A PV panel simulator based on a two quadrant DC/DC power converter with a sliding mode controller

The use of a solar photovoltaic (PV) panel simulator can be a valued tool for the design and evaluation of the several components of a photovoltaic system. This simulator is based on power electronic converter controlled in such a way that will behave as a PV panel. Thus, in this paper a PV panel simulator based on a two quadrant DC/DC power converter is proposed. This topology will allow to achieve fast responses, like suddenly changes in the irradiation and temperature. To control the power converter it will be used a fast and robust sliding mode controller. Therefore, with the proposed system I-V curve simulation of a PV panel is obtained. Experimental results from a laboratory prototype are presented in order to confirm the theoretical operation.

Matrix converter as unified power flow controller: design and implementation of decoupled direct power controllers

This paper presents the design and implementation of direct power controllers for three-phase matrix converters (MC) operating as Unified Power Flow Controllers (UPFC). Theoretical principles of the decoupled linear power controllers of the MC-UPFC to minimize the cross-coupling between active and reactive power control are established. From the matrix converter based UPFC model with a modified Venturini high frequency PWM modulator, decoupled controllers for the transmission line active (P) and reactive (Q) power direct control are synthesized. Simulation results, obtained from Matlab/Simulink, are presented in order to confirm the proposed approach. Results obtained show decoupled power control, zero error tracking, and fast responses with no overshoot and no steady-state error.

SI SC MDAC switched current-capacitor multiplying digital-to-analog converter

Dissertação apresentada para a obtenção do grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica e de Computadores

A rule-based grapheme-to-phone converter for TTS systems in european portuguese

In this paper, a linguistically rule-based grapheme-to-phone (G2P) transcription algorithm is described for European Portuguese. A complete set of phonological and phonetic transcription rules regarding the European Portuguese standard variety is presented. This algorithm was implemented and tested by using online newspaper articles. The obtained experimental results gave rise to 98.80% of accuracy rate. Future developments in order to increase this value are foreseen. Our purpose with this work is to develop a module/ tool that can improve synthetic speech naturalness in European Portuguese. Other applications of this system can be expected like language teaching/learning. These results, together with our perspectives of future improvements, have proved the dramatic importance of linguistic knowledge on the development of Text-to-Speech systems (TTS).

Projecto e implementação de uma fonte de alta tensão para produção de descargas eléctricas

O objetivo deste trabalho consistiu em projetar, construir e testar um protótipo em laboratório de uma fonte de alimentação de alta tensão que permita descargas elétricas {estáveis e de dimensões reduzidas}, de modo a que possa ser utilizada, dada a sua essencialidade, na fabricação de redes de período longo (LPG) em fibra ótica nos chamados turning points. Estes são pontos de elevada sensibilidade, fundamentais no desenvolvimento tecnológico de sensores em fibra ótica, em particular, de sensores refractométricos. O protótipo da fonte de alimentação é composto por um regulador do tipo BUCK, um inversor para alimentação do transformador de alta tensão, o circuito de realimentação e controlo PWM e um microcontrolador para o comando da fonte. Posteriormente procedeu-se à otimização dos parâmetros de descarga, o que conduziu a fabricação de redes de período longo com períodos inferiores a 150 micrómetros. Este é um resultado sem paralelo a nível internacional no que concerne ao uso da técnica do arco elétrico.

Modelamento e simulação de um sistema inversor trifásico para injeção de energia na rede de distribuição a partir de fontes renováveis do tipo FV

Este trabalho baseia se na necessidade de aumentar as fontes renováveis de energia, reduzindo assim a dependência de fontes não renováveis, principalmente as poluentes como as de provenientes de combustíveis fosseis. A fonte de energia renovável explorada neste trabalho é a advinda de energia solar, com a utilização de painéis solares e métodos de extração para converter esta energia em energia elétrica e assim poder utilizar esta energia de forma eficiente. A energia produzida por painéis fotovoltaicos se apresenta em forma de corrente continua, tendo assim a necessidade do uso de conversores CC-CA, ou ditos inversores de tensão, para utilização da mesma, já que a maioria do equipamentos que utilizam energia elétrica são construídos em forma a serem abastecidos com energia elétrica em corrente alternada. Como este trabalho foca na injeção da energia produzida pelos painéis FV na rede de distribuição de baixa tensão, faz se necessário o uso de um PLL para garantir que o sistema inversor esteja em sincronismo com a rede de distribuição e possa garantir a entrega de energia ativa. Por fim mas não menos importante, é utilizado neste projeto técnicas de MPPT para garantir um maior aproveitamento da energia proveniente dos painéis FV, ajudando assim a melhorar a eficácia deste tipo de energia, sendo mais fiável e viável.

