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Dissertations / Theses on the topic 'Dispositivo eletromecânico'
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Araújo, André Falcão de. "Modelagem e simulação de um dispositivo eletromecânico para módulo de retenção mecânica de contatores." Florianópolis, SC, 2011. http://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/95826.
Full textAbstract:
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2011Made available in DSpace on 2012-10-26T06:17:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 295365.pdf: 16526207 bytes, checksum: 64788183be3bea675cde3630533678e9 (MD5)
Os contatores são amplamente empregados na indústria para manobra dos mais diversos tipos de equipamentos elétricos, onde servem de interface entre o equipamento de controle e as cargas comandadas. Entretanto, durante eventos transientes na tensão de alimentação, os contatores são identificados como os pontos fracos em muitos processos industriais, chegando muitas vezes a causar a interrupção do sistema. Para prover um funcionamento seguro, um acessório de retenção é comumente acoplado ao contator. Através de um mecanismo de retenção mecânica, este dispositivo eletromecânico mantém o contator em sua posição "ligado" na ausência de tensão de comando e através de um atuador magnético, permite o comando de desarme à distância, liberando o contator que retorna à sua posição "desligado". O presente trabalho trata da modelagem e simulação dinâmica do funcionamento do dispositivo eletromecânico que compõe o acessório para contatores comercialmente chamado de Módulo de Retenção Mecânica, embasado pela apresentação das fases iniciais do processo de desenvolvimento. Apresentam-se o resumo do benchmarking de produtos da concorrência e os requisitos de projeto elencados, além de algumas considerações da fase do projeto informacional e preliminar. Apresentam-se a modelagem e a simulação da força eletromagnética do atuador de desarme empregado, que é validada através de medições. Empregando o resultado anterior, realiza-se também a simulação dinâmica do modelo desenvolvido para o mecanismo de retenção. São apresentados também os leiautes preliminares e o leiaute funcional desse mecanismo. A fim de melhor representar a situação real, um modelo simplificado de contator também desenvolvido no presente trabalho é acoplado ao modelo do mecanismo durante a simulação dinâmica. Na etapa de desenvolvimento, alguns passos sistemáticos foram seguidos, conforme sugerido nas bibliografias de projeto integrado de produtos, e que resultaram na definição de requisitos de projeto mais completos. Na sequencia, tais requisitos foram confrontados com os resultados da simulação, o que permite concluir que o acessório de retenção mecânica desenvolvido cumpre os requisitos de projeto elencados e atende os objetivos iniciais do trabalho. Apesar desse relativo sucesso, identificam-se possibilidades de aperfeiçoamento através do emprego de métodos sistemáticos durante a etapa de geração de leiautes alternativos da concepção. Espera-se que tais métodos sistemáticos quando aplicados também na fase de projeto preliminar, contribuam no processo e sejam efetivos, principalmente quando a complexidade e o número de peças do mecanismo desenvolvido sejam superiores em relação ao apresentado no presente trabalho. As práticas adotadas no presente trabalho, principalmente relativas à parte de projeto informacional, contribuíram significativamente para a empresa, e foram prontamente absorvidas às práticas correntes de desenvolvimento. Atualmente elaboram-se as especificações de projeto e desenvolvem-se os produtos com base em decisões conjuntas de um grupo de apoio e atenta-se para a necessidade de aplicar a metodologia de projeto nas demais fases do processo de desenvolvimento de produtos.
Contactors are widely used in industry for switching of various types of electrical equipment, where they serve as an interface between control equipment and the loads to be switched. However, during transient events in the supply voltage, contactors are identified as the drawback in many industrial processes, often causing the system interruption. To provide reliable operation, a latching accessory is commonly used in combination with the contactor. Due to its mechanical latching mechanism, this electromechanical device keeps the contactor in its "on" position in the absence of control voltage and, due to a magnetic actuator, allows the remote control of the ensemble, switching the contactor that returns to its "off" position. This text focus on a modeling and dynamic simulation work for the mechanical latch block for contactors, which is grounded by the presentation of the initial phases of the product development process. It presents the product benchmarking and the design requirements listed, in addition to present some considerations taken in the informational and embodiment phases. It presents the modeling and simulation of the electromagnetic force of the actuator and the measurements to validate the results. Using the previous result, the dynamic behavior of the model developed for the latch mechanism is simulated. It's also presented the preliminary lay-outs that were done and helped to obtain the functional lay-out for this mechanism. In order to obtain a better representation, a simplified contactor model has also been developed and then coupled to the latch mechanism in the dynamic simulation. In the development phase, some systematic steps were followed, as suggested in the references of methodology for process project, which resulted in the definition of more complete project requirements. These requirements were compared with simulation results, which showed that the mechanical latch accessory developed meets the design requirements listed, which means the initial targets were accomplished. Besides of these accomplishments, it's identified opportunities for improvement if more systematic methods were applied for the phase of generating alternative lay-outs for the concept. It is expected that such systematic project methods, when applied to the embodiment phase, can contribute in the process and can be effective, especially when the complexity and number of parts of the developed mechanism is larger than the one presented in this work. The practices adopted in this work, mainly on the informational phase of the process project, have brought a significant contribution to the company and were readily absorbed into the current development practicing. Currently, the company develops design specifications and develops products based on a common decision of a support group and identifies the need to implement the project methodology in other phases of product development.
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SANTOS, Ruy Sidney Nascimento dos. "Ensaios mecânico e aplicação da lógica fuzzy para avaliação do canote do garfo." Universidade Federal do Pará, 2010. http://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/2636.
Full textAbstract:
Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2012-04-18T17:36:57Z
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license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5)Approved for entry into archive by Edisangela Bastos(edisangela@ufpa.br) on 2012-04-18T17:52:56Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertacao_EnsaiosMecanicoAplicacao.pdf: 915457 bytes, checksum: 549e330c9d8d30e626c5a6d997a5f69f (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5)
Made available in DSpace on 2012-04-18T17:52:56Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertacao_EnsaiosMecanicoAplicacao.pdf: 915457 bytes, checksum: 549e330c9d8d30e626c5a6d997a5f69f (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Previous issue date: 2010
A inovação tecnológica tem sido um dos fatores fundamentais que levam grandes empresas a permanecerem no topo do ranking mundial do mercado globalizado, de acordo com o avanço tecnológico o setor de engenharia tem buscado soluções que ofereçam resultados positivos em prol do crescimento de sua empresa ou organização. Métodos de simulação para avaliação do comportamento mecânico de produtos submetidos a cargas estáticas e cargas dinâmicas são extremamente necessárias para redução dos custos de fabricação dos produtos. O uso de ensaios mecânicos e virtuais é de vital importância para avaliação do produto. O presente trabalho teve como objetivo a utilização da lógica fuzzy em um produto chamado canote do garfo da bicicleta, onde foi analisado além do grau de pertinência variado entre 0 e 1, o grau de veracidade também variado entre 0 e 1, tendo como foco principal o comportamento do produto canote do garfo e sua validação.
Technological innovation has been one of the fundamental factors that drive major companies to stay atop the world ranking of global market, according to the technological advance the engineering sector has sought solutions that provide positive results for growth of your company or organization. Simulation methods for evaluating the mechanical behavior of products subjected to static loads and dynamic loads are extremely necessary to reduce the costs of manufacturing products. The use of mechanical and virtual is vital in evaluating the product. This study aimed to use fuzzy logic in a product called seatpost of the bicycle fork, where it was considered beyond the degree of membership varied between 0 and 1, the degree of accuracy also varied between 0 and 1, with the main focus of the behavior of the fork and seatpost product validation.
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Napolitano, Flavio. "Projeto de uma celula de carga para aplicação em suspensões veiculares." [s.n.], 2000. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/265216.
Full textAbstract:
Orientador: Robson PederivaDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia Mecanica
Made available in DSpace on 2018-07-27T04:58:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Napolitano_Flavio_M.pdf: 6939786 bytes, checksum: fac37a8262e23e973d8467ffb9b189a8 (MD5) Previous issue date: 2000
Resumo: Este trabalho apresenta o projeto de uma célula de carga para aplicação em suspensões veiculares, parte integrante de um Dispositivo Automático de Pesagem - DAP. O projeto desta célula de carga foi concebido a partir da teoria de flexão de placas circulares carregadas simetricamente com relação ao centro. Consequentemente, obtiveram-se as equações de tensões máximas no centro da placa e suas direções principais, que foram utilizadas no cálculo da geometria da célula de carga. Fez-se um projeto inicial da célula de carga, sem o efeito do assento esférico da região de aplicação da força, utilizando-se os conceitos teóricos e comparando os resultados com os obtidos pelo programa ANSYS. O projeto :final inclui o efeito do assento esférico, sendo que as diferenças entre os resultados da análise experimental e modelagem numérica confirmaram a correta escolha da geometria da célula de carga. Finalmente, fez-se um estudo da célula de carga trabalhando com uma força aplicada com pequenos desvios em relação à direção nominal, possibilidade mais próxima da realidade para aplicação em veículos
Abstract: The project of the load cell for application in vehicular suspension, as a part of an Automatic Weighting System is presented. The project of this load cell was conceived trom bending theory of circular plate loaded symmetrically related with the center. Consequently were obtained the equations of maximum tensions in the center of the plate, and the principal directions that was used to determine the load cell's geometry. The initial project of the load cell was done without the spherical angel effect, region of load application. It was used theoretical concepts and compared the results with the others obtained by ANSYS programme. In the final project was inc1uded the spherical angel effect. The difference between experimental analyze and numerical modeling confirm the right chose of the load cell's geometry. Finally, it was studied the load cell working with load applied with small diversion related with the nominal direction. This is the nearest possibility to the reality in vehicle application
Mestrado
Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico
Mestre em Engenharia Mecânica
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Alves, João Rafael [UNESP]. "Análise dinâmica de um sistema de isolamento de vibrações por dispositivos eletromecânicos." Universidade Estadual Paulista (UNESP), 2017. http://hdl.handle.net/11449/149856.
