering of zero sequence harmonics is attributed to the electromagnetic zero sequence suppressor. Considering the same power level to be processed, it is assumed that the costs of electromagnetic devices are smaller when compared to solid state devices, notably the electronic switches and sensors, which can be eliminated of the four-arm active filter when the responsibility to compensate homopolar harmonic is of the electromagnetic suppressor, which is a robust and reliable device. This thesis, therefore, ...
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Freitas, Stefani Carolline Leal de. "Estudos teóricos e experimentais da operação conjunta de um supressor eletromagnético e de um filtro ativo de potência /". Ilha Solteira, 2014. http://hdl.handle.net/11449/111136.
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Orientador: Luís Carlos Origa de OliveiraCo-orientador: João Luiz Afonso
Co-orientador: Priscila da Silva Oliveira
Banca: Júlio Borges de Souza
Banca: Falcondes José Mendes de Seixas
Banca: Arnulfo Barroso de Vasconcellos
Resumo: Com vistas à mitigação das distorções harmônicas, sempre que possível, são adotadas medidas operacionais relacionadas à adequação das cargas geradoras de harmônicas, fazendo-se uso de tecnologias menos poluentes, multiplicação do número de pulsos em instalações conversoras de grande porte, alteração da topologia das redes elétricas, entre outras. Ocorre, que, em diversas vezes, tais medidas são inviáveis sob o ponto de vista econômico, ou mesmo insuficientes para garantir o funcionamento adequado do sistema e/ou atender os limites estabelecidos pelas normas e recomendações técnicas. Nesses casos, torna-se indispensável o uso de equipamentos especiais para atenuação de distorções harmônicas. O uso de filtros e dispositivos de compensação constituem as técnicas mais aplicadas para redução das componentes harmônicas. Essas técnicas podem ser separadas em dois grandes grupos, dependendo do modo operacional, ativo ou passivo, sendo ambos amplamente conhecidos e aplicados nos mais distintos setores da engenharia. Considerando a aplicação de estruturas compensadoras em sistemas elétricos a quatro fios com carregamentos monofásicos não lineares, apresenta-se nesta tese um novo arranjo de compensação harmônica que incorpora simultaneamente filtragem ativa e passiva, e que apresenta todas as funcionalidades no que tange à compensação harmônica de um filtro ativo de quatro braços. Nessa perspectiva, a filtragem harmônica das componentes de sequências positiva e negativa é realizada por um filtro ativo de três braços, enquanto que, a filtragem das harmônicas homopolares fica atribuída ao supressor eletromagnético de sequência zero. Considerando o mesmo nível de potência a ser processado, presume-se que os custos dos dispositivos eletromagnéticos sejam menores quando comparados aos dispositivos de estado sólido, notadamente as chaves eletrônicas e ...
Abstract: With a view to mitigate harmonic distortion, whenever possible are adopted operational attitudes related to the suitability of harmonic generating loads, making use of cleaner technologies, multiplying the number of pulses in large converting installations, changes in electric grid topology, among others. Occurs that, in several times, such attitudes are not feasible under the economic point of view or even insufficient to ensure proper system operation and/or meet the limits set by standards and technical recommendations. In these cases, it becomes necessary to use special equipments to mitigate harmonic distortion. The use of filters and compensation devices constitute the techniques applied to reducing harmonic components. These techniques can be separated into two major groups, depending on the operating mode, active or passive, both widely known and applied in the most diverse sectors of engineering. Considering the expectation of compensating structures application in four-wire electrical systems with single-phase nonlinear loads, this thesis presents a new arrangement of harmonic compensation that incorporates both active and passive filtering, and that presents all the features regarding the harmonic compensation of a four-arm active filter. In this perspective, the harmonic filtering of positive and negative sequences components is performed by a three-arm active filter, while the filtering of zero sequence harmonics is attributed to the electromagnetic zero sequence suppressor. Considering the same power level to be processed, it is assumed that the costs of electromagnetic devices are smaller when compared to solid state devices, notably the electronic switches and sensors, which can be eliminated of the four-arm active filter when the responsibility to compensate homopolar harmonic is of the electromagnetic suppressor, which is a robust and reliable device. This thesis, therefore, ...
Doutor
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Santos, Maraiza Prescila dos. "Sistema eletrônico energeticamente autônomo com colheita de energia por indução magnética". Universidade Federal da Paraíba, 2015. http://tede.biblioteca.ufpb.br:8080/handle/tede/8455.
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In recent decades, the growing demand for miniaturized, portable and autonomous electronics has intensified the search for new and appropriate energy sources. Following this context, the purpose of this work is to develop an energy-autonomous electronic system, powered by magnetic energy harvesting. Being the energy harvesting system composed of an electromagnetic transducer, to capture and convert stray magnetic field around power lines, and an electronic circuit to condition the energy generated by the transducer and provide adequate power for a resistive load of low consumption. An experimental methodology was employed to select the appropriate material for the core of the transducer therefore been conducted many laboratory tests to analyze and compare the performance of the transducers with respect to power and power density provided by the transducers two ferromagnetic materials distinct, the Ferrite and Nanocrystalline Alloy (FeSiB). After analyzing the data, it is concluded that for this application the Nanocrystalline Alloy showed the best results in terms of power density, and therefore, was selected as the material of the toroidal core of the transducer. However, in the output of the secondary coil was observed high voltage peaks, so that could cause damage to electronic devices connected to the coil circuit. Therefore, it chose to divide the secondary coil into two coils, both connected in parallel to reduce the inductance, at end It is found the effectiveness of the solution, because, reduced voltage spikes and kept the magnitude of the effective tension. However, the showed transducer high inductive reactance, due to its physical parameters, in particular, the high permeability, to compensate were used capacitances connected in series with the coil, in order to define the ideal situation for the system provide maximum power for the load. The power conditioning circuit has been designed to power the wireless sensor node nRF24LE1 the Nordic semiconductors, therefore, have been designed a full-wave rectifier, a filter to the capacitor and a voltage regulator. Finally, it can be concluded that an electronic system with energetic autonomy could be implemented, using as power supply the energy harvesting by magnetic induction, and it can be installed in environments in which there is a magnetic field available for "exploited".
Nas últimas décadas, a crescente demanda por circuitos eletrônicos miniaturizados, portáteis e autônomos, vem intensificando a busca por novas e adequadas fontes energéticas. Seguindo este contexto, o propósito desta dissertação é desenvolver um sistema eletrônico energeticamente autônomo, alimentado por colheita de energia magnética. Sendo o sistema de colheita composto por um transdutor eletromagnético, para captar e converter o campo magnético disperso em torno de linhas de potência, e um circuito eletrônico para condicionar a energia gerada pelo transdutor e fornecer a potência adequada para uma carga resistiva de baixo consumo. Uma metodologia experimental foi empregada para selecionar o material adequado para o núcleo do transdutor, por isso, foram realizados diversos testes em laboratório para analisar e comparar o desempenho dos transdutores em relação à potência e a densidade de potência, fornecidas pelos transdutores de dois materiais ferromagnéticos distintos, a Ferrita e a liga Nanocristalina (FeSiB). Após a análise dos dados, concluiu-se que para esta aplicação a liga Nanocristalina apresentou os melhores resultados quanto à densidade de potência, e por isso, foi selecionada como o material do núcleo toroidal do transdutor. Porém, na saída da bobina secundária se observou altos picos de tensão, de modo que poderia ocasionar danos aos dispositivos eletrônicos do circuito conectado a bobina. Portanto, optou-se por fazer a divisão da bobina secundária em dois enrolamentos, ambos ligados em paralelo, para reduzir a indutância, ao final constatou-se a eficácia da solução, pois, reduziu os picos de tensão e manteve a magnitude da tensão eficaz. Contudo, o transdutor apresentou alta reatância indutiva, devido os seus parâmetros físicos, em particular, a alta permeabilidade, para compensá-la foram utilizadas capacitâncias ligadas em série com a bobina, a fim de definir a situação ideal para o sistema fornecer a máxima potência à carga. O circuito de condicionamento de energia foi projetado para alimentar o nó sensor sem fio nRF24LE1 da Nordic semiconductors, para tanto, foram projetados um retificador de onda completa, um filtro à capacitor e um regulador de tensão. Por fim, pode-se concluir que um sistema eletrônico com autonomia energética pode ser implementado, utilizando-se como fonte de alimentação a colheita de energia por indução magnética, e o mesmo pode ser instalado em ambientes nos quais existam um campo magnético disponível para ser “aproveitado”.
