Modelação e identificação de motor DC

O modelo matemático de um sistema real permite o conhecimento do seu comportamento dinâmico e é geralmente utilizado em problemas de engenharia. Por vezes os parâmetros utilizados pelo modelo são desconhecidos ou imprecisos. O envelhecimento e o desgaste do material são fatores a ter em conta pois podem causar alterações no comportamento do sistema real, podendo ser necessário efetuar uma nova estimação dos seus parâmetros. Para resolver este problema é utilizado o software desenvolvido pela empresa MathWorks, nomeadamente, o Matlab e o Simulink, em conjunto com a plataforma Arduíno cujo Hardware é open-source. A partir de dados obtidos do sistema real será aplicado um Ajuste de curvas (Curve Fitting) pelo Método dos Mínimos Quadrados de forma a aproximar o modelo simulado ao modelo do sistema real. O sistema desenvolvido permite a obtenção de novos valores dos parâmetros, de uma forma simples e eficaz, com vista a uma melhor aproximação do sistema real em estudo. A solução encontrada é 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 solução encontrada é avaliado através do método das somas quadráticas dos erros entre resultados obtidos através de simulação e resultados obtidos experimentalmente do sistema real.

Produção Sustentável em BT- Análise de Características de Contadores Inteligentes

A crescente necessidade de reduzir a dependência energética e a emissão de gases de efeito de estufa levou à adoção de uma série de políticas a nível europeu com vista a aumentar a eficiência energética e nível de controlo de equipamentos, reduzir o consumo e aumentar a percentagem de energia produzida a partir de fontes renováveis. Estas medidas levaram ao desenvolvimento de duas situações críticas para o setor elétrico: a substituição das cargas lineares tradicionais, pouco eficientes, por cargas não-lineares mais eficientes e o aparecimento da produção distribuída de energia a partir de fontes renováveis. Embora apresentem vantagens bem documentadas, ambas as situações podem afetar negativamente a qualidade de energia elétrica na rede de distribuição, principalmente na rede de baixa tensão onde é feita a ligação com a maior parte dos clientes e onde se encontram as cargas não-lineares e a ligação às fontes de energia descentralizadas. Isto significa que a monitorização da qualidade de energia tem, atualmente, uma importância acrescida devido aos custos relacionados com perdas inerentes à falta de qualidade de energia elétrica na rede e à necessidade de verificar que determinados parâmetros relacionados com a qualidade de energia elétrica se encontram dentro dos limites previstos nas normas e nos contratos com clientes de forma a evitar disputas ou reclamações. Neste sentido, a rede de distribuição tem vindo a sofrer alterações a nível das subestações e dos postos de transformação que visam aumentar a visibilidade da qualidade de energia na rede em tempo real. No entanto, estas medidas só permitem monitorizar a qualidade de energia até aos postos de transformação de média para baixa tensão, não revelando o estado real da qualidade de energia nos pontos de entrega ao cliente. A monitorização nestes pontos é feita periodicamente e não em tempo real, ficando aquém do necessário para assegurar a deteção correta de problemas de qualidade de energia no lado do consumidor. De facto, a metodologia de monitorização utilizada atualmente envolve o envio de técnicos ao local onde surgiu uma reclamação ou a um ponto de medição previsto para instalar um analisador de energia que permanece na instalação durante um determinado período de tempo. Este tipo de monitorização à posteriori impossibilita desde logo a deteção do problema de qualidade de energia que levou à reclamação, caso não se trate de um problema contínuo. Na melhor situação, o aparelho poderá detetar uma réplica do evento, mas a larga percentagem anomalias ficam fora deste processo por serem extemporâneas. De facto, para detetar o evento que deu origem ao problema é necessário monitorizar permanentemente a qualidade de energia. No entanto este método de monitorização implica a instalação permanente de equipamentos e não é viável do ponto de vista das empresas de distribuição de energia já que os equipamentos têm custos demasiado elevados e implicam a necessidade de espaços maiores nos pontos de entrega para conter os equipamentos e o contador elétrico. Uma alternativa possível que pode tornar viável a monitorização permanente da qualidade de energia consiste na introdução de uma funcionalidade de monitorização nos contadores de energia de determinados pontos da rede de distribuição. Os contadores são obrigatórios em todas as instalações ligadas à rede, para efeitos de faturação. Tradicionalmente estes contadores são eletromecânicos e recentemente começaram a ser substituídos por contadores inteligentes (smart meters), de natureza eletrónica, que para além de fazer a contagem de energia permitem a recolha de informação sobre outros parâmetros e aplicação de uma serie de funcionalidades pelo operador de rede de distribuição devido às suas capacidades de comunicação. A reutilização deste equipamento com finalidade de analisar a qualidade da energia junto dos pontos de entrega surge assim como uma forma privilegiada dado que se trata essencialmente de explorar algumas das suas características adicionais. Este trabalho tem como objetivo analisar a possibilidade descrita de monitorizar a qualidade de energia elétrica de forma permanente no ponto de entrega ao cliente através da utilização do contador elétrico do mesmo e elaborar um conjunto de requisitos para o contador tendo em conta a normalização aplicável, as características dos equipamentos utilizados atualmente pelo operador de rede e as necessidades do sistema elétrico relativamente à monitorização de qualidade de energia.