Full textAbstract:
Submitted by João Rafael Alves null (joao.rafa.alves@gmail.com) on 2017-03-21T02:27:39Z
No. of bitstreams: 1
Dissertação_15mar2017_Final.pdf: 12263333 bytes, checksum: d28726f4d986b72238323c581149a148 (MD5)Approved for entry into archive by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br) on 2017-03-22T14:09:27Z (GMT) No. of bitstreams: 1 alves_jr_me_bauru.pdf: 12263333 bytes, checksum: d28726f4d986b72238323c581149a148 (MD5)
Made available in DSpace on 2017-03-22T14:09:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 alves_jr_me_bauru.pdf: 12263333 bytes, checksum: d28726f4d986b72238323c581149a148 (MD5) Previous issue date: 2017-01-31
Quatro configurações de circuito elétrico são estudadas como opções de ligação em dispositivos eletromecânicos: puramente resistivo, RL em série, RLC em série e RLC em série com indutância de variação não linear. Respostas em frequência, diagramas de bifurcação, históricos no tempo, planos de fase, mapas de Poincaré e espectros de frequência são utilizados nas análises. Os três circuitos lineares explorados na dissertação revelam algumas diferenças em termos da transmissibilidade de deslocamento. O sistema com circuito puramente resistivo tem as mesmas características de um sistema puramente mecânico e viscosamente amortecido, mas a resistência elétrica e o fator de amortecimento viscoso se relacionam de forma inversamente proporcional. As respostas dos circuitos RL e RLC, ambos em série, apresentam aspectos mais comportados. A principal diferença entre os sistemas com circuitos RL e RLC em série está principalmente na transmissibilidade para baixas frequências. Embora com uma pequena diferença, a transmissibilidade do sistema com circuito RLC é menor do que a do sistema com circuito RL, para baixas frequências. Para o sistema não linear, nas respostas em frequência e diagramas de bifurcação percebem-se regiões de resposta desordenada para valores baixos de resistência elétrica em determinadas faixas de frequência. Com a análise das respostas, notam-se as presenças dos comportamentos dinâmicos periódico, quasi-periódico e caótico. Para valores baixos de resistência elétrica, a escolha do valor da capacitância é de suma importância para a classificação do tipo de comportamento dinâmico do sistema. Pequenas variações do valor da capacitância representam saltos enormes da dinâmica do sistema. Muitas vezes, mesmo dentro do campo de tolerância especificado pelos fornecedores de componentes elétricos, o valor da capacitância pode resultar em comportamentos caóticos indesejados.
Four configurations of electrical circuit are studied as options of electromechanical devices: purely resistive, RL in series, RLC in series e RLC in series with nonlinear inductance. Frequency responses, bifurcation diagrams, time series, phase plane, Poincaré maps and frequency spectrum are used in analysis. The three linear circuits explored in this dissertation reveal some differences in terms of displacement transmissibility. The system with purely resistive circuit has the same characteristics of a purely viscous damped, but the electrical resistance and the damping factor are inversely proportional. Responses of circuits RL and RLC, both in series, present behaving aspects. The main difference between the systems with RL and RLC circuits is related to the transmissibility for low frequencies. Although with a small difference, the transmissibility of RLC circuit system is smaller than the RL circuit system, for low frequencies. For the nonlinear system, it is possible to perceive disordered response regions for small values of electrical resistance on certain frequency bands. After response analisys, it is noted the presence of periodic, quasi-periodic and chaotic behaviors. For small values of electrical resistance, the choice of capacitance value is very important to determine the type of the dynamic behavior. Small differences of the capacitance values mean significant changes in the system dynamics. It is not rare that even inside the tolerance of electrical components, the capacitance value can result in chaotic behaviors.
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Alves, João Rafael. "Análise dinâmica de um sistema de isolamento de vibrações por dispositivos eletromecânicos /." Bauru, 2017. http://hdl.handle.net/11449/149856.
Full textAbstract:
Orientador: Bento Rodrigues de Pontes JuniorBanca: Marcio Antonio Bazani
Banca: Andre Luiz Andreoli
Resumo: Quatro configurações de circuito elétrico são estudadas como opções de ligação em dispositivos eletromecânicos: puramente resistivo, RL em série, RLC em série e RLC em série com indutância de variação não linear. Respostas em frequência, diagramas de bifurcação, históricos no tempo, planos de fase, mapas de Poincaré e espectros de frequência são utilizados nas análises. Os três circuitos lineares explorados na dissertação revelam algumas diferenças em termos da transmissibilidade de deslocamento. O sistema com circuito puramente resistivo tem as mesmas características de um sistema puramente mecânico e viscosamente amortecido, mas a resistência elétrica e o fator de amortecimento viscoso se relacionam de forma inversamente proporcional. As respostas dos circuitos RL e RLC, ambos em série, apresentam aspectos mais comportados. A principal diferença entre os sistemas com circuitos RL e RLC em série está principalmente na transmissibilidade para baixas frequências. Embora com uma pequena diferença, a transmissibilidade do sistema com circuito RLC é menor do que a do sistema com circuito RL, para baixas frequências. Para o sistema não linear, nas respostas em frequência e diagramas de bifurcação percebem-se regiões de resposta desordenada para valores baixos de resistência elétrica em determinadas faixas de frequência. Com a análise das respostas, notam-se as presenças dos comportamentos dinâmicos periódico, quasi-periódico e caótico. Para valores baixos de resistência elétrica, ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo)
Abstract: Four configurations of electrical circuit are studied as options of electromechanical devices: purely resistive, RL in series, RLC in series e RLC in series with nonlinear inductance. Frequency responses, bifurcation diagrams, time series, phase plane, Poincaré maps and frequency spectrum are used in analysis. The three linear circuits explored in this dissertation reveal some differences in terms of displacement transmissibility. The system with purely resistive circuit has the same characteristics of a purely viscous damped, but the electrical resistance and the damping factor are inversely proportional. Responses of circuits RL and RLC, both in series, present behaving aspects. The main difference between the systems with RL and RLC circuits is related to the transmissibility for low frequencies. Although with a small difference, the transmissibility of RLC circuit system is smaller than the RL circuit system, for low frequencies. For the nonlinear system, it is possible to perceive disordered response regions for small values of electrical resistance on certain frequency bands. After response analisys, it is noted the presence of periodic, quasi-periodic and chaotic behaviors. For small values of electrical resistance, the choice of capacitance value is very important to determine the type of the dynamic behavior. Small differences of the capacitance values mean significant changes in the system dynamics. It is not rare that even inside the tolerance of electrical compone... (Complete abstract click electronic access below)
Mestre
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Pimentel, David Burgoa. "Bancada de ensaios para acionamentos eletromecanicos fracionarios rotativos." reponame:Repositório Institucional da UFSC, 1996. https://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/158078.
Full textAbstract:
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro TecnologicoMade available in DSpace on 2016-01-08T21:09:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 104619.pdf: 5933932 bytes, checksum: 611387dcdd6114c08213b3d491007381 (MD5) Previous issue date: 1996
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Takata, Fernanda Merie. "Eletrodeposição de ligas magnéticas de CoPd e FePd para o emprego em dispositivos micro e nano eletromecânicos." Instituto Tecnológico de Aeronáutica, 2007. http://www.bd.bibl.ita.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=419.
Full textAbstract:
Devido à grande demanda em se obter materiais magnéticos para aplicação na área de leitura/gravação magnética e armazenamento de dados, filmes finos de ligas magnéticas tem sido extensivamente estudados como materiais promissores. Este trabalho trata do estudo da eletrodeposição galvanostática de ligas magnéticas de CoPd e FePd. Para a obtenção das ligas CoPd foram variados parâmetros como densidade de corrente, pH e concentração dos metais na solução. Dois aditivos foram utilizados nos banhos: para banhos de cloreto e sulfamato a glicina (Gly) e para sulfato o ácido 5-sulfosalicílico (5-ASS). O teor de Co nas ligas obtidas variou de 6,4 a 94,0 %at. e a eficiência de corrente máxima foi de 88,1 % para um banho de cloreto onde a razão molar [Co2
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Oliveira, Pablo Adamoglu de. "Evaporador de jatos bifásicos incidentes integrado a um sistema de refrigeração compacto para resfriamento de componentes eletrônicos." reponame:Repositório Institucional da UFSC, 2016. https://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/168104.
Full textAbstract:
Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2016.Made available in DSpace on 2016-09-20T04:53:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 340516.pdf: 54430678 bytes, checksum: 42711a8079169b10668fdbd86e539846 (MD5) Previous issue date: 2016
Abstract: The proper functioning and reliability of electronic components depend upon adequate thermal management since high temperature isthe principal vector of failure in these devices. The growing complexityof current electronic component design associated with the everincreasingpower consumption and the continuous scale reduction placethermal management of electronics as one of the most strategic challengesfor technological innovation in heat transfer. Therefore, new conceptsfor high heat ux removal are required, such as mechanical vapor compression refrigeration, which is among the most promising activecooling technologies. This thesis presents a novel heat sink for thermalmanagement of electronic devices. The cooler was designed to operateintegrated with a compact vapor compression refrigeration system andcombines the expansion device and the evaporator in a single coolingunit, thus producing a highly eective two-phase jet impingement cooling of the heated surface. An experimental apparatus was designedand built which operates with a small-scale oil-free linear compressor using R-134a as the working uid. A purpose-built calorimeter wasdeveloped to measure the heat dissipation rate through the compressorshell, thus providing closure for the overall system energy balance. Thethermal performance of both the jet impingement cooling module andthe vapor compression refrigeration system were evaluated for a varietyof operating conditions. In addition, a comprehensive thermodynamicanalysis was performed using dierent performance metrics. Experimentshave been carried out with single and multiple orice congurationsof the jet heat sink. The inuence of the following parameters wasquantied: (i) applied thermal load, (ii) orice diameter, (iii) oriceto-heater distance, (iv) hot reservoir temperature and (v) compressorpiston displacement. At operating conditions for which the system pressure ratio ranged from 1.4 to 2.2, the two-phase jet heat sink wascapable of dissipating cooling capacities of up to 160 W and 200 Wfrom a 6.4-cm2 surface for single and multiple orice congurations,respectively, maintaining the temperature of the impingement surfacelower than 40°C with heat transfer coecients ranging from around 14,000 to 16,000 W/(m2K).