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Borges, Victor Salvino. "Utilização de um rádio definido por software para análise de emissões eletromagnéticas oriundas de descargas elétricas parciais em isoladores". reponame:Repositório Institucional da UFPR, 2016. http://hdl.handle.net/1884/43819.
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Orientador : Prof. Dr. Márlio José do Couto BonfimCo-orientador : Prof. Dr. Edemir Luiz Kowalski
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. Defesa: Curitiba, 11/03/2016
Inclui referências : f. 83-87
Área de concentração: Sistemas eletrônicos
Resumo: Inspeções periódicas de sistemas isolantes elétricos, como cadeia de isoladores de disco em linhas de transmissão, deveriam ser realizadas com a finalidade de avaliar em campo o estado de degradação de isoladores elétricos, antes da ocorrência da falha, garantindo a confiabilidade e manutenção do fornecimento de energia elétrica. Porém os custos elevados de equipamentos de inspeção inviabilizam o monitoramento periódico dos dispositivos que compõem o sistema elétrico. Sendo assim o presente trabalho apresenta o desenvolvimento do protótipo de um sistema de detecção de Rádio Interferência de baixo custo baseado em um RDS (Rádio Definido por Software) para detecção e análise de componentes de rádio frequência originadas por descargas parciais em isoladores elétricos usados em linhas de transmissão e redes de distribuição de energia elétrica. Para validação do protótipo, testes de caracterização e operação em laboratório foram realizados sendo que os resultados obtidos foram comparados com os resultados de um equipamento comercial atualmente utilizado por concessionárias de energia elétrica em inspeções de campo por RFI (Radio Frequency Interference). Ao serem comparados os resultados dos testes do equipamento de RFI comercial e o protótipo desenvolvido, verificou-se que este possui características como sensibilidade e largura de banda superiores ao do comercial e desempenho semelhante durante as inspeções. Palavras-chave: Descargas parciais, inspeção de isoladores, rádio interferência, redes elétricas, RDS, RFI, SDR.
Abstract: Periodic inspections of electrical insulation using techniques such as radio interference, should be constantly performed in the field in order to assess the state of degradation before the failure of electrical insulators, ensuring the reliability and maintenance of the electric power distribution system. However high costs of inspection make equipment the periodic monitoring of all electric system devices unfeasible. This work presents the development of a low cost Radio Interference detection system based on an SDR (Software Defined Radio) for detection and analysis of radio frequencies caused by partial discharges in electrical insulators used in power transmission and distribution networks. In order to validate the prototype, laboratory tests were carried out and the results were compared with an equipment currently used by electric companies in the field inspection of RFI. At the end of the characterization tests, after comparing the prototype with the currently used equipment, the prototype presented to have such characteristics as bandwidth and sensitivity better than the one currently used by companies. Key words: Insulator inspection, partial discharges, power lines, radio interference, RFI, SDR.
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Sollitto, Ciliane Matilde. "Leucemias e proximidade de residência a linhas de energia elétrica na cidade de São Paulo". Universidade de São Paulo, 2009. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/5/5160/tde-01062009-105119/.
Texto completo da fonteResumo:
O objetivo deste estudo foi o de investigar a relação de casos notificados de leucemias na faixa etária de 0 a 19 anos e proximidade de residência com linhas de energia elétrica na cidade de São Paulo, entre os anos de 1997 e 2004. Para este propósito, foram geocodificados os casos notificados de leucemias em crianças e adolescentes com idade entre 0 e 19 anos, registrados na cidade de São Paulo por meio de banco de dados fornecido pelo Registro de Câncer de Base Populacional (RCBP-SP); os casos da doença na faixa etária especificada foram georreferenciados em relação às linhas de energia elétrica, aos distritos administrativos da cidade e aos setores censitários. Assim pode-se calcular a incidência dos casos georreferenciados para o município de São Paulo utilizando como base os dados demográficos do censo de 2000, publicados pelo Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE) e calcular a incidência dos casos georreferenciados de acordo com o local de residência e a distância das linhas de energia elétrica, construindo mapas temáticos a partir de instrumentos disponíveis nos Sistemas de Informação Geográfica (SIG) da cidade. Desta forma foi demonstrado que os casos georreferenciados de leucemia em crianças e adolescentes com idade entre 0 e 19 anos, registrados no RCBP-SP, no período de 1997 a 2004, têm uma distribuição homogênea, quando observados em relação ao município como um todo, porém ao especificar-se a distribuição pelas distâncias das residências em relação às linhas de energia elétrica, denota-se que a incidência revela-se maior à distância de 200 metros (22,46/100.000 hab.), do que às distâncias de 400 (14,97/100.000 hab.), 600 (16,08/100.000 hab.), 800 (21,17/100.000 hab.) e 1000 metros (20,07/100.000 hab.) e que esta incidência também é maior quando comparada com a incidência geral do município (19,34/100.000 hab.).The aim of this study was to investigate the relationship of reported cases of leukemia at the age from 0 to 19 years old and their residence proximity to power lines in the city of Sao Paulo, between the years 1997 and 2004. For this purpose, the leukemia childhood cases notified by Cancer Register Population Base of Sao Paulo city were geocoded and georreferenced in relation to the electric power lines, administrative districts and census sector of the city. Thus, we could calculate the incidence that cases utilizing the demographic bases from 2000 Brazilian census and the incidence according to the distances of electric power lines, producing the thematic layer maps from Geographical Information Systems - GIS. Our results demonstrated that childhood leukemia cases, notified by RCBP-SP from 1997 to 2004 in Sao Paulo city, have homogeneous distribution when observed all the territory, however, the highest value of incidence occurred in a 200 meters of distance the electric power lines (22,46/100.000 inhab.), when compared with 400 (14,97/100.000 inhab.), 600 (16,08/100.000 inhab.), 800 (21,17/100.000 inhab.) and 1000 meters (20,07/100.000 inhab.), and it is also biggest when compared with entire territory (19,34/100.000 inhab.).
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Daltin, Rodrigo Serra [UNESP]. "Representação modal alternativa de linhas de transmissão trifásicas simétricas não idealmente transpostas". Universidade Estadual Paulista (UNESP), 2006. http://hdl.handle.net/11449/87221.
