Uma fonte chaveada de 50kW com correção de fator de potência para alimentação de uma tocha de plasma Indutiva utilizando técnicas de controle digital

This work deals with the development of an experimental study on a power supply of high frequency that provides the toch plasmica to be implemented in PLASPETRO project, which consists of two static converters developed by using Insulated Gate Bipolar Transistor (IGBT). The drivers used to control these keys are triggered by Digital Signal Processor (DSP) through optical fibers to reduce problems with electromagnetic interference (EMI). The first stage consists of a pre-regulator in the form of an AC to DC converter with three-phase boost power factor correction which is the main theme of this work, while the second is the source of high frequency itself. A series-resonant inverter consists of four (4) cell inverters operating in a frequency around 115 kHz each one in soft switching mode, alternating itself to supply the load (plasma torch) an alternating current with a frequency of 450 kHz. The first stage has the function of providing the series-resonant inverter a DC voltage, with the value controlled from the power supply provided by the electrical system of the utility, and correct the power factor of the system as a whole. This level of DC bus voltage at the output of the first stage will be used to control the power transferred by the inverter to the load, and it may vary from 550 VDC to a maximum of 800 VDC. To control the voltage level of DC bus driver used a proportional integral (PI) controller and to achieve the unity power factor it was used two other proportional integral currents controllers. Computational simulations were performed to assist in sizing and forecasting performance. All the control and communications needed to stage supervisory were implemented on a DSP

Projeto em FPGA de um controlador unificado para correção de fator de potência em retificadores boost bidirecionais monofásicos

The use of Field Programmable Gate Array (FPGA) for development of digital control strategies for power electronics applications has aroused a growing interest of many researchers. This interest is due to the great advantages offered by FPGA, which include: lower design effort, high performance and highly flexible prototyping. This work proposes the development and implementation of an unified one-cycle controller for boost CFP rectifier based on FPGA. This controller can be applied to a total of twelve converters, six inverters and six rectifiers defined by four single phase VSI topologies and three voltage modulation types. The topologies considered in this work are: full-bridge, interleaved full-bridge, half-bridge and interleaved half-bridge. While modulations are classified in bipolar voltage modulation (BVM), unipolar voltage modulation (UVM) and clamped voltage modulation (CVM). The proposed project is developed and prototyped using tools Matlab/Simulink® together with the DSP Builder library provided by Altera®. The proposed controller was validated with simulation and experimental results

Técnica de controle adaptativo robusto aplicada a filtros ativos de potência e paralelo

The Methods for compensation of harmonic currents and voltages have been widely used since these methods allow to reduce to acceptable levels the harmonic distortion in the voltages or currents in a power system, and also compensate reactive. The reduction of harmonics and reactive contributes to the reduction of losses in transmission lines and electrical machinery, increasing the power factor, reduce the occurrence of overvoltage and overcurrent. The active power filter is the most efficient method for compensation of harmonic currents and voltages. The active power filter is necessary to use current and voltage controllers loop. Conventionally, the current and voltage control loop of active filter has been done by proportional controllers integrative. This work, investigated the use of a robust adaptive control technique on the shunt active power filter current and voltage control loop to increase robustness and improve the performance of active filter to compensate for harmonics. The proposed control scheme is based on a combination of techniques for adaptive control pole placement and variable structure. The advantages of the proposed method over conventional ones are: lower total harmonic distortion, more flexibility, adaptability and robustness to the system. Moreover, the proposed control scheme improves the performance and improves the transient of active filter. The validation of the proposed technique was verified initially by a simulation program implemented in C++ language and then experimental results were obtained using a prototype three-phase active filter of 1 kVA

Contribuições ao método de rastreamento de máxima potência para sistemas fotovoltaicos

The scarcity of natural resources and the search for alternative energy sources promote a rapid change in the energy world. Among the renewable energy sources, solar energy is the most promising, presenting technology of greatest growth rate nowadays. Researchers around the world are seeking ways to facilitate their progress, developing technologies with higher efficiency and lower cost. As a contribution to global progress, this master thesis proposes the development of a strategy of maximum power tracking based on perturbation and observation method for photovoltaic systems. The proposed control strategy is based on active power balance of the system, with a reduced number of sensors. It also allows the PV system to act as a regulator of the power quality at the point of commom coupling (PCC), compensating the harmonic distortion and power factor of the current netw

Contribuições à estratégia de controle sem detecção de harmônicos aplicada a um filtro ativo de potência paralelo

