Diverse Amorphous Carbonaceous Thin Films Obtained by Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition and Plasma Immersion Ion Implantation and Deposition

Diverse amorphous hydrogenated carbon and similar films containing additional elements were produced by Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD) and by Plasma Immersion Ion Implantation and Deposition (PIIID). Thus a-C:H, a-C:H:F, a-C:H:N, a-C:H:Cl and a-C:H:O:Si were obtained, starting from the same feed gases, using both techniques. The same deposition system supplied with radiofrequency (RF) power was used to produce all the films. A cylindrical stainless steel chamber equipped with circular electrodes mounted horizontally was employed. RF power was fed to the upper electrode; substrates were placed on the lower electrode. For PIIID negative high tension pulses were also applied to the lower electrode. Raman spectroscopy confirmed that all the films are amorphous. Chemical characterization of each pair of films was undertaken using Infrared Reflection Absorption Spectroscopy and X-ray Photoelectron Spectroscopy. The former revealed the presence of specific structures, such as C-H, C-O, O-H. The latter allowed calculation of the ratio of hetero-atoms to carbon atoms in the films, e. g. F:C, N:C, and Si:C. Only relatively small differences in elemental composition were detected between films produced by the two methods. The deposition rate in PIIID is generally reduced in relation to that of PECVD; for a-C:H:Cl films the reduction factor is almost four.

A simple constant-current neural stimulator with accurate pulse-amplitude control

A simple constant-current electrocutaneous stimulator for high-impedance loads using low-cost, standard high-voltage components is presented. A voltage-regulator powers an oscillator built across the primary of a transformer whose secondary delivers, after rectification, the high-voltage supply to switched current-mirrors in the driving stage. Since the compliance high-voltage is proportional to the stimulation current, overall power consumption is minimized. By adjusting the regulated voltage, control of the pulsed-current amplitude is achieved. A prototype with readily available components features stimulation currents of amplitude and pulsewidth in the range 0≤Iskin≤20mA and 50μs ≤Tpulse≤1ms, respectively. Pulse-repetition spans from 1 Hz to 10Hz. Worst-case ripple is 3.7% @Iskin=1mA. Measured pulse fall-time is shorter than 32μs. Overall consumption is 4.4W @Iskin=20mA. Subject isolation from line is 4KV.

A neural approach to evaluate the effect of lightning in power transformers

This paper proposes the application of computational intelligence techniques to assist complex problems concerning lightning in transformers. In order to estimate the currents related to lightning in a transformer, a neural tool is presented. ATP has generated the training vectors. The input variables used in Artificial Neural Networks (ANN) were the wave front time, the wave tail time, the voltage variation rate and the output variable is the maximum current in the secondary of the transformer. These parameters can define the behavior and severity of lightning. Based on these concepts and from the results obtained, it can be verified that the overvoltages at the secondary of transformer are also affected by the discharge waveform in a similar way to the primary side. By using the tool developed, the high voltage process in the distribution transformers can be mapped and estimated with more precision aiding the transformer project process, minimizing empirics and evaluation errors, and contributing to minimize the failure rate of transformers. © 2009 The Berkeley Electronic Press. All rights reserved.

Performance and operation of the CMS electromagnetic calorimeter

The operation and general performance of the CMS electromagnetic calorimeter using cosmic-ray muons are described. These muons were recorded after the closure of the CMS detector in late 2008. The calorimeter is made of lead tungstate crystals and the overall status of the 75 848 channels corresponding to the barrel and endcap detectors is reported. The stability of crucial operational parameters, such as high voltage, temperature and electronic noise, is summarised and the performance of the light monitoring system is presented. © 2010 IOP Publishing Ltd and SISSA.

Micro-inverter for integrated grid-tie PV module using resonant controller

Two-stage isolated converters for photovoltaic (PV) applications commonly employ a high-frequency transformer on the DC-DC side, submitting the DC-AC inverter switches to high voltages and forcing the use of IGBTs instead of low-voltage and low-loss MOSFETs. This paper shows the modeling, control and simulation of a single-phase full-bridge inverter with high-frequency transformer (HFT) that can be used as part of a two-stage converter with transformerless DC-DC side or as a single-stage converter (simple DC-AC inverter) for grid-connected PV applications. The inverter is modeled in order to obtain a small-signal transfer function used to design the PResonant current control regulator. A high-frequency step-up transformer results in reduced voltage switches and better efficiency compared with converters in which the transformer is used on the DC-DC side. Simulations and experimental results with a 200 W prototype are shown. © 2012 IEEE.

Demodulação de sinais interferométricos de saída de sensor eletro-óptico de tensões elevadas utilizando processador digital de sinais

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS

Metodologia para o cálculo de harmônicas em conversores de potência no sistema HVDC

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS

Análise da estabilidade a pequenas perturbações do sistema elétrico de potência considerando a atuação do TCSC e controladores suplementares de amortecimento: representação pelo modelo de sensibilidade de corrente

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS

Avaliação da suscetibilidade eletromagnética dos cabos metálicos dos sistemas de supervisão, proteção, comunicação e controle de subestações de alta tensão

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Conservação de energia em sistemas de iluminação pública e os seus efeitos na rede elétrica de distribuição

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEG

Estudo do processo de implantação iônica por imersão em plasma com campo magnético externo usando técnicas numéricas e experimentais

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Análise eletromagnética de cabos OPGW utilizando métodos numérico e analítico