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Previous issue date: 2006-09-28Bitstream added on 2014-06-13T19:08:14Z : No. of bitstreams: 1
daltin_rs_me_ilha.pdf: 841004 bytes, checksum: da77f2e8d8ccd4d0094ea607844c7530 (MD5)Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
Esta dissertação descreve um processo alternativo para decompor uma linha de transmissão trifásica, simétrica e não transposta nos seus modos exatos por meio da utilização de duas matrizes de transformação. A primeira é a matriz de Clarke que desacopla a linha em suas componentes a, ß e zero. A componente ß é um modo exato enquanto que as componentes a e zero são acopladas. Em seguida, as componentes a e zero são representadas por uma linha bifásica que pode ser decomposta em seus modos exatos por meio de uma matriz de transformação adequada, cujos elementos podem ser sintetizados, no domínio do tempo, por técnicas de aproximações por curvas. O método pretende unir as vantagens da matriz de transformação exata (que produz modos exatos) com as vantagens da matriz de Clarke, que é real, independente da freqüência e facilmente representável em programas que realizam simulações de transitórios, como é o caso do EMTP. Assim, o método pode ser utilizado em situações em que o acoplamento entre as componentes a e zero não possa ser desconsiderado. O processo foi utilizado para simular a energização de uma linha trifásica, sem transposição, com um plano de simetria vertical, 440 kV e comprimento de 500 km que foi representada no domínio modal por meio do método proposto e também por meio do uso da matriz de autovetores (como sendo a matriz de decomposição modal). O método é coerente, pois foram obtidos resultados semelhantes com os dois métodos de decomposição modal, enquanto que com o uso somente da matriz de Clarke, verificou- se certa diferença em relação aos valores esperados.
This dissertation describes an alternative procedure to decompose a non-transposed threephase transmission line into exact modes, by using two transformation matrices. The first one is Clarke's matrix, which separates the line into quasi-modes a, ß e zero. The ß component is an exact mode while a and zero are coupled. After that, the coupled components are represented by using a two-phase transmission line without a vertical symmetry plane that can be decomposed with a modal transformation matrix whose elements can be achieved, in timedomain, through standard curve-fitting techniques. The method intends to join the Clarke's matrix advantages which crucial aspect is being real, frequency-independent and easily represented in computational transient programs (EMTP) with eigenvector's matrix used in situations where the coupling between a and zero components cannot be disconsidered. The process was used to energize a three-phase transmission line with a vertical symmetry plane, which nominal voltage is 440kV and its length, 500km. It was represented in the modal domain by considered method and, on the other hand, by using eigenvector's matrix (as being the decomposition matrix). In fact, the obtained results had shown that the method is coherent, because it is obtained similar results with the application of the two mentioned modal decomposition methods, whereas with the use of Clarke's matrix, a perceptible difference in relation to the expected values was verified.
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Santos, Michel Silva dos. "Instabilidade em plasmas espaciais e astrofísicos na presença de partículas de poeira com carga variável". reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS, 2016. http://hdl.handle.net/10183/150066.
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O uso de uma descrição cinética para analisar a propagação de ondas eletromagnéticas em um plasma empoeirado (dusty plasma) vem sendo desenvolvido ao longo dos últimos anos. À medida que a teoria é desenvolvida, novas aproximações são necessárias a fim de se obter resultados que descrevam melhor as observações. O objetivo de nosso trabalho é fazer um estudo a respeito das instabilidades em um plasma empoeirado, descrito por uma função de distribuição do tipo product-bi-kappa. Funções desse tipo podem ser úteis para aproximar de modo mais realista a forma das distribuições detectadas em plasmas espaciais, monitorados através de sondas e satélites. Entretanto, verifica-se que a maioria dos estudos já feitos envolvendo plasma convencional (composto de íons e elétrons, sem poeira) faziam uso de distribuições do tipo Maxwelliana e bi-Maxwelliana. Em decorrência disso, apresentamos primeiramente um amplo desenvolvimento na descrição cinética de instabilidades em plasma convencional usando distribuições do tipo product-bi-kappa, para só então prosseguir com a abordagem cinética de plasmas empoeirados, em que íons e elétrons podem ser descritos por distribuições não-térmicas do tipo product-bi-kappa. Instabilidades ion-cyclotron e ion firehose são o foco de nossos estudos. Análises numéricas a respeito da influência de anisotropias nas temperaturas de elétrons e íons nos mostraram que, com o uso de distribuições do tipo product-bi-kappa, ocorrem novas situações de instabilidades, bem como intensificação ou redução de instabilidades em situações já conhecidas como instáveis no caso de distribuições bi-Maxwellianas. Feita a análise a respeito da influência do tipo de partícula (elétrons ou íons), do tipo de anisotropia de temperatura e das relações entre as variáveis k e ? que aparecem na distribuição product-bi-kappa, iniciamos a etapa de inserção de grãos de poeira em nossa descrição e análise dessas mesmas influências em plasmas empoeirados. Nesse ponto, constatamos que o aumento da densidade numérica de particulas de poeira inseridas no plasma acarreta um enfraquecimento das instabilidades, visto através da diminuição do tamanho da região de números de onda que apresentam instabilidades e da redução das taxas de crescimento das instabilidades.The use of a kinetic description to analyze the propagation of electromagnetic waves in a dusty plasma has been developed over the past years. As the theory is developed, new approaches are needed in order to obtain results that describe better the observations. The objective of the present work is a study regarding instabilities in a dusty plasma, with plasma particles described by a distribution function of type product-bikappa. Functions of this type may be useful to approximate more realistically the form of velocity distributions detected in space plasmas by probes and satellites. However, it is verified that the majority of the studies involving conventional plasma (consisting of ions and electrons without dust), usedMaxwellian and bi-Maxwellian distributions. Due to this reason, we start by presenting a comprehensive kinetic description of instabilities in conventional plasma, using product-bi-kappa distributions, and then proceed with a kinetic approach to the description of dusty plasmas, with ions and electrons described by the non-thermal product-bi-kappa distributions. Ion-cyclotron and ion firehose instabilities are at the focus of our studies. Numerical analyses about the influence of temperature anisotropies in electron and ion distributions have demonstrated that, with the use of product-bi-kappa distributions, new situations of instability occurr, as well as intensification or reduction of instabilities for situations which are already recognized as unstable in the case of bi-Maxwellian distributions. After analysis on the influence of the type of particle (electrons or ions), the type of temperature anisotropy and the relationship between the values of the k and ? constants which appear in the product-bi-kappadistribution, we have started to take into account the presence of dust grains in our description, and analyzed those influences in the case of dusty plasmas. At this point, we found that the increase of the number density of dust particles inserted into the plasma causes a weakening of instability, seen by decreasing size of the region of wavenumber which feature instability, and decrease of the magnitude of the growth rates of the instabilities.
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Silva, Rodrigo Cleber da [UNESP]. "Inclusão das representações de gary e de skilling-umoto em modelos de linhas de transmissão trifásicas: Aplicação em simulações de transitórios eletromagnéticos em sistemas de energia elétrica". Universidade Estadual Paulista (UNESP), 2015. http://hdl.handle.net/11449/134103.
