Orientação de campo da máquina assíncrona: controlo preditivo

Nesta dissertação de Mestrado foi realizado o estudo teórico e a respectiva comprovação experimental da aplicação do Controlo por Orientação de Campo para a máquina assíncrona trifásica permitindo a imposição das correntes com recurso ao Controlo Preditivo. Foi efectuado inicialmente a modelização do sistema, ondulador de tensão trifásico e máquina assíncrona trifásica, e o estudo do Controlo Preditivo mais adequado a aplicar ao sistema. Depois de realizado o Controlo por Orientação de Campo foi projectado e dimensionado um anel exterior para controlo de velocidade. Os ensaios com recurso inicialmente à simulação numérica em ambiente Matlab/Simulink e posterior experimentação laboratorial, permitem a validação dos modelos teóricos e da técnica de controlo utilizada. Foram realizados testes em regime estacionário e regime dinâmico para diferentes referências de velocidade. Os ensaios efectuados em simulação e experimentais foram comparados com a solução de imposição das correntes através de controladores histeréticos, nesta dissertação designada por técnica clássica. A implementação laboratorial do protótipo, foi realizada através do projecto, dimensionamento e construção de vários módulos para o efeito. O rectificador trifásico tem entrada compatível com as tensões nominais da rede, inclui também uma resistência de pré-carga dos condensadores, e uma resistência de dissipação para limitar a tensão no barramento de tensão DC. O módulo integrado de potência para funcionamento como ondulador de tensão trifásico tem uma estrutura compacta, onde estão incluídos drivers de disparo dos seus semicondutores, e algumas protecções inerentes ao seu bom funcionamento. Para implementação do Controlo por Orientação de Campo e o anel exterior para controlo de velocidade, foi usado um controlador digital de sinal do fabricante dSPACE.

Operação e planeamento de redes de energia eléctrica com recurso ao trânsito optimizado de energia

Esta dissertação tem como objectivo explorar as potencialidades de aplicação do trânsito optimizado de energia (Optimal Power Flow - OPF), no contexto da operação e planeamento de redes de energia eléctrica. Para o efeito, são ilustradas diferentes funções objectivo, nomeadamente, a minimização: dos custos de combustível, da potência activa de perdas, da potência reactiva de perdas, do ajuste de carga, do ajuste da reactância das linhas e da inserção das reactâncias shunt e/ou baterias de condensadores. São ainda propostas duas abordagens, que recorrem ao OPF, para efectuar a resolução do problema da compensação do factor de potência, em redes de distribuição de energia eléctrica. Em cada abordagem, são inseridas baterias de condensadores comutáveis na rede, com o objectivo de conduzir a uma redução dos custos de geração de energia eléctrica. Na primeira abordagem, dimensionam-se as baterias de condensadores para o nível de carga mais elevado, enquanto na segunda abordagem proposta, o valor e localização dos condensadores, tem em conta o conjunto dos níveis de carga considerados para o qual se pretende efectuar o dimensionamento. As duas abordagens apresentam resultados distintos para a potência reactiva das baterias de condensadores adicionadas em cada barramento, bem como para a selecção dos escalões, que devem estar em funcionamento em diferentes níveis de carga. De forma a avaliar a qualidade das soluções efectua-se, uma avaliação técnico-económica para diferentes níveis admissíveis de compensação do factor de potência, tendo em conta cenários de carga considerados na óptica do planeamento. É proposta uma metodologia, com o objectivo de obter a solução do problema em função dos seguintes factores: orçamento disponível, nível de perdas considerado satisfatório, VAL e tan das cargas da rede. As abordagens propostas são aplicadas à rede de distribuição de energia eléctrica de São Vicente. São ainda efectuadas sensibilidades em relação à natureza da carga, mediante a variação da sua tan . Verifica-se que os resultados obtidos são robustos e que a segunda abordagem é mais vantajosa.

Otimização de um sistema de "Free-Cooling" de uma instalação de climatização: incluindo a definição de um algoritmo de controlo de funcionamento