Estratégias de Comercialização de Potência como Medida de Eficiência Energética

A presente dissertação insere-se no âmbito da unidade curricular “ Dissertação” do 2º ano do mestrado em Engenharia Eletrotécnica – Sistemas Elétricos de Energia. Com o aumento crescente do número de consumidores de energia, é cada vez mais imperioso a adoção de medidas de racionalização e gestão dos consumos da energia elétrica. Existem diferentes tipos de dificuldades no planeamento e implementação de novas centrais produtoras de energia renovável, pelo que também por este motivo é cada vez mais importante adoção de medidas de gestão de consumos, quer ao nível dos clientes alimentados em média tensão como de baixa tensão. Desta forma será mais acessível a criação de padrões de eficiência energética elevados em toda a rede de distribuição de energia elétrica. Também a economia é afetada por uma fraca gestão dos consumos por parte dos clientes. Elevados desperdícios energéticos levam a que mais energia tenha que ser produzida, energia essa que contribui ainda mais para a elevada taxa de dependência energética em Portugal, e para o degradar da economia nacional. Coloca-se assim a necessidade de implementar planos e métodos que promovam a eficiência energética e a gestão racional de consumos de energia elétrica. Apresenta-se nesta dissertação várias propostas, algumas na forma de projetos já em execução, que visam sensibilizar o consumidor para a importância da utilização eficiente de energia e, ao mesmo tempo, disponibilizam as ferramentas tecnológicas adequadas para auxiliar a implementação dos métodos propostos. Embora os planos apresentados, sobejamente conhecidos, tenham imensa importância, a implementação nos vários consumidores de sistemas capazes de efetivamente reduzir consumos tem um papel fundamental. Equipamentos de gestão de consumos, que são apresentados nesta dissertação, permitem ao consumidor aceder diretamente ao seu consumo. Podem aceder não apenas ao consumo global da instalação mas também ao consumo específico por equipamento, permitindo perceber onde se verifica a situação mais desfavorável. Funcionalidades de programação de perfis tipo, com limitações de potência em vários períodos horários, bem como possibilidades de controlo remoto com recurso a aplicações para Smartphones permitem a redução de consumos ao nível da rede de distribuição e, desta forma, contribuir para a redução dos desperdícios e da dependência energética em Portugal. No âmbito do trabalho de dissertação é desenvolvida uma metodologia de comercialização de potência, que é apresentada nesta tese. Esta metodologia propõem que o consumidor, em função dos seus consumos, pague apenas a quantidade de potência que efetivamente necessita num certo período de tempo. Assim, o consumidor deixa de pagar uma tarifa mensal fixa associada á sua potência contratada, e passará a pagar um valor correspondente apenas à potência que efetivamente solicitou em todas as horas durante o mês. Nesta metodologia que é apresentada, o consumidor poderá também fazer uma análise do seu diagrama de cargas e simular uma alteração da sua tarifa, tarifa esta que varia entre tarifa simples, bi-horária semanal, bi-horária diária, tri-horária semanal ou tri-horária diária, de forma a perceber em qual destas pagará um menor valor pela mesma energia. De forma a que o consumidor possa perceber se haverá vantagem de uma alteração para uma potência contratada flexível, ou para uma outra tarifa associada á energia, tem ao seu dispor uma ferramenta, que em função dos seus consumos, permite retirar conclusões sobre o preço final a pagar na fatura, após cada tipo de alteração. Esta ferramenta foi validada com recurso a várias simulações, para diferentes perfis de consumidores. Desta forma, o utilizador fica a perceber que realmente pode poupar com uma potência contratada flexível, ao mesmo tempo que pode identificar-se com um perfil de simulação e, mais facilmente, perceber para que alteração tarifária pode usufruir de uma maior poupança.