O funcionamento e a confiabilidade de componentes eletrônicos dependem do seu gerenciamento térmico visto que temperatura e o principal vetor de falha operacional nestes sistemas. A crescente complexidade no projeto de componentes eletrônicos associada ao aumento do consumo de potencia e a contínua redução de escala colocam o gerenciamento térmico de dispositivos eletrônicos como um dos maiores desafio para inovação tecnológica em transferência de calor. Assim, novos conceitos são necessários tais como o emprego de sistemas de refrigeração por compressão mecânica de vapor, que estão entre as mais promissoras tecnologias de resfriamento ativo. A presente tese introduz um novo aparato para o resfriamento de componentes eletrônicos que opera integrado a um sistema de refrigeração compacto e combina o dispositivo de expansão e o evaporador em uma mesma unidade de resfriamento. A técnica de resfriamento e baseada em jatos bifásicos incidentes sobre uma superfície aquecida. Uma bancada experimental que opera comum compressor linear compacto e utiliza R-134a puro como fluido refrigerante foi projetada e construída. Um calorímetro foi desenvolvido para verificação indireta do fechamento dos balancos de energia do sistema, quantificando o calor dissipado na carcaça do compressor. Os desempenhos térmicos do evaporador de jatos bifásicos e do sistema de refrigeração foram avaliados para varias condições operacionais. Uma análise termodinâmica foi conduzida envolvendo diferentes métricas de desempenho. Experimentos foram realizados com um único bocal e com múltiplos bocais de atomização. A influência dos seguintes parâmetros foi quantificada: (i) carga térmica aplicada, (ii) diâmetro do orifício do bocal, (iii) distancia do bocal a superfície de incidência, (iv) temperatura do reservatório quente e (v) deslocamento linear do pistão do compressor.Em condições de operação para as quais a razão de pressão do sistema variou de 1,4 a 2,2, o evaporador de jatos bifásicos foi capaz de remover cargas térmicas de ate 160 W e 200 W em uma superfície com 6,4 cm2 de área utilizando configurações de jatos único e múltiplos, respectivamente. Para estes casos, a temperatura da superfície foi mantida abaixo de 40°C e coeficientes de transferência de calor de 14.000 a 16.000 W/(m2K) foram atingidos.
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Freitas, Everaldo Silva de. "Análise experimental de diafragmas piezelétricos comerciais para detecção de dano estrutural baseada na impedância eletromecânica /." Bauru, 2016. http://hdl.handle.net/11449/141447.
Full textAbstract:
Orientador: Fabrício Guimarães BaptistaBanca: Paulo Sérgio da Silva
Banca: Carlos de Marqui Junior
Resumo: Esta dissertação de mestrado apresenta uma análise experimental da viabilidade do uso dos diafragmas piezelétricos comerciais de baixo custo (comumente conhecidos como buzzers) em sistemas de monitoramento de integridade estrutural (SHM - Structural Health Monitoring) baseados na técnica da impedância eletromecânica (E/M). Esse tipo de aplicação tem recebido uma atenção especial nas últimas décadas por se basear no uso de transdutores piezelétricos pequenos e leves que operam simultaneamente como sensores e atuadores. Foram realizados vários testes em barras de alumínio utilizando diafragmas de diversos tamanhos; as assinaturas de impedância elétrica e os índices de dano foram comparados com os obtidos usando uma cerâmica convencional de PZT (Pb-lead Zirconate Titanate - titanato zirconato de chumbo), que é o transdutor mais comumente utilizado nessa aplicação. Os danos estruturais foram simulados utilizando-se massas metálicas (porcas de parafuso), as quais foram fixadas nas barras com cola a base de cianoacrilato. Quatro tipos de experimentos foram realizados para fins de comparação: estimação da sensibilidade dos transdutores utilizando método da quebra do grafite (PLB - Pencil Lead Break - quebra do grafite); comparação dos índices de dano RMSD (root mean square deviation - desvio da raiz média quadrática) e CCDM (correlation coefficient deviation metric - métrica do desvio do coeficiente de correlação), calculados a partir das assinaturas de impedância; avaliação dos efe... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo)
Abstract: This dissertation presents an experimental analysis of the viability of low-cost commercial piezoelectric diaphragms (commonly known as buzzers) in structural health monitoring (SHM) systems based on the electromechanical impedance (EMI) technique. This application has received special attention in recent decades because it is based on the use of small, lightweight piezoelectric transducers operating as both sensors and actuators. Several tests were carried out on aluminum bars using diaphragms of different sizes; the electrical impedance signatures and damage indices were compared with those obtained using a conventional PZT (Pb-Lead Zirconate Titanate) ceramic, which is the most commonly employed transducer in this application. Structural damage was simulated using metallic bolts (steel nut), which were fixed in the bars using cyanoacrylate glue. Four types of experiments were carried out for comparison between the two transducers: sensitivity estimation using the pencil lead break (PLB) method, analysis of the feasibility to detect structural damage using conventional impedance signatures and damage indices, analysis of temperature effects, and determination of the long-term reproducibility of the results. The results indicated that conventional PZT ceramics and diaphragms with similar size exhibit very close characteristics in relation to reproducibility, sensitivity to damage and temperature effects, which leads to the conclusion that the piezoelectric diaphragms are fea... (Complete abstract click electronic access below)
Mestre
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Marchi, Marcelo. "Aplicação do método de impedância eletromecânica na detecção da queima no processo de retificação plana /." Bauru, 2015. http://hdl.handle.net/11449/133964.
Full textAbstract:
Orientador: Paulo Roberto de AguiarCo-orientador: Fabrício Guimarães Baptista
Banca: José Alfredo Covolan Ulson
Banca: Eduardo Carlos Bianchi
Banca: Rosemar Batista da Silva
Banca: Samuel da Silva
Resumo: O processo de retificação é considerado um dos últimos na cadeia de produção de peças de precisão, sendo, portanto, essencial ter um sistema de monitoramento confiável para avaliar a condição da superfície da peça. Neste trabalho é proposto o uso do método da impedância eletromecânica (EMI) para monitorar, em tempo real, o processo de retificação plana, especialmente no que diz respeito à condição da peça retificada. O método EMI se destaca por sua simplicidade e por utilizar componentes de baixo custo, tais como os transdutores piezelétricos de PZT (Pb-Lead Zirconate Titanate). A fim de avaliar a viabilidade do método EMI no processo de retificação, ensaios experimentais foram realizados numa máquina retificadora plana empregando-se rebolo CBN e peça de aço SAE 1020, com transdutores de PZT instalados na peça e no seu suporte. Durante o processo de retificação, a impedância elétrica do transdutor foi medida e índices de dano foram calculados e comparados com o desgaste dad peça. Os resultados experimentais indicam que o método EMI pode ser uma alternativa eficiente e de baixo custo para o monitoramento de peças de precisão no processo de retificação plana
Abstract: Grinding is considered one of the last processes in precision parts manufacturing, which makes it indispensable to have a reliable monitoring system to evaluate workpiece surface integrity. This paper proposes the use of the electromechanical impedance (EMI) method to monitor the surface grinding in real time, paritularly the surface integrity of the ground workpiece. The EMI method stands out for its simplicity and for using low-cost components such as PZT (lead zirconate titanate) piezoelectric transducers. In order to assess the feasibility of applying the EMI method to the grinding process, experimental tests were performed on a surface grinder using a CBN wheel and a SAE 1020 steel workpiece, with PZT transducers mounted on the workpiece and its holder. During the grinding process, the electrical impedance of the transducers was measured and damage indices were calculated and compared with workpiece wear. The experimental results indicate that the EMI method can be an efficient and cost effective alternative for monitoring precision workpieces during the surface grinding process
Doutor
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NASCIMENTO, Nathalya Ingrid Cardoso do. "Dispositivo para avaliação postural em ambiente tridimensional." Universidade Federal do Pará, 2018. http://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/10211.
Full textAbstract:
Submitted by JACIARA CRISTINA ALMEIDA DO AMARAL (jaciaramaral@ufpa.br) on 2018-09-13T14:37:07Z
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Dissertação Nathalya Nascimento (2018).pdf: 1277173 bytes, checksum: 50e3ce0bfbbec5baec9fa69b64edff66 (MD5)Approved for entry into archive by JACIARA CRISTINA ALMEIDA DO AMARAL (jaciaramaral@ufpa.br) on 2018-09-13T14:38:27Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação Nathalya Nascimento (2018).pdf: 1277173 bytes, checksum: 50e3ce0bfbbec5baec9fa69b64edff66 (MD5)
Made available in DSpace on 2018-09-13T14:38:27Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação Nathalya Nascimento (2018).pdf: 1277173 bytes, checksum: 50e3ce0bfbbec5baec9fa69b64edff66 (MD5) Previous issue date: 2018-07-17
CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
A postura humana pode ser definida como o equilíbrio entre estruturas ósseas e musculares do corpo humano, através dela é possível diagnosticar e tratar diversas patologias, por isso à ciência esta em busca de métodos quantitativos e precisos para sua análise. Uma postura ereta correta é considerada um bom marcador de saúde, tornando imprescindível a avaliação para um prognóstico terapêutico favorável. Em virtude disso, é necessária a elaboração de novas ferramentas de avaliação postural com menores erros matemáticos e metodológicos para obtenção de resultados precisos e confiáveis para a clínica e pesquisa. O objetivo desta pesquisa é apresentar uma nova ferramenta de avaliação postural, baseada em um braço eletromecânico que permite medir pontos no universo tridimensional. O protótipo foi desenvolvido e aperfeiçoado a fim de reduzir os erros no momento da coleta dos dados, para isto foi utilizado um sensor de efeito Hall. O programa permite avaliar 24 relações entre os pontos, além da coluna vertebral analisando a distância em milímetros e o ângulo em graus entre um acidente anatômico e outro nas vistas anterior, lateral direita, posterior e lateral esquerda. Os testes iniciais foram realizados nos eixos X e Y em um modelo angular, desenhado em ângulos de 10 em 10 graus e obteve baixa variabilidade em suas medidas, enfatizando a alta precisão do sistema de medição do protótipo. Dessa forma, foi possível desenvolver um novo método de avaliação postural com baixo custo, alta precisão em seus resultados para a utilização na prática clínica, na pesquisa e posteriormente a inserção no sistema único de saúde.
