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Conversores do tipo fonte de tensao trifásico com quatro fios: proposta de implementação e estratégia de modulação por largura de pulso.; Three-phase four-wire voltage source converters: proposes of implementation and strategy of pulse width modulation.

Silva Júnior, Walter Pereira da
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 28/09/2007 PT
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O número crescente de cargas baseadas em conversores eletrônicos criou a preocupação com a distorção harmônica em sistemas de energia elétrica. Qualidade de energia é um assunto importante tanto para as companhias distribuidoras e geradoras de energia elétrica como para os consumidores. A utilização de equipamentos para a eliminação de harmônicos tornou-se necessária e são diversas as soluções possíveis. Em sistemas trifásicos com quatro fios, os filtros ativos de potência e os sistemas de energia ininterrupta são equipamentos empregados para a melhoria da qualidade de energia elétrica. Tais equipamentos apresentam em sua estrutura um conversor trifásico com quatro fios podendo ser do tipo fonte de tensão ou fonte de corrente. Este estudo propõe uma estratégia para a minimização da ondulação das correntes de linha e de neutro em um conversor do tipo fonte de tensão trifásico com quatro fios. A estratégia consiste em injetar uma tensão de seqüência zero nas referências dos blocos PWM's que não altere o valor médio da corrente, mas somente a sua ondulação. Propõe-se uma metodologia que possibilita a escolha de um valor ótimo para a tensão de seqüência zero. São também apresentados a região dos vetores sintetizáveis...

Estudo, projeto e implementação de sistemas UPQC/UPS trifásicos aplicados no condicionamento ativo de energia elétrica; Study, design and implementation of an UPQC/UPS systems applied in three-phase active power conditioning

Modesto, Rodrigo Augusto
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 11/02/2015 PT
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Este trabalho apresenta o estudo, análise e a implementação de três topologias de condicionadores ativos de energia elétrica, utilizados para a melhoria da qualidade da energia em sistemas elétricos trifásicos a quatro fios. Estes condicionadores de qualidade de energia podem trabalhar tanto como um condicionador unificado de qualidade de energia (UPQC), bem como uma fonte de alimentação ininterrupta (UPS), permitindo: (i) a supressão das correntes harmônicas da carga; (ii) a compensação de energia reativa da carga; (iii) compensação dos desequilíbrios das correntes de carga; (iv) a compensação de desequilíbrios de tensão da rede; (v) supressão das tensões harmônicas da rede elétrica; (vi) a regulação das tensões de saída (tensões de carga); e (vii) fornecimento de energia ininterrupta para as cargas críticas (sistema UPS). Dentre as três topologias de UPQC/UPS estudadas, uma delas é proposta neste trabalho com o intuito de reduzir a tensão no barramento CC. Além disso, todas as topologias em estudo são constituídas por dois conversores PWM, nos quais é adotada uma estratégia de controle dual. Desse modo, o conversor colocado em paralelo com a carga, funciona como uma fonte de tensão senoidal...

Estudo de controladores aplicados a inversores para UPS com operação ilhada

Guillardi Júnior, Hildo
Fonte: Universidade Estadual Paulista (UNESP) Publicador: Universidade Estadual Paulista (UNESP)
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: 151 f. : il.
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Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES); Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEB; This dissertation presents the design, simulation and testing of the prototype os the stage of output of a UPS (Uninterruptible Power Supply) single-phase with voltage equal to 127V and three-phase with voltage equal to 127V and three-phase with voltage equal to 220/127V four-wired, both with 60Hz and nominal power of 1kVA to use in inslanded mode. The validation of the methodology of the project was realized first in simulation, and subsequently, experimentally using different kinds different kinds of loads typically found in electrical installations and, different kinds of classical controllers: PI (Proportional Integrative Controller), Resonant and composition of both. The testing has consisted of 2 stages: steady state and transitory state, in the first stage, it has been measured the RMS (Root Mean Square) value and THD (Total Harmonic Distortion) of the voltage of the output and, in the second stage, the behavior in relation to the loads step in and step out, highlighting the stability of the control. The standardized procedures of the test have been applied in the two stage and the results were compared to the requirements of the applicable standards to this kind of power converter. It has been used a fixed point DSP (Digital Signal Processing) as a device of control...