Este trabalho apresenta o estudo eletromagnético de cabos OPGW (Optical Ground Wire) os quais têm dupla função: de pára-raios para linhas de transmissão de alta tensão e de canal de comunicação através de fibras ópticas embutidas na estrutura do cabo. Descargas atmosféricas ou curtos-circuitos podem comprometer a integridade do cabo, devido ao aquecimento nas regiões onde há maior concentração de corrente. Para a análise deste problema foram feitos cálculos eletromagnéticos relacionando-os aos efeitos térmicos no cabo. Nesta análise foram consideradas três diferentes geometrias: o modelo de cabo real, o modelo de cabo com camadas homogêneas e o modelo de cabo com uma camada modificada; esta modificação está relacionada à forma geométrica dos fios da armação do cabo. As ferramentas utilizadas em tal estudo foram o software comercial FEMLAB Multiphysics, baseado no método dos elementos finitos, e um método analítico desenvolvido a partir das equações de Maxwell no domínio da freqüência, que foi implementado utilizando o software MATLAB. Os principais resultados deste trabalho são gráficos de distribuição de densidade de corrente na seção reta do cabo para diferentes freqüências, estudo do efeito pelicular e do efeito de proximidade entre os condutores do cabo.

Análise da eficiência de blindagem de estruturas indoors construídas com lâminas "finas" condutoras elétricas, através do método FDTD

Este trabalho apresenta os resultados para a análise da Eficiência de Blindagem utilizando estruturas indoor construídas com lâminas “finas” condutoras elétricas. As simulações foram realizadas utilizando o método das diferenças finitas no domínio do tempo, FDTD, no qual foi implementada uma formulação de sub-célula para o modelamento de estruturas finas. A simulação foi validada comparando-se os resultados obtidos com os disponíveis na literatura. Assim, várias geometrias foram testadas, modificando-se aberturas e o espaçamento entre paredes duplas blindadas. Por fim, um laboratório de alta-tensão foi construído virtualmente, com dimensões reais, e foram analisados os valores da Eficiência de Blindagem considerando a estrutura completamente fechada e com aberturas.

Estudo experimental de técnicas de medição de descargas parciais nos enrolamentos estatóricos de hidrogeradores

Este trabalho tem como objetivo geral analisar experimentalmente técnicas para medição de descargas parciais nos enrolamentos estatóricos de hidrogeradores. Para atingir o objetivo proposto, primeiramente foi realizado um estudo bibliográfico sobre como é a estrutura dos enrolamentos do estator, com ênfase na isolação elétrica, assim como os conceitos de descargas parciais e técnicas empregadas para medição em hidrogeradores. Em seguida, foi montado em laboratório um arranjo experimental para o estudo das técnicas de medição de descargas parciais nos enrolamentos do estator utilizando seis acopladores diferentes, sendo quatro acopladores capacitivos convencionais de 80, 220, 500 e 1000 pF, e dois sistemas experimentais, uma antena SSC fabricada com microfita e um cabo coaxial RG 58, desencapado, utilizado como antena. A avaliação da sensibilidade destes seis sistemas foi divida em duas etapas: primeiro foi analisada a resposta dos acopladores à aplicação de um sinal conhecido de calibração e, em seguida, foi analisada a resposta dos mesmos durante ensaios com alta tensão. Para aplicação de um sinal conhecido de calibração os acopladores capacitivos apresentaram maior sensibilidade em relação à antena e ao cabo coaxial. Já a resposta durante os ensaios com alta tensão mostrou que a sensibilidade da antena é maior que a do método convencional de medição de descargas parciais em hidrogeradores, baseado em acopladores capacitivos de 80 e 220 pF. Os resultados obtidos em laboratório mostraram que a medição de descargas parciais através da antena pode ser realizada de forma satisfatória na avaliação da condição operacional dos enrolamentos do estator de hidrogeradores, sem perda significativa de informação e com aumento significativo de sensibilidade na quantificação do fenômeno, cerca de duas vezes maior que a sensibilidade do acoplador de 220 pF e quatro vezes a do acoplador de 80 pF.

Estudo de vibrações eólicas em linhas de transmissão de energia elétrica de alta tensão

O crescente aumento da demanda de energia elétrica tem forçado o avanço tecnológico dos equipamentos responsáveis pelo transporte desta energia fazendo com que estes trabalhem sob tensões cada vez maiores, principalmente por razões econômicas. Mas este fato implica diretamente no incremento do diâmetro do condutor, o que acarreta elevação de seus custos, bem como das estruturas que devem suportá-lo. Para atender a esta necessidade sem aumentar o custo de projeto da linha de transmissão, surgiu a idéia de utilizar mais de um condutor por fase, montados paralelamente entre si a pequenas distâncias, o que é conseguido através da inserção de espaçadores montados a intervalos regulares ao longo dos vãos das linhas. Por outro lado, problemas mecânicos de ordem operacional das linhas podem ocorrer, como, por exemplo, a ruptura total ou parcial dos cabos e/ou espaçadores, proveniente de excitações dinâmicas devidas ao vento. Assim, este trabalho consiste no estudo do comportamento dinâmico de feixe de cabos de linhas aéreas de transmissão, através de um modelo de elementos finitos. O modelo reproduz o acoplamento dos cabos aos espaçadoresamortecedores da linha de transmissão e às estruturas de ancoragem, considerando o efeito de não-linearidade geométrica, decorrente dos grandes deslocamentos dos cabos, bem como a continuidade da linha, ou seja, os vãos adjacentes, que são representados por rigidez equivalente no modelo. O carregamento de vento é modelado através de um processo não deterministico a partir de suas propriedades estatísticas, tal que fica subdividido em duas partes: uma parte média, analisada de forma estática; e uma parte variável, analisada de forma dinâmica. Os resultados obtidos ao longo desse estudo mostram que a parcela variável do carregamento leva a uma resposta dinâmica do modelo que pode ser determinante no seu comportamento. Assim, o procedimento tradicional de assumir o carregamento do vento como uma excitação estática pode levar, em alguns casos a conseqüências desastrosas.