Detecção e classificação de VTCDs em sistemas de distribuição de energia elétrica usando redes neurais artificiais.

O objetivo deste trabalho é conhecer e compreender melhor os imprevistos no fornecimento de energia elétrica, quando ocorrem as variações de tensão de curta duração (VTCD). O banco de dados necessário para os diagnósticos das faltas foi obtido através de simulações de um modelo de alimentador radial através do software PSCAD/EMTDC. Este trabalho utiliza um Phase-Locked Loop (PLL) com o intuito de detectar VTCDs e realizar a estimativa automática da frequência, do ângulo de fase e da amplitude das tensões e correntes da rede elétrica. Nesta pesquisa, desenvolveram-se duas redes neurais artificiais: uma para identificar e outra para localizar as VTCDs ocorridas no sistema de distribuição de energia elétrica. A técnica aqui proposta aplica-se a alimentadores trifásicos com cargas desequilibradas, que podem possuir ramais laterais trifásicos, bifásicos e monofásicos. No desenvolvimento da mesma, considera-se que há disponibilidade de medições de tensões e correntes no nó inicial do alimentador e também em alguns pontos esparsos ao longo do alimentador de distribuição. Os desempenhos das arquiteturas das redes neurais foram satisfatórios e demonstram a viabilidade das RNAs na obtenção das generalizações que habilitam o sistema para realizar a classificação de curtos-circuitos.

Análisis de metodologías para el control de velocidad de motores asíncronos.

[ES]El objetivo de este trabajo es analizar los diferentes métodos de control de velocidad de motores asíncronos ya que es la maquina eléctrica más importante tanto en la industria como en la vida doméstica. Primero se estudian las ventajas que ofrece este tipo de motor frente a los motores de corriente continua, como el precio o el mantenimiento. Después se estudian las metodologías convencionales. Sin embargo, este tipo de métodos no son utilizados actualmente por lo que se analizaran en profundidad los métodos de control actual: control escalar y control vectorial.

Análise matemática de soluções descontínuas de leis de conservação hiperbólicas e resoluções numéricas para a captura de ondas de choque em escoamentos multifásicos em meios porosos

O processo de recuperação secundária de petróleo é comumente realizado com a injeção de água ou gás no reservatório a fim de manter a pressão necessária para sua extração. Para que o investimento seja viável, os gastos com a extração precisam ser menores do que o retorno financeiro obtido com a produção de petróleo. Objetivando-se estudar possíveis cenários para o processo de exploração, costuma-se utilizar simulações dos processos de extração. As equações que modelam esse processo de recuperação são de caráter hiperbólico e não lineares, as quais podem ser interpretadas como Leis de Conservação, cujas soluções são complexas por suas naturezas descontínuas. Essas descontinuidades ou saltos são conhecidas como ondas de choque. Neste trabalho foi abordada uma análise matemática para os fenômenos oriundos de leis de conservação, para em seguida utilizá-la no entendimento do referido problema. Foram estudadas soluções fracas que, fisicamente, podem ser interpretadas como ondas de choque ou rarefação, então, para que fossem distinguidas as fisicamente admissíveis, foi considerado o princípio de entropia, nas suas diversas formas. As simulações foram realizadas nos âmbitos dos escoamentos bifásicos e trifásicos, em que os fluidos são imiscíveis e os efeitos gravitacionais e difusivos, devido à pressão capilar, foram desprezados. Inicialmente, foi feito um estudo comparativo de resoluções numéricas na captura de ondas de choque em escoamento bifásico água-óleo. Neste estudo destacam-se o método Composto LWLF-k, o esquema NonStandard e a introdução da nova função de renormalização para o esquema NonStandard, onde obteve resultados satisfatórios, principalmente em regiões onde a viscosidade do óleo é muito maior do que a viscosidade da água. No escoamento bidimensional, um novo método é proposto, partindo de uma generalização do esquema NonStandard unidimensional. Por fim, é feita uma adaptação dos métodos LWLF-4 e NonStandard para a simulação em escoamentos trifásicos em domínios unidimensional. O esquema NonStandard foi considerado mais eficiente nos problemas abordados, uma vez que sua versão bidimensional mostrou-se satisfatória na captura de ondas de choque em escoamentos bifásicos em meios porosos.

Estudo Comparativo de Controladores Fuzzy Aplicados a um Sistema Solar Fotovoltaico.