A utilização de equipamentos de climatização é cada vez mais frequente, e surgem novas tecnologias para aumentar a eficiência do processo, e neste caso, a opção da instalação de um sistema de Unidade de Tratamento de Ar com Economizador é a fundamental temática deste trabalho de dissertação. O “Free-Cooling” baseia-se na utilização total ou parcial do ar exterior para proceder à climatização de um espaço, quando se verificam as condições ótimas para o processo, e quando o sistema apresenta um controlador que permita gerir a abertura dos registos face à temperatura exterior e interior medida. A análise das condições exteriores e interiores é fundamental para dimensionar um Economizador. É necessário determinar o tipo de clima do local para fazer a seleção do tipo de controlo do processo, e recolher também, o perfil de temperaturas exterior para justificar a utilização de “Free-Cooling” no local. A determinação das condições interiores como a quantificação da utilização da iluminação, ocupação e equipamentos, é necessária para determinar a potência das baterias de arrefecimento ou aquecimento, e no caso de ser utilizado “Free-Cooling”, determinar o caudal de ar exterior a insuflar. O balanço térmico das instalações explicita todas as cargas influentes no edifício, e permite quantificar a potência necessária para climatização. Depois, adicionando o Economizador no sistema e comparando os dois sistemas, verifica-se a redução dos custos de utilização da bateria de arrefecimento. O desenvolvimento de um algoritmo de controlo é fundamental para garantir a eficiência do Economizador, onde o controlo dos registos de admissão e retorno de ar é obrigatoriamente relacionado com a leitura dos sensores de temperatura exterior e interior. A quantidade de ar novo insuflado no espaço depende, por fim, da relação entre a carga sensível do local e a diferença de temperatura lida entre os dois sensores.

Acompanhamento do reforço de potência Salamonde II

Tendo Portugal objetivos cada vez mais ambiciosos na utilização de energias renováveis, aliados às condicionantes socioeconómicas e ambientais existentes que têm dificultado a realização de novos investimentos em novos aproveitamentos, a EDP Gestão de Produção de Energia realizou estudos onde verificou que a realização de reforços de potência seria uma forma bastante atrativa de ultrapassar essas dificuldades e ao mesmo tempo responder às solicitações energéticas atuais. É neste âmbito que se insere o Reforço de Potência de Salamonde, Salamonde II. Este trabalho foi elaborado na sequência de um estágio realizado para elaboração do trabalho final de Mestrado em Engenharia Civil do ISEL, na área de especialização de Hidráulica, e tem como objetivo relacionar o conhecimento académico com os aspetos práticos do exercício profissional na área de construção dos órgãos e equipamentos de uma barragem. O conteúdo deste trabalho é composto pelos seguintes temas: i) um breve enquadramento da obra e definição dos objetivos do projeto, bem como uma descrição das características e processos construtivos utilizados nos diferentes órgãos do circuito hidráulico; ii) demonstração analítica das opções construtivas tomadas na execução do desvio provisório do Rio Mau, concluindo-se que este estava bem dimensionado; iii) estudo das precipitações máximas diárias, recorrendo à Lei de Gumbel, durante o período de estiagem, com o intuito de se estimar o caudal máximo que irá escoar no Rio Mau durante a execução do seu desvio definitivo, verificando que este ocorrerá no mês de setembro; iv) acompanhamento dos trabalhos de execução da ensecadeira de jusante recorrendo, em parte, a uma nova metodologia de betonagem, o BPCA (Betão com Prévia Colocação de Agregado) e também uma análise comparativa dos custos unitários dos diferentes processos construtivos utilizados, onde se evidenciou que esta técnica inovadora tem potencial, mas ainda carece de automatização de processos.

Prensa electromagnética com recuperação de energia para corte e moldagem de chapas e tubos de AL

Foi desenvolvido um conversor de potência e atuador mecânico para a moldagem e corte, por ação de pressão magnética, de chapas e tubos de Al, com uma energia máxima de descarga de 10kJ. O conversor é composto por duas malhas de descarga em paralelo e duas malhas de recuperação de energia. O circuito é capaz de gerar uma corrente de pico de 50kA com uma taxa de variação máxima de 2kA/s através de um atuador, recuperar até 32% da sua energia inicial e diminuir o tempo de carga dos bancos de condensadores no mesmo valor, reduzindo assim a potência da fonte de alimentação primária Foram construídos vários atuadores de forma a otimizar o processo, considerando as várias funções pretendidas, como a deformação ou corte de chapas e compressão de tubos. O circuito elétrico aproximado desenvolvido em Matlab/Simulink foi validado, considerando apenas o funcionamento da malha primária sem o atuador e a dinâmica associada, sendo capaz de simular as respostas do sistema para várias situações específicas, tornando-se numa ferramenta para otimização do mesmo. Experimentalmente, os resultados obtidos provam ser possível cortar chapas Al de 0,5 e 0,8mm, com apenas 13% da energia total do circuito, e comprimir tubos de Al com 2mm de espessura e 50mm de diâmetro com apenas 2,4kJ. A topologia do circuito e a construção da máquina tiveram em conta vários aspetos que melhoram a proteção de pessoas e equipamentos e devida à sua configuração este é capaz de suportar variações de capacidade nos bancos de condensadores e variações de indutância nas bobinas de recuperação de energia sem se danificar.