A utilização do ERP Powerbill no controlo das áreas de gestão de consumos, gestão de pagamentos automáticos e gestão de facturação, na Cooperativa de Electrificação A LORD, CRL

Trabalho de Projecto apresentado ao Instituto de Contabilidade e Administração do Porto para a obtenção do grau de Mestre em Auditoria, sob orientação do Professor Luís Rodrigues (Doutor)

A piezoelectric based energy harvester interface for a CMOS wireless sensor IC

In this thesis a piezoelectric energy harvesting system, responsible for regulating the power output of a piezoelectric transducer subjected to ambient vibration, is designed to power an RF receiver with a 6 mW power consump-tion. The electrical characterisation of the chosen piezoelectric transducer is the starting point of the design, which subsequently presents a full-bridge cross-coupled rectifier that rectifies the AC output of the transducer and a low-dropout regulator responsible for delivering a constant voltage system output of 0.6 V, with low voltage ripple, which represents the receiver’s required sup-ply voltage. The circuit is designed using CMOS 130 nm UMC technology, and the system presents an inductorless architecture, with reduced area and cost. The electrical simulations run for the complete circuit lead to the conclusion that the proposed piezoelectric energy harvesting system is a plausible solution to power the RF receiver, provided that the chosen transducer is subjected to moderate levels of vibration.

Outbreak of acute Chagas disease associated with oral transmission in the Rio Negro region, Brazilian Amazon

Introduction Chagas disease is considered as emerging in the Brazilian Amazon, usually occurring in acute outbreaks. Methods We describe 17 cases of acute Chagas disease in Rio Negro, Amazonas. Results There were 15 males (average age, 31.3 years), all positive for Trypanosoma cruzi in fresh blood smear examination, and 14 positive by xenodiagnosis and PCR. The top clinical manifestations were fever, asthenia, abdominal pain, and palpitations. Electrocardiograms featured low-voltage QRS, anterosuperior divisional block, and right bundle branch block associated with anterosuperior divisional block. Conclusions All patients had consumed açaí products from Monte Alegre in the rural area around Santa Izabel do Rio Negro, Brazil.

Smart platform towards batteries analysis based on internet-of-things

This paper presents a new approach of pre-defined profiles, based in different voltage and current values, to control the charging and discharging processes of batteries in order to assess their performance. This new approach was implemented in a prototype that was specially developed for such purpose. This prototype is a smart power electronics platform that allows to perform batteries analysis and to control the charging and discharging processes through a web application using pre-defined profiles. This platform was developed aiming to test different batteries technologies. Considering the relevance of the energy storage area based in batteries, especially for the batteries applied to electric mobility systems, this platform allows to perform controlled tests to the batteries, in order to analyze the batteries performance under different scenarios of operation. Besides the results obtained with the batteries, this work also intends to produce results that can contribute to an involvement in the strengthening of the Internet-of-Things.

High performance electromechanical actuators based on ionic liquid/poly(vinylidene fluoride)

Due to the increasing need of low voltage actuators, independent from electrochemical processes, electroactive actuators based on poly(vinylidene fluoride) composites with 10, 25 and 40 % of 1-ethyl-3-methylimidazolium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide, [C2mim] [NTf2], ionic liquid are prepared by solvent casting and melting. We show that the charge structure of [C2mim] [NTf2] induces the complete piezoelectric -phase crystallization of the PVDF within the composite and decreases its crystallinity fraction significantly. [C2mim] [NTf2] also works as a plasticizer of PVDF, reducing the elastic modulus down to 12 % of the initial value. Moreover, the composites show significant displacement and bending under applied voltages of 2, 5 and 10 Vpp. The displacement and bending of the composite membranes are also evaluated as a function of [C2mim] [NTf2] content and sample thickness. Increasing amounts of ionic liquid result in larger deformations independently of the applied voltage.

