Variable speed refrigeration system with HPF input rectifier stage

This paper is based on the analysis and implementation of a new drive system applied to refrigeration systems, complying with the restrictions imposed by the IEC standards (Harmonic/Flicker/EMI-Electromagnetic Interference restrictions), in order to obtain high efficiency, high power factor, reduced harmonic distortion in the input current and reduced electromagnetic interference, with excellent performance in temperature control of a refrigeration prototype system (automatic control, precision and high dynamic response). The proposal is replace the single-phase motor by a three-phase motor, in the conventional refrigeration system. In this way, a proper control technique can be applied, using a closed-loop (feedback control), that will allow an accurate adjustment of the desirable temperature. The proposed refrigeration prototype uses a 0.5Hp three-phase motor and an open (Belt-Drive) Bitzer IY type compressor. The input rectifier stage's features include the reduction in the input current ripple, the reduction in the output voltage ripple, the use of low stress devices, low volume for the EMI input filter, high input power factor (PF), and low total harmonic distortion (THD) in the input current, in compliance with the IEC61000-3-2 standards. The digital controller for the output three-phase inverter stage has been developed using a conventional voltage-frequency control (scalar V/f control), and a simplified stator oriented Vector control, in order to verify the feasibility and performance of the proposed digital controls for continuous temperature control applied at the refrigerator prototype. ©2008 IEEE.

Avaliação das principais t́cnicas para obtenção de MPPT de paińis fotovoltaicos

Electrical energy from photovoltaic panels (PV) has became an increasing viable alternative because of the great concern for environmental preservation and the possibility of the reduction of the conventional fuels, and this natural energy source is free, abundant and clean. In addition, Brazil is a privileged country because of the high levels of irradiation throughout its territory all over the year. Thus the exploitation of the energy from PV is one of the best alternatives to overcome the supply electrical energy issues. However, nowadays the energy conversion efficiency is low and the initial costs are high for these energy systems. Therefore, in order to increase the efficiency of these systems the extraction of the maximum power point (MPP) from PV is extremely necessary, and it is done using the maximum power point tracking (MPPT) techniques. The MPP of the PV varies non linearly with the environmental conditions and several MPPT techniques are available in literature, and this paper presents a careful comparison among the most usual techniques, doing meaningful comparisons with respect to the amount of energy extracted, PV voltage ripple, dynamic response and use of sensors, considering that the models are implemented via MatLab/Simulink®. © 2010 IEEE.

Evaluation of MPPT techniques for photovoltaic applications

This paper presents a careful evaluation among the most usual MPPT (Maximum Power Point Tracking) techniques, doing meaningful comparisons with respect to the amount of energy extracted from the photovoltaic (PV) panel, PV voltage ripple, dynamic response and use of sensors. Firstly, the MPPT and boost converter models were implemented via MatLab/Simulink®, and after a DC to DC boost converter, digitally controlled, was implemented and connected to an Agilent Solar Array simulator, in order to validate the simulation results. The algorithms are digitally developed and the main experimental results are also presented from the implemented prototype. Furthermore, the experimental dynamic results and the computed tracking factors are presented. © 2011 IEEE.

Comparative analysis of MPPT techniques for PV applications

This paper presents a careful evaluation among the most usual MPPT techniques, doing meaningful comparisons with respect to the amount of energy extracted from the photovoltaic (PV) panel, PV voltage ripple, dynamic response and use of sensors, considering that the models are first implemented via MatLab/Simulink®, and after a digitally controlled boost DC-DC converter was implemented and connected to an Agilent Solar Array simulator in order to verify the simulation results. The prototype was built, the algorithms are digitally developed and the main experimental results are also presented, including dynamic responses and the experimental tracking factor (TF) for the analyzed MPPT techniques. © 2011 IEEE.

Main maximum power point tracking strategies intended for photovoltaics

This paper presents evaluations among the most usual MPPT techniques, doing meaningful comparisons with respect to the amount of energy extracted from the photovoltaic panel (PV) (Tracking Factor - TF) in relation to the available power, PV voltage ripple, dynamic response and use of sensors. Using MatLab/Simulink® and DSpace platforms, a digitally controlled boost DC-DC converter was implemented and connected to an Agilent Solar Array E4350B simulator in order to verify the analytical procedures. The main experimental results are presented and a contribution in the implementation of the IC algorithm is performed and called IC based on PI. Moreover, the dynamic response and the tracking factor are also evaluated using a Friendly User Interface, which is capable of online program power curves and compute the TF. Finally, a typical daily insulation is used in order to verify the experimental results for the main PV MPPT methods. © 2011 IEEE.

Evaluation of the main MPPT techniques for photovoltaic applications

This paper presents evaluations among the most usual maximum power point tracking (MPPT) techniques, doing meaningful comparisons with respect to the amount of energy extracted from the photovoltaic (PV) panel [tracking factor (TF)] in relation to the available power, PV voltage ripple, dynamic response, and use of sensors. Using MatLab/Simulink and dSPACE platforms, a digitally controlled boost dc-dc converter was implemented and connected to an Agilent Solar Array E4350B simulator in order to verify the analytical procedures. The main experimental results are presented for conventional MPPT algorithms and improved MPPT algorithms named IC based on proportional-integral (PI) and perturb and observe based on PI. Moreover, the dynamic response and the TF are also evaluated using a user-friendly interface, which is capable of online program power profiles and computes the TF. Finally, a typical daily insulation is used in order to verify the experimental results for the main PV MPPT methods. © 2012 IEEE.