The human posture can be defined as the balance between bone and muscle structures of the human body, through which it is possible to diagnose and treat various pathologies, so that science is in search of quantitative and precise methods for its analysis. A correct upright posture is considered a good health marker, making evaluation essential for a favorable therapeutic prognosis. As a result, it is necessary to develop new tools for postural evaluation with less mathematical and methodological errors to obtain accurate and reliable results for the clinic and research. The objective of this research is to present a new tool for postural evaluation, based on an electromechanical arm that allows measuring points in the three dimensional universe. The prototype was developed and improved in order to reduce errors at the time of data collection, for which a Hall effect sensor was used. The program allows to evaluate 24 relations between the points, in addition to the vertebral column analyzing the distance in millimeters and the angle in degrees between an anatomical accident and another in the anterior views, lateral right, posterior and left lateral. The initial tests were performed on the X and Y axes in an angular model, drawn at 10-degree angles and obtained low variability in their measurements, emphasizing the high accuracy of the prototype measuring system. Thus, it was possible to develop a new method of postural evaluation with low cost, high accuracy in its results for use in clinical practice, research and later insertion in the single health system.
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Ribeiro, Nilton César. "Uso da turfa como material alternativo na formação de componentes eletrônicos de baixo custo." reponame:Repositório Institucional da UnB, 2012. http://repositorio.unb.br/handle/10482/13633.
Full textAbstract:
Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2012.Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2013-07-18T14:01:30Z No. of bitstreams: 1 2012_NiltonCesarRibeiro.pdf: 2587870 bytes, checksum: f9fac9439950017b330e9f4e964175dd (MD5)
Approved for entry into archive by Leandro Silva Borges(leandroborges@bce.unb.br) on 2013-07-19T19:28:33Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_NiltonCesarRibeiro.pdf: 2587870 bytes, checksum: f9fac9439950017b330e9f4e964175dd (MD5)
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A turfa é um material oriundo de regiões litorâneas com elevado nível de umidade. A variação na sua composição ocorre dependendo do local de onde foi extraída. No Brasil, existem unidades de extração para fins comerciais no Norte do Rio de janeiro, no Sul de Santa Catarina e no Mato Grosso de Sul. A turfa basicamente é composta de ácido húmico, ácido fúlvico e a humina. O ácido fúlvico consiste basicamente em anéis aromáticos com hidroxilas e carbonilas, o que forma ligações entre o hidrogênio e as hidroxilas, estabelecendo cadeias devido às repetições formadas pelas ligações. Devido a sua estrutura química, possui boa solubilidade em água. O ácido húmico possui um elevado número de carbono em sua formação, tendo ainda os grupos funcionais carbonilas, hidroxilas, ester e éteres. Dessa forma, o ácido húmico também é um composto solúvel em água devido a sua estrutura molecular e os grupos funcionais serem semelhantes aos do ácido fúlvico. A humina é um coposto basicamente formado por carbono tendo uma semelhança física com carvão, e, devido a sua característica altamente apolar, ela apresenta baixa solubilidade em água. Neste trabalho, foram realizadas caracterizações física e química, tais como: grupos carboxílicos, hidrogênio trocável, matéria orgânica, pH e teor de umidade. O talco de turfa foi caracterizado por Difração de Difração de Raio X e por medida do número e tamanho dos poros através de um porosímetro. Os filmes finos de talco de turfa e huminas foram caracterizados por AFM. As amostras com deposição feita por casting, sobre substrato de poliéster, foram avaliadas através de medidas de I x V quanto à sua mudança de resistência quando submetidas ao vapor de amônia. Com o uso da difração de Raio X foi possível verificar a eficiência do número de extrações. Foi possível construir um sensor de vapor de amônia a partir da humina, devido à capacidade de adsorção oriunda de sua característica porosa e sua superfície específica. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT
Peat is a material from coastal areas with high humidity. The variation in composition occurs depending on the location from which it was extracted. In Brazil, there are units for commercial extraction in northern Rio de Janeiro, in southern Santa Catarina and Mato Grosso do Sul of Peat basically consists of humic acid, fulvic acid and humin. The fulvic acid consists primarily of aromatic rings with hydroxyl and carbonyl, forming bonds between hydrogen and hydroxyl, establishing chains due to repetitions formed by connections. Due to its chemical structure has good solubility in water. Humic acid has a high number of carbon formation, yet having functional groups carbonyl, hydroxyl, ester and ethers. Thus, the humic acid is also a compound soluble in water due to their molecular structure and functional groups are similar to those of fulvic acid. The coposto humin is basically formed by carbon having a resemblance to coal, and, due to its characteristic highly apolar, it has low solubility in water. This work was performed physical and chemical characterizations, such as carboxylic groups, hydrogen exchangeable, organic matter, pH and moisture content. Talc peat was characterized by Diffraction X-Ray Diffraction and measure the number and size of pores through a porosimeter. Thin films of talc and peat humin were characterized by AFM. Samples with deposition made by casting on polyester substrate, were evaluated using measures of I x V regarding its change of resistance when exposed to ammonia vapor. With the use of X-Ray diffraction efficiency was possible to verify the number of extractions. It was possible to construct a sensor ammonia vapor from the humin due to adsorption capacity deriving from its characteristic and its specific surface porous.
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Barbaroto, Pedro Ricardo. "Projeto, microfabricação e caracterização de defletor de luz de silicio acionado por indução." [s.n.], 2002. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/258984.
Full textAbstract:
Orientadores : Ioshiaki Doi, Luiz Otavio Saraiva FerreiraDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação
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Mestrado
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Doriguello, Diniz João Fernando 1991. "Implementation of two-dimensional quantum walks = Implementação de passeios quânticos em duas dimensões." [s.n.], 2016. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/305748.
Full textAbstract:
Orientador: Marcos César de OliveiraDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin
Made available in DSpace on 2018-08-30T18:19:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DoriguelloDiniz_JoaoFernando_M.pdf: 5802868 bytes, checksum: 75d67be6662dcc05e681b956a5848b12 (MD5) Previous issue date: 2016
Resumo: Passeios quânticos são a contrapartida quântica aos passeios aleatórios clássicos e têm um papel crucial no desenho de algoritmos quânticos eficientes que superam algoritmos clássicos. Durante os últimos anos, um grande esforço tem sido feito para implementar passeios quânticos experimentalmente, principalmente unidimensionais. Entretanto, implementações experimentais de passeios quânticos em duas dimensões ainda são escassas, e é justamente a partir de duas dimensões em que há algum ganho computacional. Este projeto parte desta necessidade para propor um sistema físico capaz de implementar um passeio quântico bidimensional: um qubit superconductor acoplado capacitivamente a um oscilador mecânico. Este sistema já foi estudado anteriormente e mostrou-se ser capaz de reproduzir um passeio quântico unidimensional. O projeto centrou-se então em generalizar este sistema acoplamento um segundo oscilador mecânico ao qubit e em demonstrar que o sistema assim obtido é capaz, teoricamente, de gerar um passeio quântico bidimensional. Foram conduzidas simulações da distribuição de probabilidade do sistema sem e com decoerência. Além disso, estudamos a recente relação entre mecânica quântica relativística e passeios quânticos; mais especificamente, revisamos a semelhança entre as equações de Klein-Gordon e Dirac e as equações de evolução do passeio quântico
Abstract: Quantum walks are the quantum counterpart to classic random walks and have a crucial role in the design of efficient quantum algorithms that overcome classic algorithms. During the last years a great effort has been dedicated to implement quantum walks experimentally. However, bi-dimensional quantum walk implementations are still scarce and it is precisely starting from two dimensions that there exists some computational gain. This dissertation is based on this necessity to propose a physical system capable of implementing a two-dimensional quantum walk: a superconducting qubit capacitively coupled to a mechanical oscillator. This system has already been studied in the literature and was shown to adequately generate a one-dimensional quantum walk. The dissertation was thus centred in generalizing this system by coupling a second mechanical resonator to the qubit and in demonstrating that this resulting system is theoretically capable of simulating a two-dimensional quantum walk. Simulations of the probability distribution with and without decoherence were conducted. Moreover, we studied the recent connection between relativistic quantum mechanics and quantum walks; more specifically, we revised the resemblance between the Klein-Gordon and Dirac equations and the quantum walk time evolution equations
Mestrado
Física
Mestre em Física
2014/12617-5
FAPESP
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Fonseca, Elói. "Estudo da aplicabilidade de sensores inerciais microeletromecânicos no diagnóstico de distúrbios do sistema vestibular de equilíbrio." Instituto Tecnológico de Aeronáutica, 2014. http://www.bd.bibl.ita.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=3160.
Full textAbstract:
Os sensores do sistema vestibular de sensores do ser humano, responsáveis por parcela significativa do processo de manutenção do equilíbrio e controle reflexo vestíbulo oculomotor, tem características físicas, anatômicas e funcionais que remetem à necessidade de emprego de protocolos de pesquisa médica adequados à detecção de alterações. A pesquisa e construção de modelos sintéticos e concisos de representação matemática de resposta dos sensores fisiológicos aos estímulos externos, bem como de representação de resposta dos sensores microeletromecânicos (MEMS) de aceleração linear, angular e atitude forneceu subsídios para a implementação de sistemas de monitoramento de respostas e correlação temporal com as condições a que é submetido o indivíduo, tendo por base fundamental a detecção de ocorrência de nistagmo no paciente em procedimentos de avaliação, através de processamento em sistema de tempo real, com capacidade de registro contínuo em cartão micro-SD dos dados monitorados. A construção complementar de modelagem formal de sistema de monitoramento e registro contínuo dos dados adquiridos (datalogger) de forças externas como aceleração linear, angular, inclinação e variações de pressão atmosférica durante a atividade aérea de tripulantes, disponibiliza aos profissionais de saúde recursos suficientes para implementar novos protocolos de investigação clínica principalmente na avaliação de impactos fisiológicos por estes fatores monitorados. A metodologia e setups para procedimentos de teste e calibração foram desenvolvidos e aplicados, resultando em uma infraestrutura completa de desenvolvimento e teste empregando sensores MEMS.
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Rodrigues, Janderson Rocha. "Modelagem e simulação de microacelerômetro capacitivo." Instituto Tecnológico de Aeronáutica, 2011. http://www.bd.bibl.ita.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=1932.