The conventional control schemes applied to Shunt Active Power Filters (SAPF) are Harmonic extractor-based strategies (HEBSs) because their effectiveness depends on how quickly and accurately the harmonic components of the nonlinear loads are identified. The SAPF can be also implemented without the use of the load harmonic extractors. In this case, the harmonic compensating term is obtained from the system active power balance. These systems can be considered as balanced-energy-based schemes (BEBSs) and their performance depends on how fast the system reaches the equilibrium state. In this case, the phase currents of the power grid are indirectly regulated by double sequence controllers with two degrees of freedom, where the internal model principle is employed to avoid reference frame transformation. Additionally the DSC controller presents robustness when the SAPF is operating under unbalanced conditions. Furthermore, SAPF implemented without harmonic detection schemes compensate simultaneously harmonic distortion and reactive power of the load. Their compensation capabilities, however, are limited by the SAPF power converter rating. Such a restriction can be minimized if the level of the reactive power correction is managed. In this work an estimation scheme for determining the filter currents is introduced to manage the compensation of reactive power. Experimental results are shown for demonstrating the performance of the proposed SAPF system.

Estimação de potência em tempo real utilizando a transformada wavelet

The goal of the power monitoring in electrical power systems is to promote the reliablility as well as the quality of electrical power.Therefore, this dissertation proposes a new theory of power based on wavelet transform for real-time estimation of RMS voltages and currents, and some power amounts, such as active power, reactive power, apparent power, and power factor. The appropriate estimation the of RMS and power values is important for many applications, such as: design and analysis of power systems, compensation devices for improving power quality, and instruments for energy measuring. Simulation and experimental results obtained through the proposed MaximalOverlap Discrete Wavelet Transform-based method were compared with the IEEE Standard 1459-2010 and the commercial oscilloscope, respectively, presenting equivalent results. The proposed method presented good performance for compact mother wavelet, which is in accordance with real-time applications.

Técnicas de simplificação de redes e otimização multiobjetivo para análise de variações de tensão em regime permanente provocadas por parques eólicos integrados ao sistema elétrico

This study presents a description of the development model of a representation of simplified grid applied in hybrid load flow for calculation of the voltage variations in a steady-state caused by the wind farm on power system. Also, it proposes an optimal load-flow able to control power factor on connection bar and to minimize the loss. The analysis process on system, led by the wind producer, it has as base given technician supplied by the grid. So, the propose model to the simplification of the grid that allows the necessity of some knowledge only about the data referring the internal network, that is, the part of the network that interests in the analysis. In this way, it is intended to supply forms for the auxiliary in the systematization of the relations between the sector agents. The model for simplified network proposed identifies the internal network, external network and the buses of boulders from a study of vulnerability of the network, attributing them floating liquid powers attributing slack models. It was opted to apply the presented model in Newton-Raphson and a hybrid load flow, composed by The Gauss-Seidel method Zbarra and Summation Power. Finally, presents the results obtained to a developed computational environment of SCILAB and FORTRAN, with their respective analysis and conclusion, comparing them with the ANAREDE

Estratégia de controle robusto para interconexão de sistemas PV trifásicos à rede elétrica

Atualmente há uma grande preocupação em relação a substituição das fontes não renováveis pelas fontes renováveis na geração de energia elétrica. Isto ocorre devido a limitação do modelo tradicional e da crescente demanda. Com o desenvolvimento dos conversores de potência e a eficácia dos esquemas de controle, as fontes renováveis têm sido interligadas na rede elétrica, em um modelo de geração distribuída. Neste sentido, este trabalho apresenta uma estratégia de controle não convencional, com a utilização de um controlador robusto, para a interconexão de sistemas fotovoltaicos com à rede elétrica trifásica. A compensação da qualidade de energia no ponto de acoplamento comum (PAC) é realizada pela estratégia proposta. As técnicas tradicionais utilizam detecção de harmônicos, já neste trabalho o controle das correntes é feita de uma forma indireta sem a necessidade desta detecção. Na estratégia indireta é de grande importância que o controle da tensão do barramento CC seja efetuado de uma forma que não haja grandes flutuações, e que a banda passante do controlador em regime permanente seja baixa para que as correntes da rede não tenham um alto THD. Por este motivo é utilizado um controlador em modo dual DSM-PI, que durante o transitório se comporta como um controlador em modo deslizante SM-PI, e em regime se comporta como um PI convencional. A corrente é alinhada ao ângulo de fase do vetor tensão da rede elétrica, obtido a partir do uso de um PLL. Esta aproximação permite regular o fluxo de potência ativa, juntamente com a compensação dos harmônicos e também promover a correção do fator de potência no ponto de acoplamento comum. Para o controle das correntes é usado um controlador dupla sequencia, que utiliza o princípio do modelo interno. Resultados de simulação são apresentados para demonstrar a eficácia do sistema de controle proposto