Neste trabalho apresenta-se o modelo de um controlador baseado em Lógica Fuzzy para um sistema de energia baseado em fonte renovável solar fotovoltaica (photovoltaic - PV) multi-string em operação isolada, para o aproveitamento da máxima potência desta fonte. O sistema é composto por painéis solares, conversor CC-CC tipo elevador de tensão (boost), armazenamento por banco de baterias, inversor trifásico e carga trifásica variável. O sistema fotovoltaico foi modelado no MATLAB/Simulink de forma a representar a curva característica V-I do módulo PV, e que é baseado nos dados disponíveis em data-sheets de painéis fotovoltaicos comerciais. Outros estudos de natureza elétrica tais como o cálculo dos valores eficazes das correntes no conversor CC-CC, para avaliação das perdas, indispensáveis para o dimensionamento de componentes eletrônicos, foram realizados. O método tradicional Perturb and Observe de rastreamento do ponto de máxima potência (Maximum Power Point Tracking MPPT) de painéis foi testado e comparado com métodos que usam a Lógica Fuzzy. Devido ao seu desempenho, foi adotado o método Fuzzy que realiza o MPPT por inferência do ciclo de trabalho de um modulador por largura de pulso (Pulse Width Modulation - PWM) através da variação da potência pela variação da corrente do painel solar. O modelo Fuzzy adotado neste trabalho foi testado com sucesso. Os resultados mostraram que ele pode ser robusto e atende à aplicação proposta. Segundo alguns testes realizados, este controlador pode realizar o MPPT de um sistema PV na configuração multi-string onde alguns arranjos fotovoltaicos são usados. Inclusive, este controle pode ser facilmente adaptado para realizar o MPPT de outras fontes de energia baseados no mesmo princípio de controle, como é o caso do aerogerador.

Algumas Contribuições para Algoritmos de Controle de Filtros Ativos e Híbridos Conectados em Paralelo com Redes Elétricas Trifásicas a 3 ou a 4 Fios.

Este trabalho apresenta contribuições para algoritmos de controle utilizados em filtros ativos e híbridos conectados em redes elétricas trifásicas a 3 ou a 4 fios. Em relação aos algoritmos de controle para filtros ativos, a contribuição consiste em estender o conceito da filtragem harmônica seletiva para compensação de correntes harmônicas e desequilibradas em uma rede trifásica a 4 fios. Esses algoritmos derivam dos conceitos utilizados na teoria da potência instantânea (teoria pq), em conjunto com um circuito de sincronismo PLL. É importante ressaltar que estes algoritmos não utilizam as correntes consumidas pelas cargas, ou seja, apenas as tensões no ponto da rede onde o filtro está conectado são utilizadas para determinação das correntes harmônicas de referência. Apenas as correntes na saída do conversor são utilizadas como realimentação do controle PWM. Estes algoritmos também foram utilizados no filtro híbrido para compensação de correntes harmônicas em uma rede trifásica a 3 fios. Por fim foi feito uma alteração nesses algoritmos de controle que permite eliminar as correntes utilizadas na realimentação do controle PWM. Resultados de simulação são apresentados com objetivo de observar o comportamento desses algoritmos tanto no filtro ativo quanto no híbrido nas condições mencionadas.

Sistemas inteligentes aplicados à coordenação da proteção de sistemas elétricos industriais com relés digitais.

Atualmente existem diferentes ferramentas computacionais para auxílio nos estudos de coordenação da proteção, que permitem traçar as curvas dos relés, de acordo com os parâmetros escolhidos pelos projetistas. Entretanto, o processo de escolha das curvas consideradas aceitáveis, com um elevado número de possibilidades e variáveis envolvidas, além de complexo, requer simplificações e iterações do tipo tentativa e erro. Neste processo, são fatores fundamentais tanto a experiência e o conhecimento do especialista, quanto um árduo trabalho, sendo que a coordenação da proteção é qualificada pela IEEE Std. 242 como sendo mais uma arte do que uma ciência. Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um algoritmo genético e de um algoritmo inspirado em otimização por colônia de formigas, para automatizar e otimizar a coordenação da função de sobrecorrente de fase de relés digitais microprocessados (IEDs), em subestações industriais. Seis estudos de caso, obtidos a partir de um modelo de banco de dados, baseado em um sistema elétrico industrial real, são avaliados. Os algoritmos desenvolvidos geraram, em todos os estudos de caso, curvas coordenadas, atendendo a todas as restrições previamente estabelecidas e as diferenças temporais de atuação dos relés, no valor de corrente de curto circuito trifásica, apresentaram-se muito próximas do estabelecido como ótimo. As ferramentas desenvolvidas demonstraram potencialidade quando aplicadas nos estudos de coordenação da proteção, tendo resultados positivos na melhoria da segurança das instalações, das pessoas, da continuidade do processo e do impedimento de emissões prejudiciais ao meio ambiente.