Full textAbstract:
Este trabalho apresenta a modelagem e simulação de um microacelerômetro capacitivo de silício produzido pela técnica de fabricação em substrato. O princípio de funcionamento do dispositivo é apresentado, assim como, suas características geométricas oriundas do processo de microfabricação. Utilizou-se a descrição generalizada para identificar e subdividir os elementos físicos do dispositivo em termos de suas funcionalidades. Por meio dessa metodologia identificou-se o elemento sensor elástico, o elemento sensor capacitivo e o condicionamento de sinal. As modelagens analíticas estática e dinâmica dos elementos sensores são apresentadas e os modelos obtidos são simulados usando o programa Matlab/Simulink. A validade de cada modelo é discutida e os resultados obtidos são relacionados às principais especificações do dispositivo. O modelo geométrico tridimensional do microacelerômetro é simulado numericamente usando o programa COMSOL Multiphysics. Os resultados obtidos numericamente são comparados com os analíticos e mostram uma excelente concordância, validando os modelos analíticos.
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Atanazio, Paulo Filipe Braghetto. "Chaves MEMS aplicadas a dispositivos de RF e micro-ondas : projeto, tecnologia e implementação fisica de deslocador de fase e filtro sintonizavel." [s.n.], 2009. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/259494.
Full textAbstract:
Orientador: Luiz Carlos KretlyDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação
Made available in DSpace on 2018-08-13T08:18:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Atanazio_PauloFilipeBraghetto_M.pdf: 6727187 bytes, checksum: 90bbbbf904ffcce6757eeaeefe4abd96 (MD5) Previous issue date: 2009
Resumo: O propósito deste trabalho é, a partir dos conceitos de linhas de transmissão, teoria de filtros e o conhecimento pioneiro deste grupo acerca das chaves MEMS de RF, propor duas aplicações reais baseadas nesta estrutura singular: um deslocador de fase e um filtro sintonizável na faixa de 0,1-35GHz e banda Ku (12,4-18GHz) respectivamente. Uma abordagem puramente eletromecânica é realizada na etapa inicial, observando a tensão de ativação da chave para diferentes formas estruturais, desmistificando a histerese mecânica, fenômeno intrínseco a este tipo de dispositivo. Na segunda fase do trabalho é feito um detalhamento do comportamento eletromagnético da chave MEMS, explorando fortemente a extração dos parâmetros elétricos e sua inserção em outros circuitos. Por fim, a implementação do filtro sintonizável e do deslocador de fase realizouse baseada nos conceitos de DMTL - Distributed MEMS Trasmission Lines - onde tanto a seleção da frequência central de passagem do filtro, quanto o comprimento elétrico total do deslocador são controladas pela capacitância variável da chave MEMS, de acordo com uma tensão de controle DC aplicada.
Abstract: The purpose of this work is, based on transmission line concepts, filter theory and the pioneer knowledge of this group about RF MEMS Switches, propose two physical applications employing this singular structure: a phase shifter and a tunable filter at 0.1 - 35GHz range and Ku band respectively. A purely electromechanical approach is done at the initial step, observing the switch pull-in voltages for several structural geometries, demystifying the mechanical hysteresis, intrinsic phenomena of this kind of device. On the second phase of the work, the MEMS switch electromagnetic behavior is detailed, strongly exploring the electrical parameters extraction and its application on other types of circuits. Finally, the tunable filter and phase shifter are implemented through DMTL - Distributed MEMS Transmission Lines - concepts, where frequency selection and the amount of phase shifting are controlled by the variable switch capacitance according to the applied DC control voltage.
Mestrado
Telecomunicações e Telemática
Mestre em Engenharia Elétrica
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Pupin, Carlos Eduardo [UNESP]. "Estudo da estabilidade a pequenas perturbações de sistemas elétricos multimáquinas com dispositivos FACTS do tipo SSSC e controladores suplementares (POD e PSS)." Universidade Estadual Paulista (UNESP), 2009. http://hdl.handle.net/11449/87113.
Full textAbstract:
Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0
Previous issue date: 2009-05-28Bitstream added on 2014-06-13T20:08:35Z : No. of bitstreams: 1
pupin_ce_me_ilha.pdf: 1801957 bytes, checksum: 06dbcbacdd038bf23cf8b0bfc982dbeb (MD5)Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
Este trabalho apresenta estudos referentes à estabilidade a pequenas perturbações do sistema elétrico de potência, considerando a atuação de FACTS para o amortecimento das oscilações eletromecânicas de baixa freqüência. É abordado o dispositivo FACTS SSSC (Static Synchronous Series Compensator). Para este fim o sistema elétrico é modelado, modificando-se o Modelo de Sensibilidade de Potência para se inserir o compensador. Para melhorar a estabilidade do sistema desenvolvido, controladores são propostos para maximizar o desempenho do dispositivo SSSC, e dessa forma introduzir amortecimento ao sistema elétrico. Acrescenta-se ao modelo desenvolvido os Estabilizadores de Sistemas de Potência (ESP ou PSS – Power System Stabilizers) e o Power Oscillation Damping (POD), para atuação conjunta com o SSSC. Utilizando os fatores de participação e teoria de resíduos é possível encontrar a melhor localização para instalação dos dispositivos e realizar o ajuste dos parâmetros dos controladores. Simulações são realizadas para dois sistemas teste; um de quatro e outro de dez geradores. A partir dos resultados obtidos conclui-se pela potencialidade da utilização do SSSC para a melhoria da estabilidade a pequenas perturbações do sistema elétrico de potência.
This work presents studies to provide damping to low frequencies oscillations of the electrical power systems by FACTS devices, considering SSSC (Static Synchronous Series Compensator). This is developed and implemented using the Power Sensitivity Model for multimachine systems. Afterwards, the SSSC devices are introduced as well as the controllers. The PSS (Power Systems Stabilizers) and POD (Power Oscillation Damping) controllers has been included using the participation factor and residue number theory to examine their best allocation on the electrical power systems. The study is based on modal analysis and time domain simulations using two test systems: four and ten generators. The simulation results show the capability of this method for small signal stability improvement for the electric power systems.
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Silva, Liangrid Lutiani da. "Caracterização e otimização de um acelerômetro micro-eletro-mecânico capacitivo para aplicação aeroespacial." Instituto Tecnológico de Aeronáutica, 2015. http://www.bd.bibl.ita.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=3231.
Full textAbstract:
Este trabalho apresenta o uso de técnicas de otimização, baseadas em Meta-Heurísticas, em vistas de propor melhorias no projeto e desempenho de um acelerômetro capacitivo, baseado na tecnologia de Sistemas Micro-Eletro-Mecânicos (Micro-Electro-Mechanical Systems - MEMS), desenvolvido dentro do escopo do projeto ACELERAD.A modelagem analítica é apresentada com enfoque em modelos analíticos alternativos, para representação do amortecimento por compressão em filmes finos de fluido, para baixas pressões, aplicados em dispositivos MEMS, visando refinar a modelagem do microacelerômetro do ponto de vista fluido-mecânico. Também são abordados alguns dos principais modelos semi-empíricos, aplicados na representação de comportamento térmico do material de constituição do elemento sensor. Um circuito elétrico analógico de interrogação do sensor é apresentado, a fim de compor o sistema elétrico do dispositivo, visando uma abordagem alternativa de interrogação do transdutor de aceleração MEMS. Também é apresentado um modelo do dispositivo, com a inclusão do modelo adotado para representar o amortecimento por compressão de filmes finos de fluido. O modelo refinado do transdutor de aceleração MEMS é empregado como um problema de otimização de caráter complexo, os quais são resolvíveis por métodos de resolução de problemas de otimização robustos, baseados em técnicas estocásticas. Os métodos PSO (ParticleSwarmOptimization) e BH (Black Hole) são aplicados ao problema, visando melhoria de performance dinâmica, e simultaneamente, a redução do tamanho total do dispositivo. Como resultado, foram obtidos duas novas configurações para o transdutor de aceleração, preservando-se o mesmo processo de fabricação dentro dos limites tecnológicos aplicáveis ao mesmo.A caracterização do microacelerômetro MEMS, fabricado no âmbito do projeto ACELERAD é iniciada e são apresentados os modelos que permitem estimar algumas das principais variáveis do dispositivo. Adicionalmente, foram realizadas as primeiras medidas experimentais do dispositivo em território nacional.
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Kuiava, Rôman. "Controle robusto de dispositivos FACTS para o amortecimento de oscilações em sistemas elétricos de potência." Universidade de São Paulo, 2007. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18154/tde-30032007-130851/.
Full textAbstract:
Este trabalho apresenta um método sistemático para projeto de controladores suplementares para um tipo de dispositivo FACTS (o modelo TCSC) para o amortecimento de oscilações em sistemas elétricos de potência. Adota-se uma metodologia previamente desenvolvida para projeto de apenas controladores de tipo PSS. Tal metodologia é fundamentada na teoria de controle robusto e estruturada na forma de desigualdades matriciais lineares (LMIs). A modelagem politópica é utilizada para tratar a robustez dos controladores frente às variações no ponto de operação do sistema. O fator de amortecimento mínimo para os modos de resposta do sistema em malha fechada é especificado como índice de desempenho mínimo a ser satisfeito na fase de projeto. Os controladores propostos possuem uma estrutura de realimentação dinâmica de saída e utilizam sinais medidos localmente como entrada de controle. O projeto dos controladores propostos é realizado de duas maneiras diferentes: (i) projeto simultâneo e coordenado de controladores de tipo PSS e controlador suplementar de dispositivo TCSC para amortecimento tanto de modos locais, quanto de modos inter-área e; (ii) projeto de controlador suplementar para apenas um dispositivo TCSC operando no sistema com a finalidade de amortecer modos inter-área pouco amortecidos e instáveis. No primeiro caso, a descentralização dos controladores é garantida através da imposição de uma estrutura bloco-diagonal para as variáveis matriciais presentes na formulação do problema de controle. No segundo caso, este trabalho propõe uma extensão da metodologia de projeto utilizada no caso anterior ao combiná-la com uma técnica de redução da ordem de modelo do controlador. A análise de desempenho dos controladores em malha fechada é realizada através de análise modal e simulações não-lineares em dois sistemas testes. O primeiro deles é constituído por 10 barras e 4 geradores e o segundo sistema teste apresenta 40 barras e 10 geradores.This work proposes a systematic method for the design of supplementary controllers for a type of FACTS device (the TCSC device model) to damp oscillations in electric power systems. It is adopted a technique previously presented to design only PSS-type damping controllers. The method is based on a robust control technique structured in the form of linear matrix inequalities (LMIs). The polytopic model is used to guarantee the robustness of the controllers with respect to the variations in the operating points of the system. The minimum damping ratio is used in the design stage as performance index for the closed loop system. The proposed controllers are based on dynamic output feedback and uses only local measurements as input signals. The design of the proposed controllers is realized in two different cases: (i) a simultaneous coordinated design of PSS-type controllers and TCSC supplementary controller to damp both local and interarea oscillations and; (ii) design of a supplementary controller for a FACTS device only to damp poorly damped and unstable inter-area oscillations. In the first case, a decentralized structure of the controllers is guaranteed by adoption of a block-diagonal strutucture to the matricial variables of the control problem. In the second case, this work proposes a extension of the previously methodology by combining it with a model order reduction technique. Performance analyses of the closed loop system were carried out by means of modal analysis and nonlinear simulations in two test systems. The first one is constituted by 10 buses and 4 generators and the other test system is constituted by 40 buses and 10 generators.
