PROJETO DE ELEMENTOS MAGNÉTICOS PLANARES UTILIZADOS EM FONTES DE ALIMENTAÇÃO CHAVEADAS VISANDO A REDUÇÃO DAS PERDAS DE ENERGIA CLÁUDIO LUÍS EBERT --PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICA--UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA

PROJETO DE ELEMENTOS MAGNÉTICOS PLANARES UTILIZADOS EM FONTES DE ALIMENTAÇÃO CHAVEADAS VISANDO A REDUÇÃO DAS PERDAS DE ENERGIA AUTOR CLÁUDIO LUÍS EBERT

 Tese submetida à Universidade Federal de Santa Catarina como parte dos requisitos para a obtenção do grau de Doutor em Engenharia Elétrica 

 Orientador: Walter Pereira Carpes Jr. Co-orientador: João Carlos dos Santos Fagundes. Área de Concentração: Concepção e Análise de Dispositivos Eletromagnéticos. 

Palavras-chave: Magnéticos planares, perdas magnéticas, projeto de elementos magnéticos. Número de Páginas: 184.

 RESUMO: 

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.

LINK:http://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/91760

Development and Implementation of a 1.5 MW Inverter and Active Power Filter System for the Injection of Regenerated Energy in a Spoornet Traction Substation by Heinrich Daniël Fuchs-University of Stellenbosch--South Africa

Development and Implementation of a 1.5 MW Inverter and Active Power Filter System for the Injection of Regenerated Energy in a Spoornet Traction Substation 

Author

Heinrich Daniël Fuchs 

Thesis presented in partial fulfilment of the requirements for the degree of Master in Science in Engineering at the University of Stellenbosch 

 Summary 

Spoornet is one of South-Africa’s largest railway companies. It is very important to operate the railway system as cost effectively as possible. A large portion of the railway operates from 3 kV DC traction supplies. One method of cost saving is to utilise the regenerative braking mechanism of the electric trains. By using this method the train decelerates by using the electric motor of the engine instead of the mechanical braking system. When the electric motor is used for braking, the momentum of the train pushes the motor which then generates electric energy. This regenerated energy flows through the overhead lines back to the nearest substation. Previously this energy was just dumped in large resistor banks and has gone to waste as heat. The aim of this thesis was to implement a system that will inject the regenerated energy back into the Eskom supply network. This will save the cost of the electricity that is supplied back to Eskom as well as the cost saving on the mechanical braking system of the train. Furthermore the system will be an active power filter to eliminate the harmonic pollution on the Eskom network caused by the rectifier in the traction substation.

LINK: https://pdfs.semanticscholar.org/14d8/9e433721e5d51fe380b95d32a6d2ac3b97c7.pdf

Automatic Test System for Type Tests of the Uninterruptible Power Supply by Esa Nummijoki School of Electrical Engineering Aalto University Finland

Automatic Test System for Type Tests of the Uninterruptible Power Supply by Esa Nummijoki

 School of Electrical Engineering Thesis submitted for examination for the degree of Master of Science in Technology. Aalto University Finland 

 Abstract of the Master's Thesis 

 Testing is an essential part of product development. In UPS product development, different tests are made every day. Testing requires large variety of measurement instruments and other equipment such as large load systems and different kind of test configurations. Significant number of performed tests are based on the UPS type tests defined in the IEC-62040 standard. Testing consumes a lot of time and that way also resources. To solve this problem, an automatic test system for type tests is considered. The aim of this thesis was to clarify the need for the automatic test system, and clarify requirements needed to realize it. The work was done by reviewing the type tests and different parts of an automatic test system. In addition, an experimentation was made, resulting a prototype. The prototype is able to automatically perform an indicative efficiency test for the UPS. Furthermore, a possibility to automate the most complex type test, a dynamic output performance test, was examined. This examination resulted a description of the test process and LabVIEW programs, supporting the execution of the test. However, the conclusion was that it is not sensible to automate the test, due to the fact that it is not often performed and automating the test requires a lot of time and resources. The review and the experimentation proved that realization of an automatic test system, able to perform all the type tests, requires large amount of time and resources. Due to this, the automatic test system for type tests is not the best solution to reduce the time and resources consumed by testing.

 Keywords: Automatic Test System, Uninterruptible Power Supply, Product Development, LabVIEW, TestStand, Prototype

LINK http://www.mediafire.com/file/obftjha9dfa4b0v/Automatic_Test_System_for_Type_Tests_of_the_Uninterruptible_Power_Supply.pdf/file

Corrente de fuga em inversores monofásicos sem transformador para conexão de sistemas fotovoltaicos à rede de distribuição de energia elétrica : análise e proposta de filtro passivo integrado de modo comum e diferencial.- Ricardo Souza Figueredo-Escola Politécnica Universidade de São Paulo-USP-BRASIL

Corrente de fuga em inversores monofásicos sem transformador para conexão de sistemas fotovoltaicos à rede de distribuição de energia elétrica: análise e proposta de filtro passivo integrado de modo comum e diferencial. 