Simulation of OWES with five-Level converter linked to the grid: Harmonic assessment

This paper deals with a computing simulation for an offshore wind energy system taking into account the influence of the marine waves action throughout the floating platform. The wind energy system has a variable-speed turbine equipped with a permanent magnet synchronous generator and a full-power five level converter, injecting energy into the electric grid through a high voltage alternate current link. A reduction on the unbalance of the voltage in the DC-link capacitors of the five-level converter is proposed by a strategic selection of the output voltage vectors. The model for the drive train of the wind energy system is a two mass model, including the dynamics of the floating platform. A case study is presented and the assessment of the quality of the energy injected into the electric grid is discussed.

Biological markers in noninvasive brain stimulation trials in major depressive disorder: a systematic review

Objectives: The therapeutic effects of transcranial magnetic stimulation (TMS) and transcranial direct current stimulation in patients with major depression have shown promising results; however, there is a lack of mechanistic studies using biological markers (BMs) as an outcome. Therefore, our aim was to review noninvasive brain stimulation trials in depression using BMs. Methods: The following databases were used for our systematic review: MEDLINE, Web of Science, Cochrane, and SCIELO. We examined articles published before November 2012 that used TMS and transcranial direct current stimulation as an intervention for depression and had BM as an outcome measure. The search was limited to human studies written in English. Results: Of 1234 potential articles, 52 articles were included. Only studies using TMS were found. Biological markers included immune and endocrine serum markers, neuroimaging techniques, and electrophysiological outcomes. In 12 articles (21.4%), end point BM measurements were not significantly associated with clinical outcomes. All studies reached significant results in the main clinical rating scales. Biological marker outcomes were used as predictors of response, to understand mechanisms of TMS, and as a surrogate of safety. Conclusions: Functional magnetic resonance imaging, single-photon emission computed tomography, positron emission tomography, magnetic resonance spectroscopy, cortical excitability, and brain-derived neurotrophic factor consistently showed positive results. Brain-derived neurotrophic factor was the best predictor of patients’ likeliness to respond. These initial results are promising; however, all studies investigating BMs are small, used heterogeneous samples, and did not take into account confounders such as age, sex, or family history. Based on our findings, we recommend further studies to validate BMs in noninvasive brain stimulation trials in MDD.

Facilitative effects of bi-hemispheric tDCS in cognitive deficits of Parkinson Disease patients

Parkinson’s disease (PD) is a progressive neurodegenerative disorder, primarily characterized by motor symptoms such as tremor, rigidity, bradykinesia, stiffness, slowness and impaired equilibrium. Although the motor symptoms have been the focus in PD, slight cognitive deficits are commonly found in non-demented and non-depressed PD patients, even in early stages of the disease, which have been linked to the subsequent development of pathological dementia. Thus, strongly reducing the quality of life (QoL). Both levodopa therapy and deep brain stimulation (DBS) have yield controversial results concerning the cognitive symptoms amelioration in PD patients. That does not seems to be the case with transcranial direct current stimulation (tDCS), although better stimulation parameters are needed. Therefore we hypothesize that simultaneously delivering cathodal tDCS (or ctDCS), over the right prefrontal cortex delivered with anodal tDCS (or atDCS) to left prefrontal cortex could be potentially beneficial for PD patients, either by mechanisms of homeostatic plasticity and by increases in the extracellular dopamine levels over the striatum.

[Letter to the editor] Sustained effects of a neural-based intervention in a refractory case of Tourette syndrome

There are only a few treatments available for Tourette syndrome (TS). These treatments frequently do notwork in patients with moderate to severe TS [1]. Neuroimaging studies show a correlation between tics severity and increased activation over motor pathways, along with reduced activation over the control areas of the cortico-striato-thalamo-cortical circuits [2]. Moreover, the temporal pattern of tic generation suggests that cortical activation especially in the SMA precedes subcortical activation [3]. Following this assumption, here we explored the brain effects of 10-daily sessions of cathodal transcranial Direct Current Stimulation (tDCS) delivered over the pre-SMA in a patient with refractory and severe TS and also assessed whether those changes were long lasting (up to 6 months).

