16 resultados para Converter DC-AC

em Instituto Politécnico do Porto, Portugal


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O objetivo deste trabalho consistiu em projetar, construir e testar um prottipo em laboratrio de uma fonte de alimentao de alta tenso que permita descargas eltricas {estveis e de dimenses reduzidas}, de modo a que possa ser utilizada, dada a sua essencialidade, na fabricao de redes de perodo longo (LPG) em fibra tica nos chamados turning points. Estes so pontos de elevada sensibilidade, fundamentais no desenvolvimento tecnolgico de sensores em fibra tica, em particular, de sensores refractomtricos. O prottipo da fonte de alimentao composto por um regulador do tipo BUCK, um inversor para alimentao do transformador de alta tenso, o circuito de realimentao e controlo PWM e um microcontrolador para o comando da fonte. Posteriormente procedeu-se otimizao dos parmetros de descarga, o que conduziu a fabricao de redes de perodo longo com perodos inferiores a 150 micrmetros. Este um resultado sem paralelo a nvel internacional no que concerne ao uso da tcnica do arco eltrico.

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Este trabalho baseia se na necessidade de aumentar as fontes renovveis de energia, reduzindo assim a dependncia de fontes no renovveis, principalmente as poluentes como as de provenientes de combustveis fosseis. A fonte de energia renovvel explorada neste trabalho a advinda de energia solar, com a utilizao de painis solares e mtodos de extrao para converter esta energia em energia eltrica e assim poder utilizar esta energia de forma eficiente. A energia produzida por painis fotovoltaicos se apresenta em forma de corrente continua, tendo assim a necessidade do uso de conversores CC-CA, ou ditos inversores de tenso, para utilizao da mesma, j que a maioria do equipamentos que utilizam energia eltrica so construdos em forma a serem abastecidos com energia eltrica em corrente alternada. Como este trabalho foca na injeo da energia produzida pelos painis FV na rede de distribuio de baixa tenso, faz se necessrio o uso de um PLL para garantir que o sistema inversor esteja em sincronismo com a rede de distribuio e possa garantir a entrega de energia ativa. Por fim mas no menos importante, utilizado neste projeto tcnicas de MPPT para garantir um maior aproveitamento da energia proveniente dos painis FV, ajudando assim a melhorar a eficcia deste tipo de energia, sendo mais fivel e vivel.

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ZnO films doped with vanadium (ZnO:V) have been prepared by dc reactive magnetron sputtering technique at different substrate temperatures (RT500 C). The effects of the substrate temperature on ZnO:V films properties have been studied. XRD measurements show that only ZnO polycrystalline structure has been obtained, no V2O5 or VO2 crystal phase can be observed. It has been found that the film prepared at low substrate temperature has a preferred orientation along the (002) direction. As the substrate temperature is increased, the (002) peak intensity decreases. When the substrate temperature reaches the 500 C, the film shows a random orientation. SEM measurements show a clear formation of the nano-grains in the sample surface when the substrate temperature is higher than 400 C. The optical properties of the films have been studied by measuring the specular transmittance. The refractive index has been calculated by fitting the transmittance spectra using OJL model combined with harmonic oscillator.

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We report the results of a study of the sulphurization time effects on Cu2ZnSnS4 absorbers and thin film solar cells prepared from dc-sputtered tackedmetallic precursors. Three different time intervals, 10 min, 30min and 60 min, at maximum sulphurization temperature were considered. The effects of this parameter' change were studied both on the absorber layer properties and on the final solar cell performance. The composition, structure, morphology and thicknesses of the CZTS layers were analyzed. The electrical characterization of the absorber layer was carried out by measuring the transversal electrical resistance of the samples as a function of temperature. This study shows an increase of the conductivity activation energy from 10 meV to 54meV for increasing sulphurization time from 10min to 60min. The solar cells were built with the following structure: SLG/Mo/CZTS/CdS/i-ZnO/ZnO:Al/Ni:Al grid. Several ac response equivalent circuit models were tested to fit impedance measurements. The best results were used to extract the device series and shunt resistances and capacitances. Absorber layer's electronic properties were also determined using the MottSchottky method. The results show a decrease of the average acceptor doping density and built-in voltage, from 2.0 1017 cm3 to 6.5 1015 cm3 and from 0.71 V to 0.51 V, respectively, with increasing sulphurization time. These results also show an increase of the depletion region width from approximately 90 nm250 nm.