Estudo de uma fonte ininterrupta de corrente contínua de baixa potência gerenciada por um microcontrolador

Coelho, Kefas Damazio
Fonte: Florianópolis, SC Publicador: Florianópolis, SC
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: xvi, [150] f.| il., tabs. +
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Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico.; O presente trabalho trata do estudo de uma solução para o fornecimento de energia de forma ininterrupta para uma carga específica buscando como principal objetivo a confiabilidade. A investigação das topologias de conversores tem como direcionamento também a adaptação dos mesmos a um sistema passível de regeneração de energia. O estudo dessa solução consiste primeiramente numa pesquisa sobre os principais tipos de baterias estacionárias existente e os seus métodos de carga. A seguir é feito uma apresentação da planta ao qual o conversor será adaptado. Dois conversores são apresentados como solução, e os projetos e resultados são mostrados. Uma descrição do monitoramento e controle através de um microprocessador também é apresentado. Ao final tem-se uma conclusão comparativa dos conversores utilizados e um comentário a respeito da vantagem do uso de banco de baterias e do monitoramento microprocessado.

A avaliação de longo prazo de um sistema fotovoltaico integrado à edificação urbana e conectado à rede elétrica pública

Nascimento, Lucas Rafael do
Fonte: Universidade Federal de Santa Catarina Publicador: Universidade Federal de Santa Catarina
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: 103 p.| il., grafs.
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Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2013.; A geração fotovoltaica (FV) é uma fonte de energia elétrica que converte diretamente a energia do sol de forma silenciosa, não poluente e sem utilizar partes móveis. Isto faz desta fonte de energia um importante complemento à matriz elétrica, com alta confiabilidade e robustez, com baixa necessidade de operação, manutenção e reposição (OM&R). A confiabilidade associada aos geradores FV envolve todos os componentes do sistema, sejam eles: módulos FV, condutores, caixas de junção, inversores, dispositivos de proteção e sistemas de aquisição de dados. Todos estes itens são sujeitos a falhas e sua vida útil está muito relacionada às características climáticas de onde estes se encontram instalados, além das influências elétricas do próprio sistema FV, como da rede elétrica.Módulos FV possuem garantia de sua potência nominal de tipicamente 20 a 30 anos. Os fabricantes, devido à grande capacidade instalada de seu produto, além de extensos testes realizados em laboratório, podem a princípio garantir que os módulos FV irão se comportar dentro dos padrões indicados em seus contratos de garantia. Fabricantes de equipamentos normalmente se amparam em testes de MTBF - Mean time between failures (tempo médio entre falhas) para prever a frequência de falhas de seus produtos. Diversos parâmetros de OM&Rutilizados no dimensionamento e análise econômica dos sistemas FV são tipicamente fornecidos pelos fabricantes dos equipamentos além dos resultados apresentados na literatura. Muitas vezes alguns parâmetros de desempenho são negligenciados na simulação da avaliação do sistema. Os principais parâmetros utilizados são: degradação do módulo FV ao longo dos anos; indisponibilidade do sistema em função de falhas no gerador...

Dimensionamento ótimo de sistemas híbridos, com geração fotovoltaica e célula a combustível, para atendimento a comunidades isoladas na Amazônia; Optimal design of a hybrid photovoltaic and fuel cell power generation system, to supply isolated communities in the Brazilian Amazon