Efeitos do fator de crescimento de fibroblasto Básico (FCFß) na cicatrização de anastomoses do esôfago

Os fatores de crescimento são substâncias moduladoras do processo de cicatrização. O fator de crescimento de fibroblastos básico (FCFß) liberado pelas plaquetas, macrófagos e pelos próprios fibroblastos, estimulam a proliferação celular, a produção de colágeno e de outros elementos da matriz celular, favorecendo o processo da cicatrização, mesmo em situações adversas, como diabetes e uso de corticosteróides. O presente estudo objetivou determinar a influência do FCFb no processo de cicatrização de anastomoses esofageanas em modelo de experimentação animal, avaliando-se a resistência à pressão,formação de tecido de granulação e deposição de colágeno. Método: Foram estudados dois grupos A e B,ambos com 10 ratos de linhagem Wistar, separados de forma aleatória, todos submetidos à secção e anastomose do esôfago por via abdominal. Nos animais do grupo A, foi feita aplicação tópica na linha de sutura de 10ng de FCFb. No grupo B (controle) foi aplicado igual volume de solução salina. Os animais foram sacrificados no 7º dia, o esôfago ressecado para teste de resistência da anastomose, estudo qualitativo do aporte de células inflamatórias, da angiogênese e quantificação do colágeno na zona da anastomose, através de sistema digital. Resultados: A densidade média dos parâmetros histológicos do grupo A foi 9095,51±1284,5, maior que no grupo B, que teve densidade 7162,4±1273,19 (p=0,013). A resistência da anastomose do grupo A teve a média 210±18,88 mmHg, significativamente maior que no grupo B, que atingiu o valor 157±29,55 mmHg (p=0,0024). Conclusão: Este estudo concluiu que o FCFß atuou melhorando a cicatrização e aumentando significativamente a resistência de anastomoses do esôfago realizadas em ratos

Ação do fator de crescimento de fibroblasto básico na cicatrização da aponeurose abdominal de ratos

Objetivo: Trabalho realizado em ratos com o objetivo de estudar o efeito do Fator de Crescimento de Fibroblastos básico (FCFb) na cicatrização da aponeurose abdominal. Métodos: Foram usados 20 ratos Wistar separados aleatoriamente em 2 grupos iguais. Os animais foram anestesiados com pentobarbital sódico na dose de 20 mg/Kg por via intraperitoneal e submetidos a laparotomia mediana de 4 cm, cuja camada aponeurótica foi suturada com mononylon 5-0. No grupo I foi aplicada a dose de 5mg de FCFb sobre a sutura da aponeurose. No grupo II (controle) foi aplicada solução salina 0,9% sobre a linha se sutura. Após observação por 7 dias os animais foram mortos com superdose de anestésico. A camada aponeurótica com 1,5 cm de largura foi submetida a teste de resistência à tensão empregando a Máquina de Ensaios EMIC MF500. Biópsias das zonas de sutura foram processadas e coradas com HE e o tricômico de Masson. Os achados histopatológicos foram quantificados através de sistema digital (Image pro-plus) de captura e processamento de imagens. Os dados obtidos foram analisados pelo teste T com significância 0,05. Resultados: Nos animais do grupo I (experimental) a zona de sutura da camada aponeurótica suportou a carga de 1.103±103,39gf. A quantificação dos dados histopatológicos desse grupo atingiu a densidade média 226±29,32. No grupo II (controle) a carga suportada pela zona de sutura foi de 791,1±92,77 gf. Quando foram comparadas as médias das resistências à tensão dos dois grupos, observou-se uma diferença significante (p<0,01). O exame histopatológico das lâminas desse grupo relevou densidade média 114,1±17,01, correspondendo a uma diferença significante quando comparadas as médias dos dois grupos (p<0,01). Conclusão: Os dados permitem concluir que o FCFb contribuiu para aumentar a resistência da aponeurose suturada e para melhorar os parâmetros histopatológicos da cicatrização.