Localização de faltas de curta duração em redes de distribuição.

O objetivo deste trabalho é contribuir com o desenvolvimento de uma técnica baseada em sistemas inteligentes que possibilite a localização exata ou aproximada do ponto de origem de uma Variação de Tensão de Curta Duração (VTCD) (gerada por uma falta) em um sistema de distribuição de energia elétrica. Este trabalho utiliza um Phase-Locked Loop (PLL) com o intuito de detectar as faltas. Uma vez que a falta é detectada, os sinais de tensão obtidos durante a falta são decompostos em componentes simétricas instantâneas por meio do método proposto. Em seguida, as energias das componentes simétricas são calculadas e utilizadas para estimar a localização da falta. Nesta pesquisa, são avaliadas duas estruturas baseadas em Redes Neurais Artificiais (RNAs). A primeira é projetada para classificar a localização da falta em um dos pontos possíveis e a segunda é projetada para estimar a distância da falta ao alimentador. A técnica aqui proposta aplica-se a alimentadores trifásicos com cargas equilibradas. No desenvolvimento da mesma, considera-se que há disponibilidade de medições de tensões no nó inicial do alimentador e também em pontos esparsos ao longo da rede de distribuição. O banco de dados empregado foi obtido através de simulações de um modelo de alimentador radial usando o programa PSCAD/EMTDC. Testes de sensibilidade empregando validação-cruzada são realizados em ambas as arquiteturas de redes neurais com o intuito de verificar a confiabilidade dos resultados obtidos. Adicionalmente foram realizados testes com faltas não inicialmente contidas no banco de dados a fim de se verificar a capacidade de generalização das redes. Os desempenhos de ambas as arquiteturas de redes neurais foram satisfatórios e demonstram a viabilidade das técnicas propostas para realizar a localização de faltas em redes de distribuição.

Derivation of a vector model for a Brushless Doubly-Fed Machine with multiple loops per nest

The paper presents a vector model for a Brushless Doubly-Fed Machine (BDFM). The BDFM has 4 and 8 pole stator windings and a nested-loop rotor cage. The rotor cage has six nests equally spaced around the circumference and each nest comprises three loops. All the rotor loops are short circuited via a common end-ring at one end. The vector model is derived based on the electrical equations of the machine and appropriate vector transformations. In contrast to the stator, there is no three phase circuit in the rotor. Therefore, the vector transformations suitable for three phase circuits can not be utilised for the rotor circuit. A new vector transformation is employed for the rotor circuit quantities. The approach presented in this paper can be extended for a BDFM with any stator poles combination and any number of loops per nest. Simulation results from the model implemented in Simulink are presented. © 2008 IEEE.

Modelling information requirements in complex engineering services

Services based around complex engineering equipment and systems provide substantial challenges in both the long-term management of the equipment and the need for guaranteed delivery of the related service. One of the challenges for an organisation providing these services is the management of the information that is required to design, deliver and subsequently assess the success of the service. To assist in this process this paper develops a model for capturing, organising and assessing information requirements for these Complex Engineering Services in which information required to support key decisions in the life cycle of the service is identified. The model – referred to as The 12-Box Model for Service Information Requirements – is embedded in a three-phase procedure for providing an assessment of information requirements of a service contract which also provides insight into the capabilities of available information systems in supporting the contract. An illustrative example examining service information in an aircraft availability contract is used to demonstrate the use of the 12-Box Model and associated assessment procedure.

Design consideration of a circular type magnetic flux pump device

As a variation of the thermally actuated flux pump and the linear type magnetic flux pump (LTMFP), the circular type magnetic flux pump (CTMFP) device is proposed to magnetize a circular shape type-II superconducting thin film and bulk. The basic concept is the same as the thermally actuated flux pump: a circularly symmetric traveling magnetic field is generated below a circular shape superconductor to increase its trapping field. However, this traveling field is created by the three phase windings instead of heating gadolinium block. Apart from the LTMFP, the three phase windings are wound concentrically instead of linearly. The speed of the traveling field is controlled by the AC frequency and the magnitude of the field is controlled by the magnitudes of AC currents. In addition, a coil with DC current is wound around the three phase windings to provide a background field. The concept design is presented in this paper. The magnetic waveforms are analysed numerically by the COMSOL 3.5a software. The impedances of the three phase windings are calculated and a corresponding circuit design is presented. This rig can be used as an advanced tool to study the flux pump behavior of a circular shape superconductor. © 2002-2011 IEEE.