Silva, Sergio Batista da
Fonte: Universidade de Brasília Publicador: Universidade de Brasília
Tipo: Tese
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Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2010.; A falta de eletricidade nas comunidades isoladas da região da Amazônia brasileira torna-se uma das grandes barreiras para o desenvolvimento da região. Atualmente, as principais tecnologias para suprimento energético dessas comunidades são os grupos motoresgeradores (GMGs) a dísel, as baterias e as pilhas. Estas fontes não-renováveis, além de causarem sérios problemas para o meio ambiente e para a saúde pessoal, possuem elevado custo de manutenção e operação. Assim, a busca por soluções que priorizem o uso de tecnologias para suprimento de energia utilizando os recursos naturais como a água e o sol, de grande abundância na Região Amazônica, tornam-se um grande desafio. Esta tese apresenta um estudo para a aplicação de tecnologias de geração solar fotovoltaica (FV) e de células a combustível (CaCs) para suprimento de energia elétrica de forma ininterrupta. O estudo pauta-se em características técnica e de custo de um projeto-piloto instalado em uma área de proteção ambiental, localizado próximo à Ilha do Bananal, no sudoeste do estado do Tocantins, no Brasil. O projeto-piloto utiliza a energia solar FV como fonte primária de energia para produção de eletricidade. A energia excedente é armazenada na forma de hidrogênio produzido por eletrólise da água encontrada localmente e re-convertida em eletricidade por meio de uma CaC nos períodos de baixa ou ausência da radiação solar. Nessa perspectiva...

Modelização de um mecanismo de levitação supercondutor para um sistema de volante de inércia comercial

Patrício, Vítor Hugo Machado
Fonte: Instituto Politécnico de Lisboa Publicador: Instituto Politécnico de Lisboa
Tipo: Dissertação de Mestrado
Publicado em /09/2011 POR
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Este trabalho teve como objectivo o estudo de um sistema de levitação magnética com chumaceiras supercondutoras, para utilização numa fonte de alimentação de energia eléctrica ininterrupta, que usa um volante de inércia como sistema de armazenamento de energia. Partindo de um modelo comercial existente, foi modelizada a substituição do sistema de levitação por um sistema com chumaceiras supercondutoras. Foi feito o dimensionamento do magnete permanente e do supercondutor de forma a atingir-se a força de levitação magnética necessária para elevar o rotor da máquina, garantindo simultaneamente a máxima estabilidade do sistema. Os perfis de distribuição do campo magnético no volante de inércia foram modelizados recorrendo ao método dos elementos finitos, através da utilização do software Ansys. O cálculo da força de levitação foi efectuado recorrendo ao software MATHEMATICA.; This work aimed to the study of a magnetic levitating system using superconducting bearings, to be used in an uninterruptable power supply, which uses a flywheel energy storage system. Starting from a commercial existing system, it was modelled the substitution of its magnetic bearings by superconducting ones. The permanent magnet and the superconductor were designed to achieve the necessary levitation force needed to elevate the rotor of the machine...

Projeto de controladores ressonantes para sistemas ininterruptos de energia para seguimento assintótico de sinais de referência senoidais e rejeição de harmônicos

Mano, Otávio Simões
Fonte: Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul; Porto Alegre Publicador: Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul; Porto Alegre
Tipo: Dissertação de Mestrado
PORTUGUêS
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Esta dissertação apresenta uma estratégia de controle robusto para seguimento de referência senoidal com erro nulo e rejeição de componentes harmônicos em regime permanente, para uma fonte ininterrupta de energia (UPS – Uninterruptable Power Supply) monofásica de 5kVA. Com este objetivo, empregam-se múltiplos compensadores ressonantes os quais são sintonizados na freqüência fundamental e nas componentes harmônicas mais importantes presentes em cargas não lineares. A formalização do projeto dos ganhos dos compensadores ressonantes baseia-se na formulação por desigualdades matriciais lineares (LMI – Linear Matrix Inequalities) considerando variações de carga linear e distúrbios. As condições de projeto utilizadas nesta dissertação garantem a estabilidade robusta do sistema de controle e incorpora requisitos de desempenho transitório (D-estabilidade) e rejeição de distúrbios (norma H∞). Para avaliar o comportamento da técnica de controle proposta, realizam-se vários experimentos em laboratório considerando cargas lineares e não lineares de acordo com a norma IEC-62040-3, onde verifica-se o bom comportamento do sistema de controle em termos de resposta transitória, regulação, e rejeição de harmônicos.; This master’s thesis presents a robust control strategy for tracking sinusoidal reference signals with a zero error and the rejection of harmonic components in steady state for a 5kVA single phase uninterruptible power supply (UPS). To this end...