O fator de crescimento de fibroblasto básico melhora a cicatrização de anastomoses duodenais em ratos

RESUMO: Objetivo: Avaliar as alterações histológicas, e o ganho de resistência em anastomoses duodenais tratadas com fator de crescimento de fibroblasto básico (FGFb). Métodos: Vinte ratos da raça Wistar foram submetidos a secção transversal do duodeno, seguida de anastomose. Os animais foram divididos em 4 grupos de 5 animais cada: A1 e A2 (experimentais), nos quais foi aplicado FCFb sobre a anastomose logo após seu término; e B1 e B2 (controles), nos quais foi administrada solução salina sobre a zona de anastomose. Os roedores foram mortos com superdose de anestésico, sendo A1, B1 no 5º dia e A2, B2 no 7º dia de pós-operatório. Foi feita avaliação quanto à resistência das anastomoses à pressão e análise da densidade média dos achados histopatológicos com auxílio do sistema digitalizado Image proPlus. Resultados: No grupo A1 a pressão suportada pelas anastomoses foi de 52±14,4 mmHg e no grupo A2 140±34,8 mmHg. Em B1 a pressão atingiu 33,6±15,2 mmHg e as anastomoses do grupo B2 suportaram pressão 105±30,3. No grupo A1 a densidade média dos elementos histopatológicos foi de 93±9,3 e A2 atingiu 181,8±27,6. Nos grupos de controle B1 e B2 as densidades médias foram 67,6±16,7 e 101±12,9 respectivamente. A análise estatística revelou diferença significante entre nos dados dos grupos experimentais e controles (p<0,05).Conclusão: a aplicação tópica do FCFb foi capaz de aumentar a resistência das feridas do duodeno suturadas e observadas após 5 e 7 dias de evolução. Estimulou a neovascularização, a formação de fibroblastos e de fibras colágenas, melhorando os escores histológicos em relação ao controle.

A nicotina atua como fator deletério na reparação da parede abdominal

Objetivo: Avaliar o efeito da nicotina na cicatrização da camada musculoaponeurótica da parede abdominal. Métodos: Estudo experimental em que foram usados 16 ratos da raça Wistar pesando em média 210±8g, separados aleatoriamente em 2 grupos de 8. Nos animais do grupo A foi implantado disco de nicotina (Nicotinel Ò) na dose de 5mg/Kg de peso/dia no subcutâneo da região dorsal, trocado a cada dois dias, a partir do 5º dia antes da operação em que foi feita laparotomia mediana de 5 cm, até o 10o dia de observação. No grupo B (controle) foram usados discos de celulose com o mesmo diâmetro. Tubo de silicone multiperfurado foi implantado no subcutâneo a 1cm da lesão da parede abdominal. A camada musculoaponeurótica e a pele foram suturadas com fio de nylon 5-0. No 10º dia pós-operatório foi colhido 1ml de líquido seroso do tubo de silicone por punção percutânea para dosagem de pO2 e os animais receberam dose letal de anestésico. Foi ressecado um segmento da camada musculoaponeurótica com 2cm de largura para tensiometria, em seguida processado e corado em HE e tricrômico de Masson para análise quantitativa dos dados histopatológicos em sistema digitalizado. A análise estatística foi feita pelo ANOVA e teste Newman-Keuls, com significância 0,05. Resultados: No grupo A a pO2 do líquido tecidual atingiu o valor 17,75±3,4 mmHg e no grupo B (controle) a pO2 = 40,75±6,4 mmHg (p<0,01). A resistência à tensão apresentou o valor de 728,5±161,75gf no grupo A e 1241,6±232gf no grupo de controle (p<0,01), coincidindo com os achados da pO2. A densidade média dos elementos histopatológicos estudados foi de 105±17,1 nos animais do grupo A e 146,2±8,8 no grupo B (p<0,01). Conclusão: após avaliação da pO2 tecidual, tensiometria e histopatologia, concluiu-se que a nicotina por via subcutânea exerce efeito deletério sobre a cicatrização de lesões da parede abdominal de ratos

A Tecnologia da informação como fator de competitividade em um apl: o caso da carcinicultura do RN