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000857565.pdf: 1726285 bytes, checksum: acf252e5a46ceced5c2b1b64ccd59cc7 (MD5)Neste projeto é desenvolvido um modelo de linha de transmissão trifásica em que possa ser incluído o efeito corona. O modelo será desenvolvido diretamente no domínio do tempo e o mesmo baseia-se na hipótese de que um pequeno segmento de linha trifásica pode ser representado por um circuito constituído por elementos discretos (resistências, indutâncias, capacitâncias e condutâncias). A inserção do efeito corona no modelo da linha será feito com base nos modelos de Gary e de Skilling-Umoto que, até o presente momento, é utilizado para inserir o efeito corona em modelos de linhas de transmissão monofásicas. O modelo a ser desenvolvido poderá ser utilizado para representar linhas trifásicas genéricas, independentemente da geometria da mesma, em simulações de transitórios eletromagnéticos que podem ocorrer em sistemas de energia elétrica. A grande contribuição que resultará do desenvolvimento deste projeto será a disponibilização de um modelo de linha mais completo que os modelos disponíveis atualmente, pois o modelo proposto poderá ser aplicado em qualquer linha trifásica, independentemente da geometria da mesma, e levará em conta o efeito corona (que é responsável por distorções nas formas de ondas de correntes e tensões que se propagam ao longo da linha durante a ocorrência de distúrbios). Um modelo de linha mais precisa que prevê tais distorções, poderá ser útil na análise do sistema de proteção, permitindo um ajuste mais preciso e aumentando a confiabilidade do sistema de energia elétrica
In this project will be developed a model for three-phase transmission line that may be included in the corona effect. The model will be developed directly in the time domain and the same is based on the hypothesis that a short segment of three phase line can be represented by a circuit constituted by discrete elements (resistance, inductance, capacitance, and conductance). The insertion of the corona effect in the line model will be based on Gary and Skilling-Umoto models that, until the present time, is used to insert the corona effect in models of transmission lines monophasic. The model to be developed can be utilized to represent generic three-phase lines, regardless of the line geometry, in electromagnetic transient simulations that can occur in electrical power systems. The great contribution that will result from the development of this project will be the making available of a model line more complete than the currently available models, since the proposed model can be applied to any three-phase line, regardless of the geometry of the line, and will take into consideration the corona effect (which is responsible for distortions in the waveforms of voltages and currents that propagate along the line during the occurrence of disturbance). A more accurate model line that provides for such distortions may be useful in the analysis of the protection system, allowing for a more precise fit and increasing the reliability of the electric power system
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Silva, Rodrigo Cleber da. "Inclusão das representações de gary e de skilling-umoto em modelos de linhas de transmissão trifásicas: Aplicação em simulações de transitórios eletromagnéticos em sistemas de energia elétrica /". Ilha Solteira, 2015. http://hdl.handle.net/11449/134103.
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Orientador: Sérgio KurokawaBanca: Luis Carlos Origa de Oliveira
Banca: Mariangela Carvalho Bovolato
Banca: José Pissolato Filho
Banca: Eduardo Coelho Marques da Costa
Resumo: Neste projeto é desenvolvido um modelo de linha de transmissão trifásica em que possa ser incluído o efeito corona. O modelo será desenvolvido diretamente no domínio do tempo e o mesmo baseia-se na hipótese de que um pequeno segmento de linha trifásica pode ser representado por um circuito constituído por elementos discretos (resistências, indutâncias, capacitâncias e condutâncias). A inserção do efeito corona no modelo da linha será feito com base nos modelos de Gary e de Skilling-Umoto que, até o presente momento, é utilizado para inserir o efeito corona em modelos de linhas de transmissão monofásicas. O modelo a ser desenvolvido poderá ser utilizado para representar linhas trifásicas genéricas, independentemente da geometria da mesma, em simulações de transitórios eletromagnéticos que podem ocorrer em sistemas de energia elétrica. A grande contribuição que resultará do desenvolvimento deste projeto será a disponibilização de um modelo de linha mais completo que os modelos disponíveis atualmente, pois o modelo proposto poderá ser aplicado em qualquer linha trifásica, independentemente da geometria da mesma, e levará em conta o efeito corona (que é responsável por distorções nas formas de ondas de correntes e tensões que se propagam ao longo da linha durante a ocorrência de distúrbios). Um modelo de linha mais precisa que prevê tais distorções, poderá ser útil na análise do sistema de proteção, permitindo um ajuste mais preciso e aumentando a confiabilidade do sistema de energia elétrica
Abstract: In this project will be developed a model for three-phase transmission line that may be included in the corona effect. The model will be developed directly in the time domain and the same is based on the hypothesis that a short segment of three phase line can be represented by a circuit constituted by discrete elements (resistance, inductance, capacitance, and conductance). The insertion of the corona effect in the line model will be based on Gary and Skilling-Umoto models that, until the present time, is used to insert the corona effect in models of transmission lines monophasic. The model to be developed can be utilized to represent generic three-phase lines, regardless of the line geometry, in electromagnetic transient simulations that can occur in electrical power systems. The great contribution that will result from the development of this project will be the making available of a model line more complete than the currently available models, since the proposed model can be applied to any three-phase line, regardless of the geometry of the line, and will take into consideration the corona effect (which is responsible for distortions in the waveforms of voltages and currents that propagate along the line during the occurrence of disturbance). A more accurate model line that provides for such distortions may be useful in the analysis of the protection system, allowing for a more precise fit and increasing the reliability of the electric power system
Doutor
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Velasco, Loana Nunes [UNESP]. "Análise experimental de erros de medição de energia elétrica ativa em medidores eletromagnéticos tipo indução, sujeitos a distorções harmônicas de correntes e tensões, em sistemas equilibrados e desequilibrados". Universidade Estadual Paulista (UNESP), 2007. http://hdl.handle.net/11449/87277.
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velasco_ln_me_ilha.pdf: 5900543 bytes, checksum: 615cdafd17dd2d779ee50088aa3f060a (MD5)Fundação de Ensino Pesquisa e Extensão de Ilha Solteira (FEPISA)
Considerando-se as constantes mudanças que vêm ocorrendo no cenário de distribuição de energia elétrica, devido ao grande avanço da eletrônica de potência e cargas não lineares instaladas no sistema, fazem-se necessários estudos para diagnosticar como e quanto essas mudanças podem estar afetando os equipamentos instalados nas redes de distribuição. A proposta deste trabalho é a análise da influência de harmônicos e desequilíbrios nos erros de medição de energia elétrica ativa em medidores de energia tipo indução, classe de precisão 2%. Estes equipamentos são normalmente projetados para atuarem com condições ideais de freqüência constante, formas de onda de tensão e corrente senoidais e sistema equilibrado. Condições estas, que não são a realidade das redes de distribuição de energia elétrica. Para a realização da análise dos equipamentos selecionados, submetidos aos efeitos das componentes harmônicas nas tensões e correntes, inclusive desequilíbrios de tensões, montou-se um arranjo padrão de medição, onde foram ensaiados os medidores submetidos à estes distúrbios, sob as mesmas condições laboratoriais, considerando-se três repetições para cada amostra selecionada. As distorções harmônicas de tensões e correntes, admitidas para ensaios, foram obtidas por medições em consumidores em...
Considering the constant changes that have been occurring in the electric energy distribution scenery, due to the great improvements of the power electronics devices and non linear loads installed in the system, there are several studies developed in order to analyze and diagnosis the effects of these changes, and how much these loads affect the equipments installed on the distribution systems. The proposal of this research is to analyze the influence of harmonic contents and voltage unbalances in the systems on the measurement errors of the active electric energy using the induction watt-hour meters, with accuracy of 2%. These equipments are usually designed to operate in ideal conditions with constant frequency, sinusoidal voltage and current waveforms, and balanced system. However, these conditions are not the reality of the electric energy distribution systems. The procedures for the measurements, considering the selected samples of the induction watt-hour meters under influence of current and voltage harmonic contents, and voltage unbalances, were based on a measurement set-up established for testing, in the same conditions, all the selected samples considering its three repetitions. The harmonic voltage and current contents, admitted for testing, were obtained by measurements in consumers with different load... (Complete abstract click electronic access below)
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Velasco, Loana Nunes. "Análise experimental de erros de medição de energia elétrica ativa em medidores eletromagnéticos tipo indução, sujeitos a distorções harmônicas de correntes e tensões, em sistemas equilibrados e desequilibrados /". Ilha Solteira : [s.n.], 2007. http://hdl.handle.net/11449/87277.