The investigation of sweeping speed on the magnetization of a 2 inches diameter YBa2Cu3O7-δ thin film with the circular-type magnetic flux pump

A circular-type magnetic flux pump (CTMFP) device was built to study the flux dynamics on a 2-inch-diameter YBCO thin film. This CTMFP is composed of two CTMFP coils, with each CTMFP coil containing concentric three-phase windings and a dc winding. We connected the three-phase windings to the output of a commercial inverter. By changing the output frequency of the inverter, the sweeping speed of the circular-shaped travelling magnetic wave can be changed. The connection of the phase coils follows the forward consequence, so that the circular-shaped travelling magnetic wave travels inward to the center. The output frequency f was changed from f = 0.01 to 1000.0 Hz. The YBCO sample was sandwiched between the two CTMFP coils to experience the circular-shaped travelling magnetic wave. It was found that the increase of the flux density in the center of the film is independent of the sweeping frequency. In high frequency f = 1000.0Hz, even if the waveform had changed a lot, the increment is still the same as in low frequencies. © 2012 IEEE.

Is performance measurement and management fit for the future?

Performance measurement and management (PMM) is a management and research paradox. On one hand, it provides management with many critical, useful, and needed functions. Yet, there is evidence that it can adversely affect performance. This paper attempts to resolve this paradox by focusing on the issue of "fit". That is, in today's dynamic and turbulent environment, changes in either the business environment or the business strategy can lead to the need for new or revised measures and metrics. Yet, if these measures and metrics are either not revised or incorrectly revised, then we can encounter situations where what the firm wants to achieve (as communicated by its strategy) and what the firm measures and rewards are not synchronised with each other (i.e., there is a lack of "fit"). This situation can adversely affect the ability of the firm to compete. The issue of fit is explored using a three phase Delphi approach. Initially intended to resolve this first paradox, the Delphi study identified another paradox - one in which the researchers found that in a dynamic environment, firms do revise their strategies, yet, often the PMM system is not changed. To resolve this second paradox, the paper proposes a new framework - one that shows that under certain conditions, the observed metrics "lag" is not only explainable but also desirable. The findings suggest a need to recast the accepted relationship between strategy and PMM system and the output included the Performance Alignment Matrix that had utility for managers. © 2013 .

Gap states and microstructure of microcrystalline silicon thin films

The density of states (DOS) above Fermi level of hydrogenated microcrystalline silicon (mu c-Si H) films is correlated to the material microstructure. We use Raman scattering and infrared absorption spectra to characterize the structure of the films made with different hydrogen dilution ratios. The DOS of the films is examined by modulated photocurrent measurement. The results have been accounted for in the framework of a three-phase model comprised of amorphous and crystalline components, with the grain boundary as the third phase. We observed that the DOS increases monotonically as the grain boundary volume fractions f(gb) is increased, which indicates a positive correlation between the DOS and the grain boundary volume fraction.

Strain-induced in-plane optical anisotropy in (001) GaAs/AlGaAs superlattice studied by reflectance difference spectroscopy

In-plane optical anisotropy (IPOA) in (001) GaAs/AlGaAs superlattice induced by uniaxial strain has been investigated by reflectance difference spectroscopy (RDS). Uniaxial strain on the order of 10(-4) was introduced by bending a strip sample with a stress apparatus. The IPOA of all interband transitions shows a linear dependence on strain. The birefringence and dichroism spectra induced by strain are obtained by RDS on the basis of a three-phase model, which is in good agreement with the reported results. (c) 2006 American Institute of Physics.

Clathrate Dissociation Conditions for Methane + Tetra-n-butyl Ammonium Bromide (TBAB) + Water

Hydrate equilibrium data of the CH4 + tetra-n-butyl ammonium bromide (TBAB) + water have been measured by using the isothermal pressure search method for four components of TBAB aqueous solutions. The three-phase equilibrium lines obtained in the present study are shifted to the low-temperature or high-pressure side from that of the stoichiometric TBAB solution. Moreover, methane uptake into semi-clathrates is confirmed by a shift in the clathrate regions when methane is present. The experiments are carried out in the pressure range of (0.5 to 11) MPa and in the temperature range of (281.15 to 295.15) K.