Exposição ao ruído ocupacional como fator de risco para acidentes do trabalho

OBJETIVO: Verificar se a exposição ocupacional ao ruído é fator de risco relevante para acidentes do trabalho. MÉTODOS: Estudo de caso-controle de base populacional. Os dados foram coletados entre 16/5/2002 e 15/10/2002, na cidade de Botucatu, Estado de São Paulo. Os casos foram definidos como trabalhadores que sofreram acidentes ocupacionais típicos nos últimos 90 dias, identificados por intermédio de amostragem aleatória sistemática de domicílios residenciais. Os controles foram trabalhadores não acidentados, aleatoriamente alocados a partir da mesma população que originou os casos, emparelhados na razão 3:1 segundo sexo, faixa etária e setor censitário de moradia. Ajustou-se um modelo de regressão logística múltipla, tendo como variável independente a exposição ocupacional ao ruído, controlada por covariáveis de interesse. RESULTADOS: Foram analisados 94 casos e 282 controles. Ajustando-se um modelo de regressão logística condicional múltipla observou-se que trabalhar sempre e às vezes exposto a ruído intenso associou-se a um risco relativo de acidentar-se de 5,0 (IC 95%: 2,8-8,7; p<0,001) e 3,7 (IC 95%: 1,8-7,4; p=0,0003), respectivamente, tendo como referência trabalhar não exposto a ruído, controlado para diversas covariáveis. CONCLUSÕES: Com base nos resultados encontrados, justifica-se o investimento em programas de conservação auditiva particularmente voltados para o controle da emissão de ruídos na fonte. Essas medidas objetivam não apenas a manutenção da saúde auditiva, mas também a diminuição da acidentabilidade dos trabalhadores.

Doença periodontal materna como fator associado ao baixo peso ao nascer

OBJETIVO: Estudos recentes têm apresentado evidências de que a doença periodontal em gestantes pode ser um dos determinantes do baixo peso ao nascer. Realizou-se estudo para verificar a existência de associação entre doença periodontal materna e baixo peso ao nascer. MÉTODOS: Estudo do tipo caso-controle com 302 mulheres, sendo 102 mães de nascidos vivos de baixo peso (grupo caso) e 200 mães de nascidos vivos com peso normal (grupo controle). A existência de associação entre doença periodontal e baixo peso ao nascer foi avaliada mediante modelo multivariado de regressão logística, considerando outros fatores de risco para o baixo peso. RESULTADOS: Ambos os grupos de mães eram comparáveis no que se refere a idade, altura, peso pré-gestacional, tabagismo, alcoolismo, doenças prévias, estado civil, situação socioeconômica, número de escovações e uso de fio dental, número de refeições diárias, e visitas ao dentista. A doença periodontal foi diagnosticada em 57,8% das mães do grupo caso e 39,0% do grupo controle. A análise de regressão logística indicou associação positiva entre doença periodontal e baixo peso ao nascer (ORbruto=2,15; IC 95%: 1,32-3,48), especialmente entre as mães com escolaridade menor ou igual a quatro anos (ORajustada=3,98; IC 95%: 1,58-10,10). CONCLUSÕES: A doença periodontal é um possível fator de risco para o baixo peso ao nascer.

Funções penalidade para o tratamento das variáveis discretas do problema de fluxo de potência ótimo reativo

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Banco de ensaios para micro geração eólica

Mestrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores

Avaliação preliminar do potencial eólico com recurso a um modelo de Mesoescala

Mestrado em Engenharia Química. Ramo optimização energética na indústria química.

Reorganização do controlo postural do tronco e a sua influência na distribuição de carga na posição ortostática em indivíduos com Acidente Vascular Encefálico

Introdução: O Acidente Vascular Encefálico (AVE) consiste numa das primeiras causas de mortalidade e morbilidade em Portugal. Esta lesão do Sistema Nervoso Central (SNC) desencadeia alterações ao nível do controlo postural (CP), que interferem com a recuperação funcional dos indivíduos. Objetivo: Deste modo, torna-se premente descrever as alterações do CP do tronco através da análise dos alinhamentos dos segmentos corporais do tronco no grupo de indivíduos selecionados, face à aplicação de um programa de intervenção baseado nos princípios do Conceito de Bobath. Metodologia: Estudo de série de casos, em seis indivíduos com alterações neuromotoras decorrentes de AVE, os quais foram avaliados antes e após o plano de intervenção segundo a abordagem baseada nos princípios do Conceito de Bobath, através do registo observacional, da Classificação Internacional de Funcionalidade Incapacidade e Saúde (CIF), da utilização do Software de Avaliação Postural (SAPO) e da Plataforma de Pressões da Emed (PPE), modelo AT. Os dados recolhidos foram trabalhados em função do valor médio através do software Excel. Resultados: A análise do SAPO, na posição ortostática observam-se mudanças quer na vista posterior quer nas laterais, indicando uma maior simetria entre hemitroncos, e mudanças nos alinhamentos verticais indicando uma maior aproximação dos 180º. Na PPE observam-se os valores da área plantar, da pressão plantar média e do centro de pressão, tendem globalmente a uma maior semelhança e simetria. Quanto à CIF também se verificou uma diminuição da restrição na participação e limitação na atividade. Conclusão: A intervenção baseada no processo de raciocínio clínico aparenta introduzir os estímulos necessários à reorganização funcional do SNC lesado, produzindo melhorias ao nível dos alinhamentos dos segmentos corporais e desta forma melhorar a atividade muscular.