 Dissertação de Mestrado Autor Figueredo, Ricardo Souza (Catálogo USP)

 Matakas Junior, Lourenço (Presidente)

 Cavalcanti, Marcelo Cabral 

Villalva, Marcelo Gradella 

 Resumo em português

Este trabalho apresenta um estudo sobre a corrente de fuga de modo comum em inversores monofásicos sem transformador utilizados para a conexão de sistemas fotovoltaicos (FV) à rede de distribuição de energia elétrica. O estudo se concentra em inversores do tipo fonte de tensão que empregam a topologia em ponte completa. A partir da adequada modelagem do sistema (rede, conversor e módulo fotovoltaico) identifica-se e quantifica-se a contribuição das tensões de modo comum e modo diferencial para a corrente de fuga. Conclui-se que a tensão de modo comum de alta frequência produzida pelo inversor, que depende da estratégia de modulação por largura de pulso (PWM Pulse Width Modulation) empregada, fornece a maior contribuição para produção da corrente de fuga. Esse estudo mostra que os inversores sem transformador, com topologia em ponte completa e modulação que produz tensão de saída com três níveis, necessitam de medidas adicionais para a minimização da corrente fuga quando aplicados em sistemas fotovoltaicos conectados à rede. Algumas soluções propostas na literatura para a minimização da corrente de fuga baseadas em topologias modificadas e filtros de modo comum são listadas e discutidas. Neste trabalho é proposto um filtro integrado de modo comum e modo diferencial com amortecimento passivo de baixas perdas, para minimizar a corrente de fuga produzida por um inversor monofásico sem transformador. Um exemplo de aplicação do filtro proposto é apresentado juntamente com seu procedimento de projeto, resultados de simulação e experimentais que validam a proposta. Além disso, a influência da variação da indutância da rede elétrica e da capacitância parasita do sistema fotovoltaico no comportamento do filtro proposto é analisada. A influência da variação da indutância da rede no comportamento do sistema de controle e o impacto da corrente de modo comum no projeto dos indutores do lado do conversor também são analisados. 

 LINK ORIGINAL :https://teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3143/tde-20072016-092205/pt-br.php

 LINK: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3143/tde-20072016-092205/publico/RicardoSouzaFigueredo15.pdf

Estudo comparativo de estratégias de controle para inversores de fontes ininterruptas de energia-Disertación de Maestría Autor Rodrigues, Álvaro Jorge-A comparative study of control strategies in inverters for Uninterruptible Power Supplies-Escola Politécnica da Universidade de São Paulo-USP-BRASIL

Estudo comparativo de estratégias de controle para inversores de fontes ininterruptas de energia-Disertación de Maestría Autor Rodrigues, Álvaro Jorge-A comparative study of control strategies in inverters for Uninterruptible Power Supplies-Escola Politécnica da Universidade de São Paulo-USP-BRASIL Departamento de Engenharia de Energia e Automação Elétricas

 Resumen en portugués

Este trabalho tem como objetivo reunir, registrar, estudar e comparar as estratégias de controle utilizadas em inversores para fontes ininterruptas de energia, efetuado através de levantamento bibliográfico, englobando estratégias antigas (implementadas muitas vezes na forma analógica) e recentes (com implementação digital). É realizada comparação dos desempenhos, determinados analiticamente por modelamento e/ou por simulação computacional, entre algumas estratégias de controle. É apresentado um método para a implementação digital de um inversor monofásico para fontes ininterruptas de energia com transformador na saída. O método utilizado consiste de: Análise e modelagem dos controladores e planta, adotando-se critérios para o ajuste dos respectivos parâmetros; Simulação no modo de tempo contínuo; Roteiro da discretização para possibilitar implementação digital; Simulação em tempo discreto; Implementação em protótipo experimental. O controle é realizado com uma estratégia de múltiplas malhas, usando três malhas: uma malha interna de corrente usando controlador proporcional com compensação feedforward da perturbação da tensão de saída no controle da corrente e uma malha externa de tensão com um controlador proporcional + ressonante. Uma terceira malha de controle externa a malha de tensão é adicionada para prevenir a saturação do núcleo do transformador. O inversor é implementado através de um arranjo físico de baixa potência, possibilitando comparação dos resultados de simulação e experimentais. 

 Resumen en inglés

This dissertation intends to collect, register, study and compare control strategies used in inverters for uninterrupted power supplies. Older control strategies, which use analogical control, as well as contemporary ones, which use digital control, were studied. A performance comparison between some strategies is made using analytical modeling and computational simulation. It is proposed a method for implementation of digital controller for a one-phase inverter with output transformer for uninterruptible power supplies applications. The method consists on: Analysis and modeling of plant and controllers, adopting criteria for parameters adjust; Continuous time computational simulation; Discretization guide for digital implementation; Discrete time computational simulation; Experimental prototype implementation. Control uses a multiloop approach, with three control loops: An internal current loop with proportional controller and feed-forward output voltage disturbance compensation, an external voltage loop using a proportional + resonant controller, and a third external loop to prevent the saturation of the output transformer. A low power experimental setup of the inverter is implemented, allowing comparison of simulated and experimental results. 

 LINK ORIGINAL:https://teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3143/tde-20012011-102638/es.php

LINK: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3143/tde-20012011-102638/publico/Dissertacao_Alvaro_Jorge_Rodrigues.pdf