Texto completo da fonteResumo:
Resumo: Considerando-se as constantes mudanças que vêm ocorrendo no cenário de distribuição de energia elétrica, devido ao grande avanço da eletrônica de potência e cargas não lineares instaladas no sistema, fazem-se necessários estudos para diagnosticar como e quanto essas mudanças podem estar afetando os equipamentos instalados nas redes de distribuição. A proposta deste trabalho é a análise da influência de harmônicos e desequilíbrios nos erros de medição de energia elétrica ativa em medidores de energia tipo indução, classe de precisão 2%. Estes equipamentos são normalmente projetados para atuarem com condições ideais de freqüência constante, formas de onda de tensão e corrente senoidais e sistema equilibrado. Condições estas, que não são a realidade das redes de distribuição de energia elétrica. Para a realização da análise dos equipamentos selecionados, submetidos aos efeitos das componentes harmônicas nas tensões e correntes, inclusive desequilíbrios de tensões, montou-se um arranjo padrão de medição, onde foram ensaiados os medidores submetidos à estes distúrbios, sob as mesmas condições laboratoriais, considerando-se três repetições para cada amostra selecionada. As distorções harmônicas de tensões e correntes, admitidas para ensaios, foram obtidas por medições em consumidores em... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo)Abstract: Considering the constant changes that have been occurring in the electric energy distribution scenery, due to the great improvements of the power electronics devices and non linear loads installed in the system, there are several studies developed in order to analyze and diagnosis the effects of these changes, and how much these loads affect the equipments installed on the distribution systems. The proposal of this research is to analyze the influence of harmonic contents and voltage unbalances in the systems on the measurement errors of the active electric energy using the induction watt-hour meters, with accuracy of 2%. These equipments are usually designed to operate in ideal conditions with constant frequency, sinusoidal voltage and current waveforms, and balanced system. However, these conditions are not the reality of the electric energy distribution systems. The procedures for the measurements, considering the selected samples of the induction watt-hour meters under influence of current and voltage harmonic contents, and voltage unbalances, were based on a measurement set-up established for testing, in the same conditions, all the selected samples considering its three repetitions. The harmonic voltage and current contents, admitted for testing, were obtained by measurements in consumers with different load... (Complete abstract click electronic access below)
Orientador: Carlos Alberto Canesin
Coorientador: Flávio Alessandro Serrão Gonçalves
Banca: Luis Carlos Origa de Oliveira
Banca: Fernando Luiz Marcelo Antunes
Mestre
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Marinho, Josenilson Ádnei Oliveira. "Current conservation in light front dynamics". Instituto Tecnológico de Aeronáutica, 2007. http://www.bd.bibl.ita.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=461.
Texto completo da fonteResumo:
We adopt the quasi-potential method as a systematic tool to study relativistic composite systems projected at light-front global time hyperplanes. We address specifically the light-front projection of the Bethe-Salpeter equation for two-bosons, two-fermions and three-bosons systems. The quasi-potential formalism: i) provides a suitable framework for performing light front time projections, dealing with subtle specificities such as the instantaneous terms in fermion systems, and ii) allows one to subtract out the n-body light-front reducible diagrams. The light-front Ward-Takahashi identities for the electromagnetic current operator acting on the valence component of two-fermion and two-boson wave functions are discussed. We study current conservation considering as well the truncation of the quasi-potential expansion in powers of the 4-dimensional two-body irreducible interaction. A conserved electromagnetic current operator truncated in the quasi-potential expansion at a given order and consistent with the effective interaction is derived. A reverse light-front time operator that formally reconstructs the 4-dimensional Bethe-Salpeter amplitude from the valence wave function is derived. This operator can be calculated perturbatively in the quasi-potential expansion. We also show some practical applications of the formalism, exhibiting explicit examples and suggesting feasible and useful future applications.
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Wedy, Germano Ferreira [UNESP]. "Inclusão do efeito corona em modelos de linhas de transmissão bifásica utilizando a técnica de variáveis de estado". Universidade Estadual Paulista (UNESP), 2009. http://hdl.handle.net/11449/87139.
Texto completo da fonteResumo:
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wedy_gf_me_ilha.pdf: 790523 bytes, checksum: 8836dfe828e124530d6a988987704e3f (MD5)Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)
O objetivo deste projeto é o desenvolvimento de um modelo de linha de transmissão bifásica diretamente no domínio do tempo, que leve em consideração o efeito corona e o efeito da freqüência sobre seus parâmetros longitudinais, utilizando os conceitos de variáveis de estado. Os parâmetros longitudinais de uma linha de transmissão dependentes da freqüência serão sintetizados por meio de funções racionais pelo método do Vector Fitting. Em seguida, as funções racionais que descrevem o comportamento dos parâmetros longitudinais serão associadas com um circuito elétrico equivalente, que será inserido em cada um dos circuitos . Para a validação do modelo desenvolvido levando em consideração o efeito da freqüência o mesmo foi comparado com o programa de estudo de transitórios eletromagnético Micotran do tipo EMTP. Utilizando o modelo matemático desenvolvido foi possível inserir através das equações de Gary e de Skilling-Umoto, o efeito corona nas simulações de transitórios eletromagnético. Ao termino do projeto, apresenta-se um modelo matemático de uma linha de transmissão que leva em conta o efeito da freqüência e o efeito corona. Tal modelo não necessita dos programas do tipo EMTP para simulação de transitórios em linhas de transmissão.
The objective of this work is to implement a computational model of two-phase transmission line directly in the time domain, which takes into account the corona effect and the effect of frequency on its longitudinal parameters, using the concepts of state variables. The longitudinal parameters of a frequency dependent transmission line are synthesized by rational functions using the Vector Fitting method. Then, the rational functions that describe the behavior of the longitudinal parameters will be associated with an equivalent electrical circuit, which is inserted in very circuit . Validating the model developed taking into account the effect of frequency, this model was compared to the Micotran program, a EMTP (Electromagnetic Transient Program) type program that is used for transient analyses in electrical networks. Through the developed mathematical model, it enter, through the equations of Gary and Skilling-Umoto, the corona effect in simulations of electromagnetic transients. At the end of the project, it is obtained a mathematical model of a transmission line that takes into account the effect of frequency and the corona effect. This model does not need the EMTP type programs for transient simulations in transmission lines.
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Pino, Gabriel. "Fault location in transmission lines using time-domain equations". Universidade de São Paulo, 2018. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3143/tde-28082018-133153/.