Controle por realimentação linear de variáveis de estado com modelo interno senoidal aplicado a fontes ininterruptas de energia

Nazário, Cristiano Zanini
Fonte: Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul; Porto Alegre Publicador: Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul; Porto Alegre
Tipo: Dissertação de Mestrado
PORTUGUêS
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A evolução dos componentes eletrônicos de potência das últimas décadas, seguida de diferentes estratégias de controle desenvolvidas para conversores de potência está resultando em diferentes aplicações dos conversores de potência. Uma família destes conversores é utilizada como parte do projeto de uma Fonte Ininterrupta de Energia comercial. Esta dissertação apresenta uma estratégia alternativa para controlar uma Fonte Ininterrupta de Energia ou do Inglês UPS – Uninterruptible Power Supply. Um controle com Modelo Interno Senoidal é utilizado para realimentação da tensão de saída, enquanto uma Realimentação Linear da Variável de Estado “corrente do Indutor”, é utilizada para melhorar as características dinâmicas do UPS. Os resultados obtidos são comparados com um controlador PID clássico, sendo ambos os controles aplicados a um UPS comercial.; The evolution of power electronics devices in the last decades is followed by the development of alternative control strategies with applications on power electronics converters. A family of these converters is employed for the design of commercial Uninterruptible Power Supplies - UPS. In this work, it is proposed an alternative strategy to the control of an Uninterruptible Power Supply – UPS. An Sinusoidal Internal Model Control Sinusoidal – SIMC – is used for the voltage regulation loop...

Estratégias de controle repetitivo para aplicação em sistemas de alimentação ininterrupta de energia

Gnoatto, Claudio Lucas
Fonte: Pato Branco Publicador: Pato Branco
Tipo: Dissertação de Mestrado
POR
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This work presents an analysis, design and implementation of repetitive control strategies applied to uninterruptible power supplies (UPS) systems. At the beginning, a literature review of the main controllers concerning this purpose is shown. A global vision of UPS systems with focus on different topologies is made and the project of an inductive capacitive filter (LC) is presented where the goal is to reduce harmonic content due to the inverter switching. After that, a control strategy is presented. In this strategy a feed forward term is used to generate the wave form shape of the output voltage and a Proportional Derivative (PD) controller is introduced to compensate non cyclic disturbances. For the compensation of cyclic disturbs some repetitive control techniques are analyzed and implemented. The inclusion of these controllers provides a good performance for the output system, however, when the system is exposed to interferences, the dynamic characteristics of these controllers are affected. Modifications are presented to make the system less susceptible for high frequencies noise and aperiodic disturbs. In addition, a repetitive controller with gain adaptation is proposed with sufficient robustness to obtain a good voltage regulation even in the presence of aperiodic disturbances and electromagnetic interferences. Finally...

Projeto e implementação de método para conexão paralela de UPSs com compartilhamento de potência

Annunziato, Rafael Christiano
Fonte: Curitiba Publicador: Curitiba
Tipo: Dissertação de Mestrado
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This work presents the design and experimental implementation of a complete paralleling method to be used for parallel single-phase UPSs connection. There is a algorithm that performs a phase/frequency droop, and a new method to work with or without data communication among the inverters. When communication is working, a new algorithm is used, inserting a variable virtual resistance in the output, along with active power sharing, obtaining a low output voltage THD (Total Harmonic Distortion) value and good power sharing. Without communication a constant virtual resistance is inserted, increasing the output THD with non-linear load, but still allowing a good active power sharing. The advantage is to obtain a good performance operation with communication, but, in case of communication failure, the system still works providing more reliability. The implementation have a electronic load emulation algorithm, with purpose to execute factory tests, based in the same parallelism algorithm, just changing some variables.; Este trabalho apresenta o projeto e a implementação prática de um método completo para ser utilizado na conexão de UPSs monofásicos em paralelo. Existe um algoritmo que executa o droop de fase/frequência, e um novo método que trabalha com e sem comunicação de dados entre os inversores. Quando a comunicação está ativa...