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In the last two decades, there was a proliferation of programming exercise formats that hinders interoperability in automatic assessment. In the lack of a widely accepted standard, a pragmatic solution is to convert content among the existing formats. BabeLO is a programming exercise converter providing services to a network of heterogeneous e-learning systems such as contest management systems, programming exercise authoring tools, evaluation engines and repositories of learning objects. Its main feature is the use of a pivotal format to achieve greater extensibility. This approach simplifies the extension to other formats, just requiring the conversion to and from the pivotal format. This paper starts with an analysis of programming exercise formats representative of the existing diversity. This analysis sets the context for the proposed approach to exercise conversion and to the description of the pivotal data format. The abstract service definition is the basis for the design of BabeLO, its components and web service interface. This paper includes a report on the use of BabeLO in two concrete scenarios: to relocate exercises to a different repository, and to use an evaluation engine in a network of heterogeneous systems.

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We report the results of the growth of Cu-Sn-S ternary chalcogenide compounds by sulfurization of dc magnetron sputtered metallic precursors. Tetragonal Cu2SnS3 forms for a maximum sulfurization temperature of 350 C. Cubic Cu2SnS3 is obtained at sulfurization temperatures above 400 C. These results are supported by XRD analysis and Raman spectroscopy measurements. The latter analysis shows peaks at 336 cm-1, 351 cm-1 for tetragonal Cu2SnS3, and 303 cm-1, 355 cm-1 for cubic Cu2SnS3. Optical analysis shows that this phase change lowers the band gap from 1.35 eV to 0.98 eV. At higher sulfurization temperatures increased loss of Sn is expected in the sulphide form. As a consequence, higher Cu content ternary compounds like Cu3SnS4 grow. In these conditions, XRD and Raman analysis only detected orthorhombic (Pmn21) phase (petrukite). This compound has Raman peaks at 318 cm-1, 348 cm-1 and 295 cm-1. For a sulfurization temperature of 450 C the samples present a multi-phase structure mainly composed by cubic Cu2SnS3 and orthorhombic (Pmn21) Cu3SnS4. For higher temperatures, the samples are single phase and constituted by orthorhombic (Pmn21) Cu3SnS4. Transmittance and reflectance measurements were used to estimate a band gap of 1.60 eV. For comparison we also include the results for Cu2ZnSnS4 obtained using similar growth conditions.

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In the present work we report the details of the preparation and characterization results of Cu2ZnSnS4 (CZTS) based solar cells. The CZTS absorber was obtained by sulphurization of dc magnetron sputtered Zn/Sn/Cu precursor layers. The morphology, composition and structure of the absorber layer were studied by scanning electron microscopy, energy dispersive spectroscopy, X-ray diffraction and Raman scattering. The majority carrier type was identified via a hot point probe analysis. The hole density, space charge region width and band gap energy were estimated from the external quantum efficiency measurements. A MoS2 layer that formed during the sulphurization process was also identified and analyzed in this work. The solar cells had the following structure: soda lime glass/Mo/CZTS/CdS/i-ZnO/ZnO:Al/Al grid. The best solar cell showed an opencircuit voltage of 345 mV, a short-circuit current density of 4.42 mA/cm2, a fill factor of 44.29% and an efficiency of 0.68% under illumination in simulated standard test conditions: AM 1.5 and 100 mW/cm2.

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Remote laboratories are an emergent technological and pedagogical tool at all education levels, and their widespread use is an important part of their own improvement and evolution. This paper describes several issues encountered on laboratorial classes, on higher education courses, when using remote laboratories based on PXI systems, either using the VISIR system or an alternate in-house solution. Three main issues are presented and explained, all reported by teachers, that gave support to students' use of remote laboratories. The first issue deals with the need to allow students to select the actual place where an ammeter is to be inserted on electric circuits, even incorrectly, therefore emulating real-world difficulties. The second one deals with problems with timing when several measurements are required at short intervals, as in the discharge cycle of a capacitor. In addition, the last issue deals with the use of a multimeter in dc mode when reading ac values, a use that collides with the lab settings. All scenarios are presented and discussed, including the solution found for each case. The conclusion derived from the described work is that the remote laboratories area is an expanding field, where practical use leads to improvement and evolution of the available solutions, requiring a strict cooperation and information-sharing between all actors, i.e., developers, teachers, and students.