Texto completo da fonteResumo:
This thesis is a combination of the development of numerical models regarding transient simulation of transmission lines and their advantages associated with fault location methods. The transmission line models presented in this work are in time-domain, which is a new approach considering traditional methods as being the phasor and traveling wave techniques. The use of phasors for this purpose has some technical difficulties: the presence of a damped DC component, greater influence of the fault impedance and metrological equipment layout. This work deals with single-phase AC and mono polar DC transmission lines. The proposed transmission line model has three main differentials compared to the traditional Bergeron model: full distribution of linear resistance; full distribution of leakage conductance; and just one recurrence of historical values. The first point is critical for evaluation of the exponential component of transient short circuit currents. The second point refers to the inclusion of the corona effect in the transmission line modeling. The single recurrence indicated in the third topic is given by the complete resolution of the telegrapher\'s equations, so there is no need of serial composition to improve waveform accuracy. The principle of fault location method is calculating the absolute difference between fault voltages seen by the transmission line ends. This technique guarantees a lower influence of the fault impedance and its electrical parameters.Esta dissertação é uma combinação do desenvolvimento de modelos numéricos para simulação de transitórios eletromagnéticos em linhas de transmissão e suas benesses associadas à localização de faltas. Os modelos de linha de transmissão aqui apresentados estão no domínio do tempo, o que descaracteriza a abordagem tradicional de localização de faltas como técnicas fasoriais e ondas viajantes. A utilização de fasores para esse propósito admite algumas dificuldades técnicas: presença da componente DC amortecida, maior influência da impedância de falta e disposição dos equipamentos metrológicos. Abordam-se linhas de transmissão de sistemas alternado monofásico e contínuo monopolar. A modelagem proposta possui três principais diferenciais frente ao modelo de Bergeron: plena distribuição da resistência linear; plena distribuição da condutância transversal; e apenas uma recorrência a valores históricos. O primeiro ponto é fundamental para avaliação da componente exponencialmente amortecida das correntes transitórias de curto circuito. O segundo ponto se refere à inclusão do efeito corona no modelamento. A recorrência unitária apontada no terceiro tópico apresenta a vantagem de não ser necessária a composição em série do modelo para aprimorar a qualidade das formas de onda. O princípio de localização de faltas se dá pelo cálculo da diferença absoluta entre as tensões instantâneas de falta vistas pelos terminais da linha. Essa técnica garante uma menor influência de impedância de falta e dos parâmetros elétricos.
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Cleante, Vinícius Germanos. "An investigation into harvesting energy from sleeper vibration due to a passing train /". Ilha Solteira, 2019. http://hdl.handle.net/11449/191195.
Texto completo da fonteResumo:
Orientador: Michael John BrennanAbstract: The advances in microelectromechanical systems to power supply devices for monitoring the structural integrity, mainly for applications in remote areas or with difficult access, have made energy harvesting from ambient vibration a highly researched topic. Although several electromechanical mechanisms have been proposed for applications in a variety of fields, harvesting energy from railway track vibrations is relatively new, and only a small amount of research is ongoing in this topic. This thesis aims to determine the factors that govern the sleeper vertical vibration induced by a passing train, develop a methodology to emulate this vibration in a laboratory-based system and to derive a model of a load resistance attached to a linear electromagnetic transducer to determine the optimum energy harvested. The study shows the importance of knowing the vibration behaviour of the sleeper in order to tune the energy harvester to the correct excitation frequency. A comparison between piezoelectric and electromagnetic transducers is performed using a two-port network model to determine which transducer performs better for low frequency vibration. To emulate sleeper vibration due to a passing train using an electrodynamic shaker, a compensator filter is designed to remove the system dynamics. An analytical investigation into the energy dissipated by a load resistance attached to an electromagnetic transducer when subject to a time-limited base excitation, which may include the transie... (Complete abstract click electronic access below)
Resumo: Avanços em sistemas micro eletromecânico para fornecer energia à dispositivos para monitoramento de integridade estrutural, principalmente para aplicações em áreas remotas ou de difícil acesso, fez de extração de energia a partir de vibrações contidas no ambiente um tópico de pesquisa em destaque. Apesar de que diversos mecanismos eletromecânicos já foram propostos em uma variedade de aplicações, extração de energia à partir de vibrações em linhas férreas é, relativamente, novo e somente algumas pesquisas estão sendo realizadas sobre esse tópico. Esta Tese busca determinar os fatores que governam a vibração vertical do dormente induzida devido a passagem de um trem, desenvolver uma metodologia para emular esta vibração em um sistema em laboratório e derivar um modelo para um transdutor linear eletromagnético com uma carga resistiva acoplada. O estudo mostrou a importância de conhecer o comportamento vibracional do dormente de modo a sintonizar o extrator de energia com a frequência correta de excitação. Uma comparação entre transdutores piezoelétrico e eletromagnético é realizado utilizando um modelo quadripolo para determinar qual transdutor tem um melhor desempenho para vibrações em baixa frequência. Para emular a vibração do dormente devido a passagem de um trem em um agitador eletrodinâmico, um filtro compensador é projetado para remover a dinâmica do sistema. Uma investigação analítica da energia dissipada pela carga resistiva acoplada à um transdutor eletromagnético qua... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo)
Doutor
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Neto, Jésus Anício de Oliveira. "Localização de faltas em sistemas elétricos por meio de análise de assinaturas magnéticas". Universidade de São Paulo, 2016. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3143/tde-29082016-153632/.
Texto completo da fonteResumo:
O trabalho proposto tem por objetivo avaliar a viabilidade de localização de falhas elétricas, por meio da análise de assinaturas magnéticas resultantes do sistema elétrico. Assim, diversos algoritmos - descritos na literatura científica atual e aplicáveis ao processamento de sinais conduzidos - foram analisados com o objetivo de verificar a possibilidade de complementar as metodologias já desenvolvidas para a detecção e classificação de falhas, de uma maneira não invasiva e via análise de assinaturas magnéticas resultantes. Diferentemente do processo de monitoração tradicional, cujos sensores precisam estar fisicamente conectados aos circuitos analisados, propõe-se estudar a viabilidade da análise dos sinais provenientes da assinatura magnética dos distúrbios para localizar falhas. Ressalta-se, assim, a característica não invasiva desse processo. A avaliação da metodologia proposta foi realizada através da escolha de casos de sensibilidade, cujos resultados teóricos e provenientes de simulações foram utilizados na análise de sua viabilidade.The proposed study aims to evaluate the feasibility of determinig the fault location in electrical systems, by analyzing the resulting magnetic signatures. Thus, several algorithms - described in the current scientific literature and for the processing of conducted signals - will be analyzed in order to verify the possibility of complementing the methodologies already developed for fault detection and classification, a non-invasive way and by analysis magnetic signatures resulting. Differently from traditional monitoring process, in which the sensors need to be physically connected to the analyzed circuits. It should be noted, the characteristic of this methodology as a non-invasive procedure. The evaluation of the proposed methodology will be carried out through the choice of sensitivity cases, which theoretical results obtained from simulations will be used to analyze its viability.
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Yamanaka, Fábio Norio Razé [UNESP]. "Inclusão do efeito da frequência nas equações de estado de linhas bifásicas: análise no domínio do tempo". Universidade Estadual Paulista (UNESP), 2009. http://hdl.handle.net/11449/87126.