Hemispheric dorsolateral prefrontal cortex lateralization in the regulation of empathy for pain

The dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC) is involved in the cognitive appraisal and modulation of the pain experience. In this sham-controlled study, with healthy volunteers, we used bi-hemispheric transcranial direct current stimulation (tDCS) over the DLPFC to assess emotional reactions elicited by pain observation. Left-cathodal/right-anodal tDCS decreased valence and arousal evaluations compared to other tDCS conditions. Compared to sham condition, both left-cathodal/right-anodal and left-anodal/right-cathodal tDCS decreased hostility, sadness and self-pain perception. These decreased sensations after both active tDCS suggest a common role for left and right DLPFC in personal distress modulation. However, the differences in arousal and valence evaluations point to distinct roles of lateralized DLPFC in cognitive empathy, probably through distinct emotion regulation mechanisms.

Operation modes for the electric vehicle in smart grids and smart homes : present and proposed modes

This paper presents the main operation modes for an electric vehicle (EV) battery charger framed in smart grids and smart homes, i.e., are discussed the present-day and are proposed new operation modes that can represent an asset towards EV adoption. Besides the well-known grid to vehicle (G2V) and vehicle to grid (V2G), this paper proposes two new operation modes: Home-to-vehicle (H2V), where the EV battery charger current is controlled according to the current consumption of the electrical appliances of the home (this operation mode is combined with the G2V and V2G); Vehicle-for-grid (V4G), where the EV battery charger is used for compensating current harmonics or reactive power, simultaneously with the G2V and V2G operation modes. The vehicle-to-home (V2H) operation mode, where the EV can operate as a power source in isolated systems or as an off-line uninterruptible power supply to feed priority appliances of the home during power outages of the electrical grid is presented in this paper framed with the other operation modes. These five operation modes were validated through experimental results using a developed 3.6 kW bidirectional EV battery charger prototype, which was specially designed for these operation modes. The paper describes the developed EV battery charger prototype, detailing the power theory and the voltage and current control strategies used in the control system. The paper presents experimental results for the various operation modes, both in steady-state and during transients.

Co-administration of Apelin and T4 Protects Inotropic and Chronotropic Changes Occurring in Hypothyroid Rats

AbstractBackground:One of the most important thyroid hormone targets is the cardiovascular system. Hemodynamic changes, such as decreased resting heart rate (HR), myocardial contractility, and cardiac output, and increased diastolic pressure and systemic vascular resistance, have been observed in hypothyroid patients. Moreover, in these patients, ECG changes include sinus bradycardia and low voltage complexes (P waves or QRS complexes).Objective:This study aimed at evaluating the prophylactic effect of apelin on HR changes and QRS voltage that occur in propylthiouracil (PTU)-induced hypothyroid rats.Method:In this study, 48 adult male Wistar rats weighing 170-235g were randomly divided into 6 groups: Control group (normal saline ip injection + tap water gavage); P group (PTU 0.05%, in drinking water); A group (apelin 200 µg.kg-1.day-1, ip); PA group [co-administration of PTU and apelin]; PT group [co-administration of PTU + T4 (0.2 mg/g per day, gavage)]; and PAT group (co-administration of PTU, apelin and T4). All experiments were performed for 28 consecutive days, and then the animals were anesthetized with an ip injection of ketamine (80 mg/kg) and xylazine (12 mg/kg). Lead II electrocardiogram was recorded to calculate HR and QRS voltage.Results:Heart rate and QRS voltage increased more significantly in the hypothyroid group that consumed both apelin and T4 (201 ± 4 beat/min, 0.71 ± 0.02 mv vs. hypothyroid 145 ± 9 beat/min, 0.563 ± 0.015 mv; respectively).Conclusion:The co-administration of apelin and T4 showed a protective effect on QRS voltage and HR in PTU‑induced hypothyroid rats.