Inquérito sorológico da infecção pelo Echinococcus sp no município de Sena Madureira, AC

Foi realizado no município de Sena Madureira, Acre, um inquérito soroepidemiológico para avaliar o contato de indivíduos com o Echinococcus sp. Escolheu-se duas populações distintas, uma residente na área urbana e a outra na área rural do município, distribuída em comunidades ribeirinhas da região. Foram avaliados no total 1.064 indivíduos, dos quais 851 pertencentes à área urbana e 213 à área rural. O estudo foi dividido em duas partes: inquérito sorológico, no qual foram coletadas e enviadas amostras de sangue ao Laboratório de Sorologia do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto da Universidade de São Paulo, onde foram realizados os testes imunológicos pela técnica de contraimunoeletroforese; inquérito epidemiológico para avaliação individual, além de as condições de moradia e hábitos dos indivíduos. A prevalência sorológica na área rural foi 6%, enquanto na urbana fomos 3,5%. A prevalência geral foi 4%. Quando analisada a possibilidade da existência de outros hospedeiros intermediários no ciclo do Echinococcus vogeli, foram encontrados resultados que sugerem ser o porco doméstico o mais provável.

Prevalência da infecção pelo vírus linfotrópico humano de células T e fatores de risco associados à soropositividade em doadores de sangue da cidade de Rio Branco, AC, Brasil (1998-2001)

Para cada doador de sangue soropositivo (ELISA, Abbott®) para HTLV-I/II, de dezembro de 1998 a março de 2001, também foram selecionados dois soronegativos. As amostras séricas foram re-testadas pelo ELISA (Murex®) e aquelas que permaneceram soropositivas foram testadas pelo Western Blot e pela PCR. Das 11.121 amostras séricas, 73 (0,66%) foram positivas (Abbott®), mas somente 12 (0,11%) permaneceram positivas (Murex®), enquanto que as 146 soronegativas foram confirmadas, apesar de ser sofrível o índice de concordância entre os dois ELISA. O Western Blot confirmou as 12 amostras como soropositivas: 8 (0,07%) HTLV-I; duas (0,02%) HTLV-II e duas (0,02%) indeterminadas - sendo pela PCR uma pelo HTLV-I e a outra pelo HTLV-II. Em conclusão, nessa população da Amazônia Ocidental foi muito baixa a soroprevalência de HTLV-I/II, apesar de ser esperada maior prevalência do HTLV-II devido a grande miscigenação racial indígena.

Um modelo de avaliação da eficiência de gestão de projectos: caso de estudo EDP Distribuição

No mercado energético, o tema eficiência tem-se tornado um pilar fundamental na obtenção de valor estratégico para as organizações deste negócio. Este foco tem muito que ver com as alterações que este mercado tem vindo a sofrer nos últimos anos com a mudança de mercado regulado para um mercado liberalizado. Permitir que novos players entrem no mercado e com eles novas formas de executar o negócio, tem aumentado a competividade entre as várias or-ganizações no ramo da electricidade. Consequentemente, essas organizações focam-se cada vez mais na eficiência, produzindo o mesmo mas utilizando menos recursos, promovendo, em simultâneo, uma maior satisfação dos seus clientes. Paralelamente, as organizações na última década têm-se virado cada vez mais para a gestão de projectos, percebendo que através dela podem concretizar valor estratégico mais facilmente, com menor redundância. Assim, muitas organizações vivem actualmente em ambientes de multi-projecto, em que as iniciativas dos diferentes projectos são inúmeras e na maioria das vezes não existe capital suficiente para as satisfazer na totalidade. Perceber quais os projectos que acrescentam maior valor à organização torna-se fundamental. Neste contexto, a presente dissertação visa avaliar a eficiência na gestão de um tipo de projec-tos da EDP Distribuição, utilizando o método matemático Data Envelopment Analysis (DEA). Com este método avaliou-se a capacidade que a organização tem em converter inputs em out-puts nos projectos de telecomando da rede de distribuição que levou a cabo durante o ano de 2013. Após um estudo sobre gestão de projectos e da análise DEA, analisou-se a melhor forma de aplicar o método DEA em empresas de electricidade, especificando-se as variáveis do modelo que traduzem melhor o processo a avaliar. Pretende-se fornecer resultados específicos sobre como a organização pode melhorar os seus processos na gestão de projectos de telecomando indicando onde, como e em quanto a empresa é ineficiente, identificando adicionalmente ac-ções de melhoria.

Limitações dos sistemas de transmissão AC quando aplicados a parques eólicos offshore

De modo a garantir as metas propostas pela União Europeia de diminuição de emissão de gases poluentes, alguns países membros apostaram na tecnologia eólica offshore. Com a evolução tecnológica, estes países pretendem aumentar as potências instaladas nos parques eólicos offshore, garantindo a sua otimização ao estarem em águas profundas, tendo assim um maior aproveitamento do potencial eólico. Com esta dissertação, realizou-se um estudo para analisar, sob o ponto de vista de modelos, as limitações dos sistemas de transmissão em HVAC (High Voltage Alternating Current) quando estabelecidos em cabos submarinos. Os mecanismos dos sistemas de alimentação em HVAC, na forma tradicional (linhas aérea), são confrontados com condicionalismos. Este tipo de infraestrutura submarina impõe restrições, pelo simples facto dos parâmetros de capacidade e indutância serem bastante significativos, que para uma situação de trânsito de energia, inviabilizam o transporte de energia, devido ao elevado consumo de potência reativa, bem como os seus custos extremamente elevados. Assim, os sistemas de alimentação em HVAC quando aplicados a parques eólicos offshore apresentam limitações. O recurso à tecnologia HVDC (High Voltage Direct Current), poderá ser a solução que se revela mais adequada para os sistemas de transmissão de energia associados aos parques eólicos offshore. Para além dos fatores técnicos é fundamental considerar os custos associados à construção e exploração do parque eólico, sendo fundamental analisar todos os dados relacionados com o projeto.