Carregador de baterias bidirecional com tranformador planar

Rocha, Fabio Dalla Vecchia
Fonte: Pato Branco Publicador: Pato Branco
Tipo: Dissertação de Mestrado
POR
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This work presents a study of the application of the Full-bridge bidirectional DC converter as a battery bank charger in a DC bus of renewable energy sources. The main problem is that these sources are seasonal and do not offer a continuously power supply. Thus, the use of a battery bank connected to a DC bus shared with other renewable sources brings contributions in the continuity of power supply. The converter proposed in this work aims to connect the battery bank to the DC bus at the same time it integrates the charging and discharging modes into a single converter. Additionally, to reduce the volume, it is used a planar transformer that provides high efficiency (up to 99.5%) and a reduced volume/power ratio. The converter is designed to charge a bank of batteries of 192V. At the discharge mode, it is designed to feed a 400V DC bus with maximum power of 1.34 kW. Despite the use of the full-bridge converter is not new in these types of application, two factors served as motivation for this work: the use of planar transformer and the global trend of integration of renewable sources.; CAPES; Este trabalho traz um estudo da aplicação do conversor Full-Bridge bidirecional como um carregador de banco de baterias em um barramento CC de fontes de energia renováveis. O problema principal destas fontes é que são sazonais e não oferecem uma continuidade de fornecimento de potência. Assim...

Dimensionamento de um sistema UPS flywheel

Dias, Carlos Ribeiro
Fonte: Instituto Politécnico do Porto. Instituto Superior de Engenharia do Porto Publicador: Instituto Politécnico do Porto. Instituto Superior de Engenharia do Porto
Tipo: Dissertação de Mestrado
Publicado em //2013 POR
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Nesta dissertação, numa primeira fase, é efetuado um estudo ao estado da arte da qualidade de energia elétrica e do volante de inércia mais conhecido por flywheel. Como primeiro tópico da primeira fase é efetuado um estudo das perturbações possíveis, baseado na sua forma de onda, são representadas graficamente as diversas perturbações, é efetuada uma análise das possíveis causas para cada perturbação e por fim, também são apresentadas as possíveis soluções para as mesmas perturbações. Como possíveis soluções, são apresentados os vários sistemas de armazenamento nomeadamente, UPS (fonte de alimentação ininterrupta), volantes de inércia, entre outros sistemas. No segundo tópico é efetuada uma introdução ao sistema flywheel, apresentando alguns aspetos importantes, tais como as várias vantagens do seu uso como sistema de armazenamento de energia, diferentes tipos de aplicações, sua constituição (formas, tipos de matérias, máquina elétrica, entre outros) e são apresentados também os diferentes tipos de aplicações, utilizando‐a como sistema de armazenamento. A segunda fase é dedicada às equações fundamentais para o desenvolvimento duma flywheel. Neste caso são apresentadas várias equações para o cálculo da energia armazenada...

Energia em qualquer situação. Grupos eletrogéneos

Gonçalves, Nelson
Fonte: Instituto Politécnico do Porto. Instituto Superior de Engenharia do Porto. Área de Máquinas e Instalações Eléctricas. Departamento de Engenharia Electrotécnica Publicador: Instituto Politécnico do Porto. Instituto Superior de Engenharia do Porto. Área de Máquinas e Instalações Eléctricas. Departamento de Engenharia Electrotécnica
Tipo: Artigo de Revista Científica
Publicado em //2015 POR
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O modelo de sociedade em que vivemos depende em grande medida de uma fonte de energia eléctrica ininterrupta, estável e capaz. Tanto no sector industrial, comercial como residencial, a contínua disponibilidade de energia tem um papel de extrema importância na segurança e conforto das pessoas. Assim, e nos momentos de interrupção da alimentação de energia pela rede de distribuição principal, quer por motivos de falha, manutenção ou outros, um grupo eletrogéneo de emergência apresenta-se, muitas das vezes, como a solução para o problema. Torna-se portanto vital o correto dimensionamento e instalação do equipamento de forma a garantir a longevidade do mesmo, bem como a fiabilidade e estabilidade desta fonte de energia. Iremos abordar neste artigo, de forma muito sucinta, quais os principais critérios que deverão ser tomados em conta no dimensionamento de um grupo eletrogéneo.