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Remote Laboratories are an emergent technological and pedagogical tool at all education levels, and their widespread use is an important part of their own improvement and evolution. This paper describes several issues encountered on laboratorial classes, on higher education courses, when using remote laboratories based on PXI systems, either using the VISIR system or an alternate in-house solution. Three main issues are presented and explained, all reported by teachers that gave support to students use of remote laboratories. The first issue deals with the need to allow students to select the actual place where an ammeter is to be inserted on electric circuits, even incorrectly, therefore emulating real world difficulties. The second one deals with problems with timing when several measurements are required at short intervals, as in the discharge cycle of a capacitor. And the last issue deals with the use of a multimeter in DC mode when reading AC values, a use that collides with the lab settings. All scenarios are presented and discussed including the solution found for each case. The conclusion derived from the described work is that the remote laboratories area is an expanding field, where practical use leads to improvement and evolution of the available solutions, requiring a strict cooperation and information sharing between all actors, i.e. developers, teachers and students.

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A dificuldade de controlo de um motor de induo, bem como o armazenamento de energia CC e posterior utilizao como energia alternada promoveram o desenvolvimento de variadores de frequncia e inversores. Assim, como projeto de tese de mestrado em Automao e Sistemas surge o desenvolvimento de um variador de frequncia. Para elaborao do variador de frequncia efetuou-se um estudo sobre as tcnicas de modulao utilizadas nos inversores. A tcnica escolhida e utilizada a Sinusoidal Pulse Width Modulation (SPWM). Esta tcnica baseia-se na modelao por largura de impulso (PWM), o qual formado por comparao de um sinal de referncia com um sinal de portadora de elevada frequncia. Por sua vez, a topologia escolhida para o inversor corresponde a um Voltage Source Inverter (VSI) de ponte trifsica completa a trs terminais. O desenvolvimento da tcnica de modulao SPWM levou ao desenvolvimento de um modelo de simulao em SIMULINK, o qual permitiu retirar concluses sobre os resultados obtidos. Na fase de implementao, foram desenvolvidas placas para o funcionamento do variador de frequncia. Assim, numa fase inicial foi desenvolvida a placa de controlo, a qual contm a unidade de processamento e que responsvel pela atuao de Insulated Gate Bipolar Transistors (IGBTs). Para alm disso, foi desenvolvida uma placa para proteo dos IGBTs (evitando conduo simultnea no mesmo terminal) e uma placa de fontes isoladas para alimentao dos circuitos e para atuao dos IGBTs. Ainda, foi desenvolvida a tcnica de SPWM em software para a unidade de controlo e finalmente foi desenvolvida uma interface grfica para interao com o utilizador. A validao do projeto foi conseguida atravs da variao da velocidade do motor de induo trifsico. Para isso, este foi colocado a funcionar a diversas frequncias de funcionamento e a diferentes amplitudes. Para alm disso, o seu funcionamento foi tambm validado utilizando uma carga trifsica equilibrada de 3 lmpadas de forma a ser visualizada a variao de frequncia e variao de amplitude.

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This paper proposes a methodology to increase the probability of delivering power to any load point through the identification of new investments. The methodology uses a fuzzy set approach to model the uncertainty of outage parameters, load and generation. A DC fuzzy multicriteria optimization model considering the Pareto front and based on mixed integer non-linear optimization programming is developed in order to identify the adequate investments in distribution networks components which allow increasing the probability of delivering power to all customers in the distribution network at the minimum possible cost for the system operator, while minimizing the non supplied energy cost. To illustrate the application of the proposed methodology, the paper includes a case study which considers an 33 bus distribution network.