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.

Analysis and implementation of a multi-ratio switched capacitor DC-DC converter for a supercapacitor power supply

An energy harvesting system requires an energy storing device to store the energy retrieved from the surrounding environment. This can either be a rechargeable battery or a supercapcitor. Due to the limited lifetime of rechargeable batteries, they need to be periodically replaced. Therefore, a supercapacitor, which has ideally a limitless number of charge/discharge cycles can be used to store the energy; however, a voltage regulator is required to obtain a constant output voltage as the supercapacitor discharges. This can be implemented by a Switched-Capacitor DC-DC converter which allows a complete integration in CMOS technology, although it requires several topologies in order to obtain a high efficiency. This thesis presents the complete analysis of four different topologies in order to determine expressions that allow to design and determine the optimum input voltage ranges for each topology. To better understand the parasitic effects, the implementation of the capacitors and the non-ideal effect of the switches, in 130 nm technology, were carefully studied. With these two analysis a multi-ratio SC DC-DC converter was designed with an output power of 2 mW, maximum efficiency of 77%, and a maximum output ripple, in the steady state, of 23 mV; for an input voltage swing of 2.3 V to 0.85 V. This proposed converter has four operation states that perform the conversion ratios of 1/2, 2/3, 1/1 and 3/2 and its clock frequency is automatically adjusted to produce a stable output voltage of 1 V. These features are implemented through two distinct controller circuits that use asynchronous time machines (ASM) to dynamically adjust the clock frequency and to select the active state of the converter. All the theoretical expressions as well as the behaviour of the whole system was verified using electrical simulations.

Study of AC losses in medium-sized high temperature superconducting coils

The study of AC losses in superconducting pancake coils is of utmost importance for the development of superconducting devices. Due to different technical difficulties this study is usually performed considering one of two approaches: considering superconducting coils of few turns and studying AC losses in a large frequency range vs. superconducting coils with a large number of turns but measuring AC losses only in low frequencies. In this work, a study of AC losses in 128 turn superconducting coils is performed, considering frequencies ranging from 50 Hz till 1152 Hz and currents ranging from zero till the critical current of the coils. Moreover, the study of AC losses considering two different simultaneous harmonic components is also performed and results are compared to the behaviour presented by the coils when operating in a single frequency regime. Different electrical methods are used to verify the total amount of AC losses in the coil and a simple calorimetric method is presented, in order to measure AC losses in a multi-harmonic context. Different analytical and numerical methods are implemented and/or used, to design the superconducting coils and to compute the total amount of AC losses in the superconducting system and a comparison is performed to verify the advantages and drawbacks of each method.

Comprehensive comparison of a current-source and a voltage-source converter for three-phase EV fast battery chargers

This paper presents a comprehensive comparison of a current-source converter and a voltage-source converter for three-phase electric vehicle (EV) fast battery chargers. Taking into account that the current-source converter (CSC) is a natural buck-type converter, the output voltage can assume a wide range of values, which varies between zero and the maximum instantaneous value of the power grid phase-to-phase voltage. On the other hand, taking into account that the voltage-source converter (VSC) is a natural boost-type converter, the output voltage is always greater than the maximum instantaneous value of the power grid phase-to-phase voltage, and consequently, it is necessary to use a dc-dc buck-type converter for applications as EV fast battery chargers. Along the paper is described in detail the principle of operation of both the CSC and the VSC for EV fast chargers, as well as the main equations of the power theory and current control strategies. The comparison between both converters is mainly established in terms of the total harmonic distortion of the grid current and the estimated efficiency for a range of operation between 10 kW and 50 kW.

Three-phase three-level current-source converter for EVs fast battery charging systems

This paper presents a three-phase three-level fast battery charger for electric vehicles (EVs) based in a current-source converter (CSC). Compared with the traditional voltage-source converters used for fast battery chargers, the CSC can be seen as a natural buck-type converter, i.e., the output voltage can assume a wide range of values, which varies between zero and the maximum instantaneous value of the power grid phase-to-phase voltage. Moreover, using the CSC it is not necessary to use a dc-dc back-end converter in the battery side, and it is also possible to control the grid current in order to obtain a sinusoidal waveform, and in phase with the power grid voltage (unitary power factor). Along the paper is described in detail the proposed CSC for EVs fast battery charging systems: the circuit topology, the power control theory, the current control strategy and the grid synchronization algorithm. Several simulation results of the EV fast battery charger operating with a maximum power of 50 kW are presented.