Paralelismo de inversores monofásicos, isolados ou em conexão com a rede, com otimização da resposta dinâmica

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

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.

Acionamento vetorial por controlador fuzzy modo deslizante de motor de indução

Este trabalho estuda a técnica de acionamento vetorial aplicado ao motor de indução trifásico (MIT), utilizando como estratégia de controle a combinação de controle fuzzy com controladores chaveados do tipo modo deslizante, em uma configuração aqui denominada de Controlador Fuzzy Modo Deslizante (FSMC – Do inglês: Fuzzy Sliding Mode Control). Um modelo dinâmico do MIT é desenvolvido em variáveis ‘d-q’ o que conduziu a um modelo eletromecânico em espaço de estados que exibe fortes não linearidades. A este modelo são aplicadas as condições de controle vetorial que permitem desacoplar o torque e o fluxo no MIT, de maneira que o seu comportamento dinâmico se assemelha àquele verificado em uma máquina de corrente contínua. Nesta condição, são implementados controladores do tipo proporcional e integral (PI) às malhas de controle de corrente e velocidade do motor, e são realizadas simulações computacionais para o rastreamento de velocidade e perturbação de carga, o que levam a resultados satisfatórios do ponto de vista dinâmico. Visando investigar o desempenho das estratégias não lineares nesta abordagem é apresentado o estudo da técnica de controle a estrutura chaveada do tipo modo deslizante. Um controlador modo deslizante convencional é implementado, onde se verifica que, a despeito do excelente desempenho dinâmico a ocorrência do fenômeno do “chettering” inviabiliza a aplicação desta estratégia em testes reais. Assim, é proposta a estratégia de controle FSMC, buscando associar o bom resultado dinâmico obtido com o controlador modo deslizante e a supressão do fenômeno do chettering, o que se atinge pela definição de uma camada de chaveamento do tipo Fuzzy. O controlador FSMC proposto é submetido aos mesmos testes computacionais que o controlador PI, conduzindo a resultados superiores a este último no transitório da resposta dinâmica, porém com a presença de erro em regime permanente. Para atacar este problema é implementada uma combinação Fuzzy das estratégias FSMC com a ação de controle PI, onde o primeiro busca atuar em regiões afastadas da superfície de chaveamento e o segundo busca introduzir o efeito da ação integral próximo à superfície. Os resultados obtidos mostram a viabilidade da estratégia em acionamento de velocidade variável que exigem elevado desempenho dinâmico.

Extração de contornos de telhado de edifícios no espaço-objeto baseada em snakes e programação dinâmica a partir de TIN/laser e imagens aéreas de alta resolução

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Utilização de metaheurísticas combinada a diferentes métodos de aglutinação para a otimização de um processo de torneamento com múltiplas respostas

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEG

Semiautomatic object-space road extraction combining a stereoscopic image pair and a TIN-Based DTM

In this letter, a semiautomatic method for road extraction in object space is proposed that combines a stereoscopic pair of low-resolution aerial images with a digital terrain model (DTM) structured as a triangulated irregular network (TIN). First, we formulate an objective function in the object space to allow the modeling of roads in 3-D. In this model, the TIN-based DTM allows the search for the optimal polyline to be restricted along a narrow band that is overlaid upon it. Finally, the optimal polyline for each road is obtained by optimizing the objective function using the dynamic programming optimization algorithm. A few seed points need to be supplied by an operator. To evaluate the performance of the proposed method, a set of experiments was designed using two stereoscopic pairs of low-resolution aerial images and a TIN-based DTM with an average resolution of 1 m. The experimental results showed that the proposed method worked properly, even when faced with anomalies along roads, such as obstructions caused by shadows and trees.

Strumenti per la valutazione dello stato conservativo e per la manutenzione programmata dei ponti della Provincia di Bologna

La tesi tratta di strumenti finalizzati alla valutazione dello stato conservativo e di supporto all'attività di manutenzione dei ponti, dai più generali Bridge Management Systems ai Sistemi di Valutazione Numerica della Condizione strutturale. Viene proposto uno strumento originale con cui classificare i ponti attraverso un Indice di Valutazione Complessiva e grazie ad esso stabilire le priorità d'intervento. Si tara lo strumento sul caso pratico di alcuni ponti della Provincia di Bologna. Su un ponte in particolare viene realizzato un approfondimento specifico sulla determinazione approssimata dei periodi propri delle strutture da ponte. Si effettua un confronto dei risultati di alcune modellazioni semplificate in riferimento a modellazioni dettagliate e risultati sperimentali.

Influence of type wave and angle of incidence on seismic bending moments in pile foundations.

[EN]When analysing the seismic response of pile groups, a vertically-incident wavefiel is usually employed even though it doesnot necessarily correspond to the worst case scenario. This work aims to study the influence of both type of seismic body wave and its angle of incidence on the dynamic response of pile foundations.

On soil-structurae interaction in large non-slender partially buried structures.

[EN]This paper addresses the seismic analysis of a deeply embedded non-slender structure hosting the pumping unit of a reservoir. The dynamic response in this type of problems is usually studied under the assumption of a perfectly rigid structure using a sub-structuring procedure (three-step solution) proposed specifically for this hypothesis.