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Previous issue date: 2009-03-09Bitstream added on 2014-06-13T19:08:07Z : No. of bitstreams: 1
yamanaka_fnr_me_ilha.pdf: 596127 bytes, checksum: 6456b9483b4e3ac56e9f1fded745845f (MD5)Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
O objetivo deste projeto é o desenvolvimento de um modelo de linha de transmissão bifásica diretamente no domínio do tempo, que leve em consideração o efeito da freqüência sobre seus parâmetros longitudinais, utilizando os conceitos de variáveis de estado. Os parâmetros longitudinais, variáveis em relação à freqüência, serão aproximados por funções racionais, cujos pólos e resíduos deverão ser determinados por meio do algoritmo vector fitting. Em seguida, as funções racionais que descrevem o comportamento dos parâmetros longitudinais serão associadas com um circuito elétrico equivalente, que será inserido em cada um dos circuitos π, constituindo uma grande quantidade de cascata de circuitos π. O modelo será utilizado para a realização de simulações de transitórios resultantes das operações de manobras e chaveamentos que ocorrem em uma linha bifásica com plano de simetria vertical. Os resultados serão comparados com os resultados obtidos com programas computacionais do tipo EMTP (cascata de circuitos π inserida no EMTP). Ao término do projeto teremos a nossa disposição um modelo de linha de transmissão que não necessita do uso de simuladores do tipo EMTP.
The objective of this work is to implement a computational model of two-phase transmission line in time domain taking into account its frequency dependent longitudinal parameters. The line is represented through a cascade of π circuits and the frequency dependence of the longitudinal parameters is approximated by a rational functions that can be associated with an equivalent circuit representation and this equivalent circuit is inserted in each π circuit. After that the cascade is described through state equations. Validating the model, a frequency dependent two-phase line is represented by a cascade of π circuits. The model will be use for typical switching transients in a two-phase transmission line with a vertical symmetrical plan. The simulations were carried out using state space techniques and an EMTP program (in this case, the cascade was inserted in the EMTP program). It is observed that the simulation results obtained with state space representation are in agreement with those results obtained with EMTP.
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FONSECA, Maria da Conceição Pereira. "Sistema de apoio à tomada de decisão para atribuição de responsabilidade por perda de qualidade devido à variação de tensão de curta duração". Universidade Federal do Pará, 2009. http://www.repositorio.ufpa.br:8080/jspui/handle/2011/2050.
Texto completo da fonteResumo:
Submitted by Irvana Coutinho (irvana@ufpa.br) on 2011-03-29T15:24:03Z
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FONSECA, Maria da Conceição Pereira PPGEngenharia Elétrica.pdf: 2877026 bytes, checksum: 771ba51ff01ac3a33faf51c57031d00d (MD5)Made available in DSpace on 2011-03-29T15:24:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FONSECA, Maria da Conceição Pereira PPGEngenharia Elétrica.pdf: 2877026 bytes, checksum: 771ba51ff01ac3a33faf51c57031d00d (MD5) Previous issue date: 2009
CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
The electromagnetic environment surrounding the planet Earth has a fundamental role in the preservation and development of the living creature, and perhaps the last frontier of human knowledge to be dominated completely, before we ventured to the space outside in search of new opportunity outside. This environment is only now being tamed and best known, and this endeavor has as lynch pin the use of appropriate sensors that can detect and quantify these electrical effects, to serve as a basis for the generation of theories, to explain the underlying phenomena, including in this, the sensors of atmospheric electricity. This work intends to make a comprehensive analysis of these sensor’s systems of atmospheric electricity in use today, evaluating their models of operation, its limitations and its intelligence, and producing a summarized basic specifications for development of better sensors and setting standards for metric types of the variables to be measured, to cope with the currents and future demands in this field of knowledge. Additionally, the processes involved in the calibration of these sensors will be addressed with a review of computational model based on the method of moments (MoM) and other that my be used for evaluation of electromagnetic fields emitted by remote charges patterns and electrical currents, which serve to support and basis for these calibrations.
O ambiente eletromagnético que envolve o planeta Terra tem papel fundamental na preservação e desenvolvimento de todos os seres vivos, e talvez seja uma das últimas fronteiras do conhecimento humano a ser dominada completamente antes de nos aventurarmos ao espaço exterior na busca de novas oportunidades. Esse ambiente, apesar de vir sendo estudado a um longo tempo, só agora esta sendo desbravado e melhor conhecido, tendo como ponto fundamental de apoio o uso de sensores apropriados, que possam detectar e quantificar esses efeitos elétricos, e que sirvam de base para a geração de teorias para explicação dos fenômenos subjacentes, entre os quais os sensores de eletricidade atmosférica. Este trabalho faz uma analise ampla dos sistemas sensores de eletricidade atmosférica em uso nos dias atuais, avaliando seus modelos de funcionamentos, suas limitações e sua inteligência, concluindo por sintetizar especificações básicas para desenvolvimento de melhores sensores e definição de padrões métricos de tipos de variáveis a serem medidas para atendimentos das atuais e futuras demandas nesse campo do conhecimento. Adicionalmente, os processos envolvidos na calibração desses sensores serão abordados, com a revisão de modelos computacionais utilizados, baseado no método dos momentos (MoM) e outros, para avaliação de campos eletromagnéticos emitidos remotamente por padrões de cargas e correntes elétricas, que sirvam de apoio e base para essas calibrações.
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Bonifácio, Joel Alves. "Transdutores Eletromagnéticos na Recolha da Energia Cinética das Vibrações". Master's thesis, 2018. http://hdl.handle.net/10400.6/10062.
Texto completo da fonteResumo:
A presente dissertação tem como objetivo a investigação e aplicação do conceito de Vibration Energy Harvesting aplicado à medição dos níveis de água em reservatórios. Recorreu-se à impressão 3D para a implementação do transdutor eletromagnético para efetuar a conversão da energia cinética das vibrações em energia elétrica útil. Foram contruídos dois protótipos de transdutores eletromagnéticos com características diferentes e realizada a sua validação, optando pelo que teve melhor desempenho dos dois. Tendo como base o kit Energy Harvesting DC2080A foi desenha e ajustada a eletrónica de regulação, e o respetivo PCB, para a ligação com o microprocessador e o sensor capacitivo. Com o foco nos reservatórios de água e as condutas, foi contruído um protótipo de um sensor capacitivo com o objetivo de medir os níveis de água contida nos reservatórios, evitando assim o desperdício de água por extravasamento, que é um dos principais problemas que ocorrem nos reservatórios de água. Através da energia produzida pelo transdutor eletromagnético, tendo como origem as vibrações induzidas nas condutas de água que se encontram sob pressão com a passagem da água, todo o sistema de medida é alimentado autonomamente.This dissertation aims to investigate and explore the concept of Vibration Energy Harvesting applied to the measurement of water levels in reservoirs. A 3D printer was use to fabricate na electromagnetic transducer to convert the kinetic energy of vibrations into useful electric Energy. Two prototypes of electromagnetic transducers were build, with different characteristics. From the validation procedure the most eficiente was selected. Based on the kit Energy Harvesting DC2080A the regulation electronics was designed and adjusted resulting in a electronic circuit implemented in a PCB. This electronic allow to convert and regulate the Energy for the microprocessor and the capacitive sensor. With the focus on water reservoirs and pipelines, a prototype of a capacitive sensor was made with the objective of measuring the levels of water present in the reservoirs, thus avoiding the waste of water through extravasation, which is one of the main problems occurring in water reservoir. Through the energy that is produced by the electromagnetic transducer and by the induction of vibration in the water pipes that are under pressure with the passage of the water, the whole system is completely autonomous.
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Silva, Rui Carlos Saúde e. "Alimentação em potência de dispositivos sem fios, com captação de energia de campos eletromagnéticos intensos". Master's thesis, 2017. http://hdl.handle.net/10316/83020.