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COSTA, JUNIOR Fernando José da. "Desenvolvimento de um sistema multiconversor para a realização de estudos experimentais em microrredes de corrente contínua." Universidade Federal do Pará, 2015. http://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/7673.
Full textAbstract:
Submitted by camilla martins (camillasmmartins@gmail.com) on 2017-02-10T18:22:13Z
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Neste trabalho, é apresentado o projeto e desenvolvimento de um Sistema Multiconversor, baseado em uma Microrrede com barramento em corrente contínua e conversores estáticos CC-CC e CC-CA. Este sistema está localizado no Laboratório de Controle em Sistemas de Potência (LACSPOT) na Universidade Federal do Pará (UFPA). O Sistema Multiconversor consiste de três conversores estáticos, sendo dois na topologia abaixador Buck e o terceiro um inversor trifásico. O primeiro conversor alimenta um barramento de corrente contínua com tensão controlada, o qual fornece tensão para um segundo conversor Buck. No segundo conversor, é aplicada uma estratégia de controle de tensão de forma a manter a potência constante. O inversor também é alimentado através do barramento CC e pode ser conectado à rede elétrica de forma a permitir a realização de estudos com sistemas interligados e geração distribuída. Para a validação dos conversores Buck estudados neste trabalho, foram desenvolvidos controladores digitais, através do método indireto de projeto de controladores digitais. Ambos os controladores foram desenvolvidos a partir da leitura das tensões na saída dos dois conversores, com o intuito de manter a tensão e a potência constantes nos conversores primário e secundário, respectivamente. Além da dificuldade inerente de sistemas com incertezas no modelo matemático e não linearidades presentes em conversores estáticos, o conversor com controle de tensão alimenta o segundo conversor. Isto introduz características não lineares que podem, inclusive, provocar instabilidade na tensão do barramento. Por esse motivo, faz-se necessário desenvolver uma estratégia de controle com o intuito de se manter a tensão no barramento o mais próximo possível da tensão de referência. Por fim, uma série de testes é realizada tanto em simulação computacional, quanto no sistema real, com o intuito de verificar a eficácia das técnicas de controle estudadas e aplicadas. Os resultados obtidos mostram o bom desempenho da estratégia de controle para o Sistema Multiconversor.
This paper presents the design and development of a Multiconverter System based on a Microgrid comprised of a DC bus and static power converters DC-DC and DC-AC. This system is located at the Power Systems Control Laboratory (LACSPOT) at Federal University of Pará (UFPA). The Multiconverter System consists in three power converters, two in step-down Buck topology and the third a three-phase inverter. The first converter feeds a direct current voltage controlled bus that provides voltage to a second Buck converter. On the second Buck converter is also applied a voltage control strategy in order to maintain a constant power supply. The three-phase inverter is also powered by a DC bus can be connected to the local power grid, allowing studies with grid-tied systems and distributed generation. To test the buck converter studied in this work, were developed digital controllers, based on indirect digital control design method. Both controllers were developed using the output voltages as feedback signals in order to maintain the voltage and power as constant as possible, on the primary and secondary converters, respectively. Besides inner difficult in systems with parametric uncertainties and nonlinearities shown in power converters, the power converter with voltage control also feeds the second power converter. That introduces non-linear characteristics that may cause bar voltage instability. For that reason, it is necessary to develop a control strategy with the goal of keeping the voltage near to the voltage bus reference. To sum up, several tests were performed both in computer simulation, as in the real system in order to check the effectiveness of control techniques studied and applied. The obtained results shown that the Multiconverter System was able to provide a good performance under the designed control strategy.
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Oliveira, Márcio de Lima. "Estudo experimental de um laser de CO2 MOPA composto por um oscilador chaveado eletromecanicamente e um amplificador contínuo." Instituto Tecnológico de Aeronáutica, 2009. http://www.bd.bibl.ita.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=768.
Full textAbstract:
Neste trabalho foi realizado um estudo experimental de um laser de CO2 composto por um oscilador chaveado por um obturador eletromecânico e um amplificador contínuo, conjunto este conhecido pela sigla MOPA (Master Oscilator Power Amplifier). O oscilador apresenta uma configuração de cavidade ressonante muito simples para operação em regime de q-switching a partir de lasers de CO2 contínuos. De um lado da cavidade tem-se um espelho de acoplamento plano de Germânio e de outro lado um conjunto feito de uma lente positiva e um espelho plano 100% refletor. O feixe do laser é focalizado pela lente sobre o espelho 100% refletor e um chopper é colocado perto deste espelho para chavear as perdas da cavidade. Com esta cavidade ressonante foram obtidos pulsos de laser com taxas de repetição de 50 a 900 Hz, potências de pico entre 30 e 1500W e larguras de pulso entre 0,5 e 1,1s. A este oscilador foi adicionado um amplificador a fim de estudar a operação laser na configuração MOPA. O amplificador é feito de duas células de descarga a baixa pressão, bombeamento contínuo, com 40 cm cada uma. O amplificador gerou uma faixa de ganhos entre 1,3 e 2,4. Um modelo teórico foi desenvolvido para comparação entre os resultados teóricos e experimentais. Com o modelo teórico e com os resultados experimentais obtidos neste trabalho é possível dimensionar um sistema de maior potência ou energia por pulso.
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Moraco, Anna Giuglia Menechelli. "Ajuste incremental de estabilizadores para geradores e dispositivos TCSC-POD em sistemas de potência." Universidade de São Paulo, 2015. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3143/tde-04012016-165847/.
Full textAbstract:
O constante aumento da demanda de energia elétrica sobre as redes e a necessidade de interligação de sistemas através de longas linhas de transmissão, culminaram em problemas relacionados à estabilidade do sistema de potência multimáquinas. Tais problemas envolvem oscilações eletromecânicas de baixa frequência classicadas como modos interáreas. Os modos interáreas são caracterizados por oscilações de frequências de até 1Hz e representam oscilações de um grupo de geradores de uma área contra grupos de geradores de outras áreas. Umavezqueoempregodeestabilizadoresdesistemasdepotência(ESP)possanãosersucienteparagarantirumamortecimentoadequadoaessesmodos,osdispositivosFACTSsurgem como uma alternativa ecaz para o amortecimento de oscilações de baixa frequência. Para este m, o Capacitor Série Controlado por Tiristor (TCSC - Thyristor Controlled Series Capacitor) é um dispositivo FACTS comumente empregado e quando utilizado juntamente com um controlador suplementar para amortecimento de oscilações de potência (POD - Power Oscillation Damping) garante ao sistema de potência estabilidade e amortecimento adequado. Assim, o objetivo deste trabalho de mestrado é realizar o projeto coordenado de controladores ESP e TCSC-POD efetuando um ajuste incremental dos parâmetros dos controladores através da formulação do problema por otimização e programação quadrática. Tal técnica foi utilizada anteriormente somente para o projeto de ESPs. No caso deste trabalho será feita uma adaptação para estender a possibilidade de aplicação da metodologia para casos com dispositivos FACTS presentes.The increasing demand for electricity over networks and the need for systems interconnection through long transmission lines, resulted in problems related to the multi-machine power systemstability. Theseproblemsinvolvelowfrequencyoscillationsclassiedasinterareasmodes. These modes are characterized by oscillations in frequencies up to 1 Hz, and represent a group of generators from one area oscillating against generator groups from other areas. Once the use of power system stabilyzers (PSS) controllers may not be sucient to ensure adequate damping to these modes, the FACTS devices emerge as an ecient alternative to damping low frequency oscillations. For this purpose, the TCSC (Thyristor Controlled Series Capacitor)isacommonlyusedFACTSdeviceandwhenitisusedtogetherwithasupplementary controller POD (Power Oscillation Damping), ensures stability to power system and adequate damping. These controllers have the same structure as the PSS controllers. Therefore, the objective of this work is to carry out the coordinated design of PSS and TCSC-POD controllers, performing an incremental adjustment of the controllers parameters by formulating the problem as an optimization problem using quadratic programming. This method was previously used only for PSS design. In the case of this work, it is made an adaptation to extend the applicability of the methodology for cases in which there are FACTS devices present.
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Pupin, Carlos Eduardo. "Estabilidade de sistemas de potência com dispositivos FACTS SSSC e STATCOM adaptados ao fluxo de potência, com controladores ESP e POD ajustados pela técnica Particle Swarm Optimization /." Ilha Solteira, 2018. http://hdl.handle.net/11449/180444.