Este estudo aborda a utilização da tecnologia da informação de forma competitiva em um Arranjo Produtivo Local APL. Realizou-se no APL da carcinicultura no Estado do Rio Grande do Norte e teve por objetivo buscar a compreensão de como o uso da tecnologia da informação (TI) contribui para o aumento da competitividade na atividade do APL citado. APL pode ser conceituado como uma aliança entre organizações que possuem um projeto coletivo, para elevar a sua competitividade e participação no mercado. Para atingir este objetivo, foi realizada uma pesquisa descritiva, através da utilização de múltiplos casos selecionados dentre as empresas que compõem o APL da carcinicultura no RN. Os dados coletados foram analisados qualitativamente. Os resultados da pesquisa indicaram que as empresas percebem a importância do uso da TI, mas que, na prática, a sua utilização é limitada, principalmente em se tratando de Sistemas Integrados de Gestão e Comércio Eletrônico. Outro resultado encontrado foi que as empresas, embora façam parte do APL, ainda não colaboram entre si, seja através da troca de informações, ou através de Sistemas de Informação Interorganizacional. As principais recomendações diante destes resultados é que as empresas atuem ativamente para o fortalecimento do APL. No que se refere ao uso da TI faz-se necessário que elas invistam na aquisição de sistemas integrados de gestão e sistemas de informação interorganizacional para o melhor gerenciamento das informações ao longo da cadeia

Avaliação de metodologia de preparo de amostra de petróleo por digestão ácida auxiliada por microondas para determinação de metais por ICP-OES

This project describes a methodology optimization that would allow for a more efficient microwave assisted digestion process for petroleum samples. With the possible chance to vary various factors at once to see if any one factor was significant enough in the answers, experimental planning was used. Microwave assisted digestion allows, through the application of potency, an increasing number of collisions between the HNO3 and H2O2 molecules, favoring sample opening for complex matrixes. For this, a 24 factorial experimental planning was used, varying potency, time and the volumes for HNO3 65% and H2O2 30%. To achieve the desired answers, several elements were monitored (C, Cu, Cr, Fe, Ni, Zn and V) through Inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy (ICP-OES). With this initial study it was noticed that the HNO3 was not a significant factor for any of the statistical studies for any of the analytes and the other 3 factors and their interactions showed statistical significance. A Box Behnken experimental planning was used taking in consideration 3 factors: H2O2 volume, time (min) and Potency (W), Nitric Acid kept at 4mL for a mass of 0,1g of petroleum. The results were extremely satisfying showing higher efficiency in the digestion process and taking in a responsibility between the answers for each analyte and the carbon monitoring was achieved in the following conditions: 7mL of H2O2, 700 Watts of potency and a reaction time of 7 minutes with 4mL de HNO3 for a mass of 0,1g of petroleum. The optimized digestion process was applied to four different petroleum samples and the analytes determined by ICP-OES

Simulação de fluxo de fluidos em meios porosos desordenados uma análise de efeito de escala na estimativa da permeabilidade e do coeficiente de arrasto

The present study provides a methodology that gives a predictive character the computer simulations based on detailed models of the geometry of a porous medium. We using the software FLUENT to investigate the flow of a viscous Newtonian fluid through a random fractal medium which simplifies a two-dimensional disordered porous medium representing a petroleum reservoir. This fractal model is formed by obstacles of various sizes, whose size distribution function follows a power law where exponent is defined as the fractal dimension of fractionation Dff of the model characterizing the process of fragmentation these obstacles. They are randomly disposed in a rectangular channel. The modeling process incorporates modern concepts, scaling laws, to analyze the influence of heterogeneity found in the fields of the porosity and of the permeability in such a way as to characterize the medium in terms of their fractal properties. This procedure allows numerically analyze the measurements of permeability k and the drag coefficient Cd proposed relationships, like power law, for these properties on various modeling schemes. The purpose of this research is to study the variability provided by these heterogeneities where the velocity field and other details of viscous fluid dynamics are obtained by solving numerically the continuity and Navier-Stokes equations at pore level and observe how the fractal dimension of fractionation of the model can affect their hydrodynamic properties. This study were considered two classes of models, models with constant porosity, MPC, and models with varying porosity, MPV. The results have allowed us to find numerical relationship between the permeability, drag coefficient and the fractal dimension of fractionation of the medium. Based on these numerical results we have proposed scaling relations and algebraic expressions involving the relevant parameters of the phenomenon. In this study analytical equations were determined for Dff depending on the geometrical parameters of the models. We also found a relation between the permeability and the drag coefficient which is inversely proportional to one another. As for the difference in behavior it is most striking in the classes of models MPV. That is, the fact that the porosity vary in these models is an additional factor that plays a significant role in flow analysis. Finally, the results proved satisfactory and consistent, which demonstrates the effectiveness of the referred methodology for all applications analyzed in this study.