Texto completo da fonteResumo:
Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Física apresentada à Faculdade de Ciências e TecnologiaCom a inovação tecnológica, cada vez mais pretendermos avaliar estados de sistema com o minimo esforço e com o mínimo custo possível, assim, de forma a satisfazer necessidades de monitorização de ativos de redes elétricas, quer em transporte de energia em muito alta tensão e média tensão, quer em distribuição em baixa tensão, foi proposto neste projeto uma solução viável para manter o funcionamento de todo o sistema de sensorização tratamento de dados e comunicação, nunca descartando outras formas alternativas de alimentação, mas sim discutindo vantagens e desvantagens das mesmas. Desta forma foi feito um estudo aprofundado sobre as soluções já existentes, avaliando a sua viabilidade. Posteriormente é proposta uma solução alternativa com base em aproveitamento dos campos envolventes ao sistema. Passo a passo foi explicado o seu método de funcionamento sendo que o principio físico envolvido trata-se de indução electromagnética e a sua conceção tem como base um transformador de corrente. Consequentemente é feito um estudo sobre geometria do núcleo, materiais de construção e dimensão que otimizem o rendimento do sistema e que seja possível satisfazer as necessidades energéticas de todo o sistema. Por fim e após avaliação de consumos energéticos do sistema foi feito um estudo sobre tecnologias de armazenamento com capacidade de sustentar a necessidades energéticas impostas por todo o sistema, mantendo sempre um estudo conservador, tendo sempre em conta os piores casos possíveis a nível de questores de consumo e garantindo sempre as condições de fronteira impostas por normas de segurança.
With the growing of tecnological inovation, even more we pretend evaluate the sistem states with a less effort and a low cost possible. So, by the need to satisfy de needs of monotoring the electrical infraestructures, as well as in transport of very high voltage and high voltage or low voltage distribution, a viable solution was proposed in this project to maintain the operation of the whole sensing system, data aquisition and communication, never discarding other alternative forms of feeding the sistem, but rather discussing advantages and disadvantages of them. In this way an in-depth study was done on the existing solutions, evaluating their viability. Subsequently an alternative solution is proposed based on the use of the surrounding fields to the system. Step by step was explained its method of operation being that the physical principle involved is the electromagnetic induction and its design is based on a current transformer. Consequently, a study is made about the core geometry, building materials and dimensions that optimize system performance and meet the energy requirements of the entire system. Finally, and after assessing the energy consumption of the system, a study was made about the storage technologies capable of sustaining the energy needs imposed by the whole system, always maintaining a conservative study, always taking into account the worst possible cases in qwestion of consumption and always guaranteeing the border conditions imposed by safety standards.
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Rodrigues, André Silva. "Geração autónoma de energia elétrica usando arquitetura em levitação magnética com mecanismo adaptativo". Master's thesis, 2019. http://hdl.handle.net/10773/31267.
Texto completo da fonteResumo:
A geração de energia através de sistemas eletromagnéticos com arquitetura
de levitação magnética é uma das soluções mais promissoras
tanto para aplicações de pequena escala como de grande escala, devido
ao seu baixo custo e manutenção reduzida. Já foram propostas diversas
abordagens para modelar e simular as dinâmicas mecânica e elétrica dos
processos de transdução deste tipo de geradores. No entanto, poucas
metodologias, e de limitada eficácia, se focaram na otimização destes
geradores. Nenhuma metodologia de otimização propôs um mecanismo
adaptativo no gerador eletromagnético que permita maximizar o seu
desempenho. O principal objetivo deste estudo é o desenvolvimento
de um protótipo de um gerador eletromagnético adaptativo de acordo
com os padrões de excitação mecânicos. O gerador adaptativo é composto
por uma estrutura acoplada à sua parte superior que contém um
atuador, o qual permite alterar a posição de um dos ímanes das extremidades.
Foi desenvolvido um aparato experimental composto por um
sistema de excitação, um sensor para monitorização da dinâmica do gerador
e uma placa da dSPACE para aquisição de dados. Foram medidos
os valores de tensão elétrica produzidos pelo gerador para frequências
até 5 Hz, diferentes amplitudes de excitação e diferentes distâncias entre
os ímanes nas extremidades. Os resultados experimentais mostraram
ganhos de tensão elétrica que chegaram aos 260%. Estes ensaios
experimentais mostraram que o mecanismo adaptativo permite maximizar
o desempenho do gerador. A potência máxima atingida nestes
ensaios foi de 54 mW. Foi realizada uma parametrização das forças
magnéticas de repulsão, do coeficiente de acoplamento eletromecânico
e do coeficiente de amortecimento mecânico. Estes parâmetros foram
usados num modelo numérico desenvolvido para análise do desempenho
do gerador numa gama mais ampla de frequências e amplitudes
de excitação. As simulações foram efetuadas com duas resistências de
carga, uma para garantir a máxima transferência de energia e outra
para analisar a dinâmica mecânica com forças de Lorentz negligíveis
(cenário de quasi circuito aberto). Os resultados permitiram definir
uma função analítica que possibilitou identificar a distância ótima entre
os ímanes das extremidades em função das frequências e amplitudes
de excitação e resistências de carga. Futuramente será importante desenvolver
um novo protótipo com sistema de guiamento, que permita
a diminuição do atrito mecânico, assim como construir um aparato
experimental que possibilite a realização de ensaios com frequências
de excitação que excedam os 20 Hz e amplitudes fixas de excitação
independentemente da frequência.Motion-driven electromagnetic energy harvesting using magnetic levitation architectures is a promising methodology to power both smallscale and large-scale devices, because harvesters are low-cost and require reduced maintenance. Several approaches have already been proposed to model and simulate the mechanical and electrical dynamics of these transduction mechanisms of these harvesters. However, few methodologies, and these with limited effectiveness, have focused on the optimization of these harvesters. No optimization methodology has already proposed an adaptive mechanism to maximize the harvester performance for unknown and time-varying patterns of mechanical power sources externally exciting the harvesters. This work is focused on the development of an innovative prototype of an adaptive harvester which operates according to changes in the external mechanical excitation patterns. The adaptive harvester is composed by a structure coupled to the it's upper part containing an actuator, which allows to change the position of a magnet attached to an end extremity of the container. An experimental apparatus comprising a mechanical vibrational system, a sensor to monitor the harvester dynamics and a dSPACE data acquisition board, was implemented. The electrical voltage was measured for frequencies up to 5 Hz, and for different excitation amplitudes and distances between non-levitating hard-magnetic elements. Electrical voltage gains that reached 260% were observed in experimental tests. These successful experimental results highlight the potential of this proposed methodology. The electric power up to 54 mW was achieved. Parameterizations of the magnetic repulsion forces, electromechanical coupling coefficient and mechanical damping coefficient were performed. These parameters were used to define an numerical model designed to analyze the generator performance over a wider range of frequencies and excitation amplitudes. The simulations were performed with two load resistances: the lower resistive load was used to ensure the maximum power transfer scenario, while the higher resistive load was defined to analyse the mechanical dynamics with negligible electrical damping. The results allowed to define an analytical function that allowed to identify the optimum distance between the magnets attached to the end extremities of the container as a function of frequencies and amplitudes of excitation, as well as load resistances. In the forthcoming future, it will be relevant to develop a prototype including a guiding system to reduce the mechanical friction, as well as to implement an experimental apparatus that allow to carry out experimental tests with excitation frequencies exceeding 20 Hz for unchanged excitation amplitudes.
Mestrado em Engenharia de Automação Industrial