Full textAbstract:
Orientador: Percival Bueno de AraujoResumo: Neste trabalho é desenvolvido o modelo matemático de sistemas elétricos de potência multimáquinas para avaliar a estabilidade a pequenas perturbações, com a atuação simultânea de diferentes dispositivos FACTS controlando o fluxo de potência. Os FACTS do tipo SSSC e STATCOM são modelados, considerando suas perdas internas, o modelo resultante é acrescentado à resolução do fluxo de potência, considerando que cada dispositivo FACTS controla uma grandeza do sistema. Utilizando da solução do fluxo, das matrizes Ybarra e Jacobiana, e também tensões e potências, estes são empregados ao Modelo de Sensibilidade de Potência, por meio de simulações, é verificada a atuação dos elementos de controle na estabilidade a pequenas perturbações de sistemas multimáquinas. Para acréscimo de amortecimento às oscilações eletromecânicas, são aplicados controladores ESP e POD. A partir da representação de espaço de estados do modelo final, os autovalores resultantes são estudados para avaliar a estabilidade do sistema. Ao final é discutida a atuação individual e conjunta dos dispositivos FACTS na estabilidade, quando aplicados ao controle do fluxo de potência.
Abstract: In this work the mathematical model of multi-machine power electric systems is developed to evaluate the stability to small perturbations, with the simultaneous actuation of different FACTS devices controlling the power flow. The FACTS of type SSSC and STATCOM are modeled, considering their internal losses, the resulting model is added to the resolution of the power flow, considering that each FACTS device controls a quantity of the system. By the solution of the power flux, the Ybus and Jacobian matrices, as well as voltages and powers, these are used to the Power Sensitivity Model, by means of simulations, it is verified the performance of the control elements in the stability to small perturbation of multi-machine systems. For addition of damping to electromechanical oscillations, ESP and POD controllers are applied. From the state space representation of the final model, the resulting eigenvalues are studied to evaluate the stability of the system. At the end, the individual and combined performance of the FACTS devices in the stability, when applied to the control of the power flow, is discussed.
Doutor
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Silva, Andre Tavora de Albuquerque. "Desenvolvimento de tecnologia de dispositivos chaves MEMS - MicroelectromechanicalSystems - para RF - Radio Frequencia - e novas topologias para circuitos integrados CMOS de RF em sub-sistemas de entrada de radio receptores." [s.n.], 2008. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/260965.
Full textAbstract:
Orientador: Luiz Carlos KretlyTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação
Made available in DSpace on 2018-08-11T01:55:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_AndreTavoradeAlbuquerque_D.pdf: 5543671 bytes, checksum: 26990143f84fbd9e80d60304ebc8febc (MD5) Previous issue date: 2008
Resumo: Este trabalho apresenta dois tópicos de pesquisa, o primeiro é referente ao projeto e desenvolvimento da tecnologia de fabricação de Chaves MEMS (Micro Electro Mechanical System) de RF e o segundo é o projeto de circuitos integrados. No que se refere a chaves MEMS, descreve-se o processo e a metodologia para projeto de Chaves MEMS paralela sobre linha de transmissão coplanar (CPW). A estrutura é composta de uma ponte metálica suspensa em ambos os lados por dois postes metálicos conectados ao plano de terra. As chaves são projetadas para uma baixa tensão de ativação (16 V) e com larga banda de operação em freqüência (400 MHz ¿ 4GHz) possibilitando seu uso na maioria dos padrões de sistemas de comunicação. Também é descrita a metodologia do projeto auxiliado por simulações eletromecânicas e eletromagnéticas e finalmente é apresentada a caracterização de 4 chaves construídas. Após extensa pesquisa na literatura técnico-científica, foi identificado que este é o primeiro trabalho no Brasil dedicado ao desenvolvimento de tecnologia de fabricação de chaves MEMS. Os projetos de circuitos integrados foram realizados em tecnologia CMOS 0,35 µm e incluem: multiplicador de tensão e oscilador em anel, chaveador SPDT (Single Pole Double Through), amplificador de baixo ruído e modulador BPSK. Sendo os circuitos multiplicador de tensão e oscilador em anel projetados para aplicações em chaves MEMS. Os circuitos SPDT, amplificador de baixo ruído e modulador BPSK são parte integrante de Front-End de RF, com recepção em 1,8 GHz (banda D - GSM) e transmissão em 868,3 MHz (padrão Zigbee). São descritos os guias de projeto para cada circuito com simulações e desenho de layout. Especificamente para os circuitos, multiplicador de tensão e amplificador de baixo ruído são apresentadas novas topologias. Estes dois circuitos estão em via de preparação de patente. Finalmente, as caracterizações de cada circuito são apresentadas, com exceção do modulador BPSK
Abstract: This work presents two main research topics: the first refers to the design and the development of a fabrication technology for RF MEMS (Micro Electromechanical Systems) Switches and the second to the design of RF integrated circuits. In relation to MEMS switches, it describes the fabrication process and the design methodology of Shunt MEMS switches over a coplanar transmission line (CPW). The structure is composed by a metallic bridge anchored on both ends by two metallic posts connected to the ground plane. The switches are designed to operate at low activation voltage (16 V) and with a large band of operating frequency (400 MHz ¿ 4GHz), making possible its use in many communication systems. It is also described a design methodology assisted by electromechanical and electromagnetic simulations, and finally it is presented the characterization of 4 switches. After extensive search in technical literature, it was identified that this is the first work in Brazil dedicated to the technology development and fabrication of MEMS switches. The integrated circuits designs are realized in CMOS 0.35 µm technology and includes: charge pump and ring oscillator, SPDT switcher (Single Pole Double Through), low noise amplifier and BPSK modulator. The circuits charge pump and ring oscillator are intended to MEMS switches applications. The circuits SPDT, low noise amplifier and BPSK modulator are integrating parts of a RF Front-End, with reception at 1.8 GHz (band D ¿ GSM) and transmission at 868.3 MHz (ZigBee standard). The design guidelines to each circuit are described, with simulations and layout drawing. Specifically to the circuits charge pump and low noise amplifier, it is presented new topologies with innovation in the area. These two circuits have their patent process under preparation. Finally, the characterization of each circuit is presented, with exception of the BPSK modulator
Doutorado
Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica
Doutor em Engenharia Elétrica
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Oliveira, Luiz Claudio Marangoni de 1975. "Contribuições para melhoria do desempenho e viabilidade de fabricação de scanners indutivos." [s.n.], 2006. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/263395.
Full textAbstract:
Orientador: Luiz Otavio Saraiva FerreiraTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica
Made available in DSpace on 2018-08-06T21:02:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_LuizClaudioMarangonide_D.pdf: 9710529 bytes, checksum: 4fc22426f2b4d1d845715c4742df71a2 (MD5) Previous issue date: 2006
Resumo: Scanners são dispositivos que defletem um feixe luminoso e transfonnam um feixe puntual em uma linha de varredura, com amplitude e freqüência controladas. Diversos equipamentos utilizam este padrão luminoso para codificar ou decodificar infonnações, exemplos mais comuns são os leitores de código de barras de bancada, utilizados em supennercados, e as impressoras laser. V ários fenômenos podem ser empregados para defletir um feixe luminoso. Neste trabalho, os scanners utilizam o princípio da reflexão da luz por um espelho em movimento hannônico e ressonante sob ação de forças de origem eletromagnética. Tais forças são geradas pela interação de correntes induzi das na annadura, com o campo magnético produzido por ímãs pennanentes. A principal vantagem deste tipo de scanner é a ausência de conexões elétricas entre as partes móveis e fixas do dispositivo, o que simplifica o processo de fabricação e o toma mais robusto e menos suceptível a falhas. Parte dos scanners similares existentes atualmente são dispositivos eletro-mecânicos complexos, fabricados em série. Trabalhos anteriores demonstraram a viabilidade da geometria planar e da utilização de processos de fabricação em lotes, derivados da microeletrônica, neste tipo de scanner. Os protótipos fabricados, embora funcionais, apresentaram consumo de potência acima da média para este tipo de dispositivo, o que demonstrava a necessidade de melhorias em seu projeto. O processo de fabricação, embora confiável, foi desenvolvido com materiais e métodos baseados no Silício e originários da microeletrônica, o que dificultava sua implantação em indústrias em território nacional. Neste trabalho, foram pr9postos aprimoramentos à tecnologia dos scanners ressonantes planares atuados por indução para tomar seu desempenho compatível com o d~ dispositivos similares, e também para viabilizar sua fabricação utilizando materiais e métodos disponíveis no país. Uma metodologia de projeto, em conjunto com uma série de contribuições ao modelo, foi proposta e avaliada. Para viabilizar a fabricação propôs-se a utilização do Bronze-fosforoso, como material estrutural, e a utilização de foto-fabricação, como processo de fabricação. As contribuições propostas neste trabalho possibilitaram a redução do consumo de potência de 2, 2 W para cerca de 5 m W por grau óptico, e o aumento da freqüência de operação do circuito de cerca de 1 kHz para 4 kHz, com um ângulo de deflexão óptico típico de 20° pico-a-pico, parâmetros compatíveis com os de dispositivos similares, mas mecanicamente mais complexos e fabricados por processo serial
Abstract: Scanners are devices that deftects a light beam and converts a spot light in a well controlled amplitude and frequency scan line. Several applications uses the generated pattem to code or decode data, common examples ar,e barcode readers, and laser printers. A light beam can be deftected by different means. In this work, the scanner deftects the light by reftection in a moving mirror, in a resonant and harmonic movement, subjected to forces of electromagnetic nature. Such forces are generated by the interaction between an induced current in the armature, and a magnetic field, generated by permanent magnets. The main advantage of this kind of scanner is the absence of electrical connections between the mobile, and fixed parts of the device, that simplifies the fabrication process, and make its more reliable and less fault susceptible. Part of the similar devices available today are complex eIectro-mechanical devices, manufactured by serial processo Earlier works established that the planar geometry, and the use of batch fabrication process, derived from microelectronics, are feasible with this kind of device. A1though functional, the earlier prototypes presented a high power consumption, that shown the demand for an improved designo The Silicon-based fabrication process adopted makes the use of materiaIs and methods that are not readily accessible to the Brazilian industry. In this work improvements were proposed to the induction actuated planar resonant scanners technology. The goal was to make its performance compatible with the performance of similar devices, and to enable its fabrication using materiaIs and methods available to the Brazilian industry. A design m~thodology, and a set of model contributions were proposed and validated. The use of Phosphor-bronze, as structural material, and the photqfabrication process, as the machining method, were proposed as an option to the Silicon-based fabrication method. The contributions ofthis work had enabled the reduction ofthe power consumptlon from 2,2 W to about 5 m W per optical degree, and an increase in the working frequency from 1 kHz to 4kHz, with a optical deftection angle of about 20° peak-to-peak. Such parameters are fully compatible with similar devices, mechanically more complexes and manufactured by serial processes
Doutorado
Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico
Doutor em Engenharia Mecânica
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Biasotto, Cleber. "Obtenção e caracterização de filmes finos de oxido, nitreto e oxinitreto de silicio por deposição ECR-CVD." [s.n.], 2005. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/261782.