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A methodology to increase the probability of delivering power to any load point through the identification of new investments in distribution network components is proposed in this paper. The method minimizes the investment cost as well as the cost of energy not supplied in the network. A DC optimization model based on mixed integer non-linear programming is developed considering the Pareto front technique in order to identify the adequate investments in distribution networks components which allow increasing the probability of delivering power for any customer in the distribution system at the minimum possible cost for the system operator, while minimizing the energy not supplied cost. Thus, a multi-objective problem is formulated. To illustrate the application of the proposed methodology, the paper includes a case study which considers a 180 bus distribution network

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O modelo matemtico de um sistema real permite o conhecimento do seu comportamento dinmico e geralmente utilizado em problemas de engenharia. Por vezes os parmetros utilizados pelo modelo so desconhecidos ou imprecisos. O envelhecimento e o desgaste do material so fatores a ter em conta pois podem causar alteraes no comportamento do sistema real, podendo ser necessrio efetuar uma nova estimao dos seus parmetros. Para resolver este problema utilizado o software desenvolvido pela empresa MathWorks, nomeadamente, o Matlab e o Simulink, em conjunto com a plataforma Arduno cujo Hardware open-source. A partir de dados obtidos do sistema real ser aplicado um Ajuste de curvas (Curve Fitting) pelo Mtodo dos Mnimos Quadrados de forma a aproximar o modelo simulado ao modelo do sistema real. O sistema desenvolvido permite a obteno de novos valores dos parmetros, de uma forma simples e eficaz, com vista a uma melhor aproximao do sistema real em estudo. A soluo encontrada validada com recurso a diferentes sinais de entrada aplicados ao sistema e os seus resultados comparados com os resultados do novo modelo obtido. O desempenho da soluo encontrada avaliado atravs do mtodo das somas quadrticas dos erros entre resultados obtidos atravs de simulao e resultados obtidos experimentalmente do sistema real.

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O planeamento de redes de distribuio tem como objetivo assegurar a existncia de capacidade nas redes para a fornecimento de energia eltrica com bons nveis de qualidade de servio tendo em conta os fatores econmicos associados. No mbito do trabalho apresentado na presente dissertao, foi elaborado um modelo de planeamento que determina a configurao de rede resultante da minimizao de custos associados a: 1) perdas por efeito de joule; 2) investimento em novos componentes; 3) energia no entregue. A incerteza associada ao valor do consumo de cada carga modelada atravs de lgica difusa. O problema de otimizao definido resolvido pelo mtodo de decomposio de benders que contempla dois trnsitos de potncias timos (modelo DC e modelo AC) no problema mestre e escravo respectivamente para validao de restries. Foram tambm definidos critrios de paragem do mtodo de decomposio de benders. O modelo proposto classifica-se como programao no linear inteira mista e foi implementado na ferramenta de otimizao General Algebraic Modeling System (GAMS). O modelo desenvolvido tem em conta todos componentes das redes para a otimizao do planeamento, conforme podemos analisar nos casos de estudo implementados. Cada caso de estudo definido pela variao da importncia que cada uma das variveis do problema toma, tendo em vista cobrir de alguma todos os cenrios de operao expetveis. Atravs destes casos de estudo verifica-se as vrias configuraes que a rede pode tomar, tendo em conta as importncias atribudas a cada uma das variveis, bem como os respetivos custos associados a cada soluo. Este trabalho oferece um considervel contributo no mbito do planeamento de redes de distribuio, pois comporta diferentes variveis para a execuo do mesmo. tambm um modelo bastante robusto no perdendo o norte no encontro de soluo para redes de grande dimenso, com maior nmero de componentes.

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Os motores de induo (MI) com rotor em gaiola de esquilo esto muito disseminados nos atuais sistemas de variao de velocidade (drives). A sua simplicidade e robustez, aliadas a baixos preos (comparativamente com outras mquinas) e ampla gama de potncias disponveis, so as principais razes. A evoluo verificada nos domnios da eletrnica de potncia e nos sistemas de controlo (em particular, o controlo digital), permitiram aplicar os MI em sistemas de elevado desempenho dinmico (e.g., controlo de binrio e/ou posio), substituindo os motores DC, cujas caractersticas dinmicas e simplicidade de controlo os tornavam a primeira escolha em tais aplicaes. Com efeito, as drives baseadas em MI apresentam caractersticas dinmicas em tudo semelhantes aos sistemas DC, incluindo a possibilidade de funcionamento nos quatro quadrantes do plano (T, nr). No entanto, a complexidade do conversores e, sobretudo, dos sistemas de controlo muito mais elevada nos sistemas AC. Os sistemas baseados no controlo vectorial so os mais usuais nas drives baseadas nas mquinas AC convencionais (assncronas e sncronas). Existem outras metodologias tambm usadas na indstria (e.g., controlo direto do binrio DTC), mas neste trabalho somente o controlo vetorial ser abordado.