Controlo directo de binário de uma máquina assíncrona trifásica

Dissertação para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica Ramo de Automação e Electrónica Industrial

Idade como fator prognóstico no câncer de mama em estádio inicial

OBJETIVO: Analisar a idade como fator prognóstico no câncer de mama em estádio clínico inicial. MÉTODOS: Estudo retrospectivo que analisou as características clínicas e a sobrevida livre de doença de 280 pacientes entre 25 e 81 anos com câncer de mama estágio clínico I e II com acompanhamento em hospital de Porto Alegre (RS), de 1995 a 2000. Dados clínicos, patológicos, tratamento e desfechos foram extraídos dos prontuários das pacientes. As pacientes foram divididas em dois grupos conforme a idade ao diagnóstico (<40 anos e >40 anos). Os dois grupos foram comparados quanto ao estágio clínico, histologia, expressão de receptores hormonais, terapia e radioterapia utilizando o teste qui-quadrado e/ou exato de Fisher e para análise de sobrevida, o teste de long-rank e método de Kaplan-Meier. RESULTADOS: Do total de 280 mulheres estudadas, 54 (19,3%) tinham até 40 anos de idade. Ambos os grupos de pacientes eram similares em estágio clínico, histologia e expressão de receptores hormonais. A proporção de pacientes com sobrevida livre de doença em seguimento de 56 meses foi significativamente maior nas pacientes acima de 40 anos (84% versus 70%). Proporcionalmente, as pacientes mais jovens receberam mais terapia adjuvante (88,8% versus 77,8%). Houve diferença significativa na probabilidade das mulheres acima de 40 anos de permanecerem livre de doença (84%), sendo mais evidente quando comparadas às pacientes com < 40 anos em estágio clínico I. CONCLUSÕES: Os achados confirmam que mulheres de até 40 anos com câncer de mama inicial apresentam um pior prognóstico. Entretanto, tal prognóstico parece não estar relacionado a maior número de casos com receptores hormonais negativos. Pacientes jovens que permaneceram livre de doença receberam mais terapia adjuvante, sugerindo efeito positivo da quimioterapia e hormonioterapia.

Leis de potência em sistemas naturais e artificiais

A Lei de Potência é uma particularidade de um sistema não linear, revelando um sistema complexo próximo da auto-organização. Algumas características de sistemas naturais e artificiais, tais como dimensão populacional das cidades, valor dos rendimentos pessoais, frequência de ocorrência de palavras em textos e magnitude de sismos, seguem distribuições do tipo Lei de Potência. Estas distribuições indicam que pequenas ocorrências são muito comuns e grandes ocorrências são raras, podendo porém verificar-se com razoável probabilidade. A finalidade deste trabalho visa a identificação de fenómenos associados às Leis de Potência. Mostra-se o comportamento típico destes fenómenos, com os dados retirados dos vários casos de estudo e com a ajuda de uma meta-análise. As Leis de Potência em sistemas naturais e artificiais apresentam uma proximidade a um padrão, quando os valores são normalizados (frequências relativas) para dar origem a um meta-gráfico.

Bancada didáctica para simulação de uma Unidade de Microgeração

Neste trabalho é desenvolvida uma bancada didáctica que permite simular o funcionamento de um sistema de microgeração. A bancada inclui uma máquina síncrona responsável pela geração de energia eléctrica acoplada a uma máquina de indução que simula a máquina primária. A máquina de indução é controlada por um sistema electrónico de controlo de potência (variador de velocidade) que permite manter constante a velocidade de rotação e consequentemente a frequência da tensão gerada pela máquina síncrona. Por sua vez, a excitação da máquina síncrona é controla por uma fonte de tensão externa. A parametrização e controlo do variador de velocidade, assim como o controlo da fonte de tensão externa, são feitos a partir dum software que corre num PC, que também monitoriza a tensão gerada pela máquina síncrona. Este software é ainda responsável pela interface com o utilizador. O software desenvolvido permite manter as características da tensão gerada pela máquina síncrona independentemente da carga imposta.