Full textAbstract:
Orientador: Jose Alexandre DinizDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação
Made available in DSpace on 2018-08-05T17:29:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Biasotto_Cleber_M.pdf: 4466326 bytes, checksum: 75500d469b99d21f5c40a3214a755168 (MD5) Previous issue date: 2005
Resumo: Neste trabalho, filmes finos de nitreto (SixNy), oxido (SiOx) e oxinitreto (SiOxNy) de silicio sobre substrato de silicio, obtidos através da deposição química a partir da fase vapor auxiliada por plasma remoto (RPCVD), foram caracterizados e estudados para aplicações em micromáquinas (micromachining) ou sistemas micro-eletro-mecanico (MEMS). Os filmes de nitreto de silicio (SixNy) foram obtidos para aplicação em estruturas suspensas (pontes e membranas) e como mascara de proteção de dispositivos MOS para remoção do substrato, utilizando os processos de corrosão úmida do substrato de silicio pelas faces superior (front-side bulk micromachining) e inferior (back-side bulk micromachining), respectivamente. Os filmes de oxido de silicio (SiOx) foram aplicados como camada sacrificial em processos de obtenção de estruturas suspensas empregando a técnica de remoção de camadas sacrificiais na superfície (surface micromachining). Os filmes de oxinitreto de silicio (SiOxNy) foram obtidos como filmes alternativos para aplicação em estruturas suspensas (pontes e membranas), utilizando os processos de corrosão úmida do substrato de silicio pela face superior (front-side bulk micromachining). A fabricação destas estruturas e primordial para o desenvolvimento de micro-sensores e micro-atuadores. Neste trabalho foram revisadas as técnicas de processamento CVD (Chemical Vapor Deposition), apresentando a justificativa da escolha do reator ECR (Electron Cyclotron Resonance), que utiliza a tecnologia CVD com Plasma Remoto (RPCVD) para as deposições
Abstract: In this work, silicon nitride (SixNy), oxide (SiOx) and oxynitride (SiOxNy) thin films obtained by remote plasma chemical vapor deposition (RPCVD) on silicon substrate were studied and characterized for micromachining or micro electro-mechanical system (MEMS) applications. Silicon nitride films (SixNy) were used in suspended structures (membranes and bridges) and as MOS device protection mask against wet substrate etching, obtained by wet substrate etching processes using the front-side and back-side bulk micromachining techniques, respectively. Silicon oxide films (SiOx) were employed as sacrificial layers to obtain suspended surface structures using the surface micromachining technique. Silicon oxynitride (SiOxNy) films were used as alternative films in suspended structures (membranes and bridges), using the front-side bulk micromachining technique. The fabrication of these structures is primordial for the micro sensor and actuator development. In these work, CVD (Chemical Vapor Deposition) techniques are revised, presenting the choice justification of ECR (Electron Cyclotron Resonance) reactor, which uses RPCVD technology for the depositions
Mestrado
Mestre em Engenharia Elétrica
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Poel, Filho Cornelis Joannes van der. "Modelagem numerica de problemas de dominios acoplados para aplicação em microsistemas eletromecanicos." [s.n.], 2005. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/265140.
Full textAbstract:
Orientador: Renato PavanelloTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia mecanica
Made available in DSpace on 2018-08-04T08:49:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PoelFilho_CornelisJoannesvander_D.pdf: 8296875 bytes, checksum: 048da8ba9cfe029f98229ac0b593f989 (MD5) Previous issue date: 2005
Resumo: Microsistemas eletromecânicos geralmente têm seu princípio de funcionamento baseado na interação entre dois ou mais campos físicos. Para seu projeto são necessárias ferramentas de simulação multi-domínios. Este trabalho visa estudar o fenômeno de acoplamento eletromecânico em microsistemas e construir uma ferramenta de simulação numérica para este tipo de problema. São apresentados métodos de análise estática, modal e transiente baseados em modelos de elementos finitos e de ordem reduzida. Na análise estática cada domínio é resolvido separadamente. Foi mostrado um método de transferência das forças eletrostáticas para o domínio mecânico e proposto e testado um esquema de atualização da malha elétrica. Para a análise dinâmica transiente foi implementado um método de Newmark adaptado de forma a considerar os efeitos do acoplamento eletromecânico. Outro método de análise dinâmica apresentado é baseado numa estratégia de perturbação do sistema em equilíbrio em conjunto com a resolução de um problema de autovalor / autovetor. O método de perturbação fornece diretamente as freqüências naturais de vibração do sistema acoplado. A técnica de redução de ordem apresentada é baseada numa projeção de Galerkin da equação diferencial governante utilizando como funções de base os modos empíricos do sistema dinâmico. Um programa computacional para modelagem numérica multi-domínios com solução particionada para o acoplamento eletromecânico foi proposto e implementado. O código computacional, denominado MefLab, onde os métodos numéricos foram programados, usa o paradigma de orientação a objetos e a linguagem C++. Resultados com as diversas metodologias são mostrados e analisados
Abstract: Microelectromechanical systems have their working principIes based on the interaction between two or more physical fields. To design them, multi-physics simulation tools are needed. This work aims to study the coupled field effects in microsystems and build a computer code for numerical simulation of this problem. Static, dynamic modal and transient methods are introduced. They are based on finite elements and reduced order models. The static analysis is done by a staggered treatment. A method for transfering electrostatic pressures to the mechanical domain was shown and a mesh updating scheme was proposed and tested. For the transient analysis, in order to consider the electromechanical coupling effects, an adaptation was inserted in the classical Newmark direct integration method. A dynamical modal method based in a perturbation strategy was presented. It involves the staggered static algorithm and the solution of an eigenvalue/eigenvector problem. This method is able to give the natural coupled frequencies of the system with low computational costs. A reduced order modeI was constructed by using a Galekin projection of the governing differential equations in an empirical basis. This basis was obtained through results of transient finite element analysis. A multi-domain project with staggered procedures for the electromechanical coupling was proposed and implemented. It refers to the software MefLab++, a computer code written in C++ where numerical strategies are programmed according to the oriented object paradigm. Numerical results for the static, dynamic modal and transient methodologies are shown
Doutorado
Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico
Doutor em Engenharia Mecânica
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Silva, Jorge Rui. "Dispositivo Médico-Cirúrgico Eletromecânico para Laparoscopia." Master's thesis, 2016. http://hdl.handle.net/11110/1088.
Full textAbstract:
Os avanços realizados nas técnicas cirúrgicas têm permitido que o tempo de recuperação outrora contado em dias ou até semanas tenha sido reduzido para horas, com os pacientes a saírem do
hospital pelo seu próprio pé pouco tempo após a intervenção. Tal resulta numa redução do tempo de recuperação, menos desconforto para o paciente e consequente redução dos custos associados ao internamento.
A redução nos tempos de recuperação é fundamentalmente devida às técnicas cirúrgicas minimamente invasivas que assentam sobretudo na utilização de instrumentos laparoscópicos. A anestesia é agora muitas vezes local ou apenas uma sedação, ficando o paciente sob efeito da
anestesia durante um período menor quando comparado com as técnicas tradicionais.
O desenvolvimento de dispositivos laparoscópicos que permitam ao cirurgião maior manobrabilidade associada a uma atuação simples, sem os movimentos invertidos inerentes aos instrumentos
tradicionais, irão permitir realizar intervenções que outrora seriam realizadas com as técnicas tradicionais, de forma segura e menos intrusiva reduzindo o risco de complicações pós-operatórias.
Os dispositivos laparoscópicos mais avançados associados a certas técnicas cirúrgicas, permitem a realização de intervenções complexas e de grande minucia através de apenas um orifício LESS (Laparoendoscopic single-site surgery), ou no caso de ser realizada com robô, R-LESS (Robotic laparoendoscopic single-site surgery); reduzindo de forma ainda mais acentuada o tempo de recuperação e o tamanho da cicatriz.
O aumento da manobrabilidade dos dispositivos laparoscópicos é obtida através da inclusão de sistemas eletromecânicos relativamente complexos que tentam transpor o movimento da mão para a pinça dentro do paciente. No entanto, a adição destes sistemas podem tornar a manipulação desses dispositivos pouco intuitiva e pouco ergonómica, sobretudo se forem usados com apenas
uma das mãos. Por outro lado, quando a atuação deixa de ser realizada de forma puramente mecânica e direta o cirurgião perde sensibilidade da força que está a ser exercida pelo dispositivo já
que esta passa a ser efetuada através de um sistema assistido, como por exemplo motores elétricos, sistemas hidráulicos ou pneumáticos. Estes fatores resultam que a aceitação destes dispositivos
pelos cirurgiões não tenha sido fácil.
Para contornar este problema, o dispositivo desenvolvido para além de grande capacidade de manobra, oferece atuação natural e portabilidade. Contempla uma componente háptica de atuação
hidráulica que ajudará o cirurgião a melhor perceci-onar o que se passa na ponta da pinça.
Como o movimento da pinça é controlado por um sistema eletromecânico é possível escalonar a amplitude do movimento de entrada e reduzir o tremor fisiológico das mãos.
A pinça e respetiva haste é convencional podendo ser usados os trocarts já existentes.
Foi desenvolvido um protótipo virtual com todos os componentes necessários para um funcionamento integral. No então não foram realizados protótipos físicos de todos os componentes, nem se sabe como os diferentes módulos interagem entre si.
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Mateus, Ricardo Manuel Machado dos Santos. "Medição dos esforços eletromecânicos desenvolvidos em dispositivos de potência que utilizam materiais supercondutores." Master's thesis, 2016. http://hdl.handle.net/10362/18450.
Full textAbstract:
A atual rede de energia elétrica necessita cada vez mais da presença de dispositivos de potência, capazes de responder às necessidades do utilizador. Existe assim, uma especial atenção no controlo e prevenção de falhas na rede elétrica, de modo a que esta opere sem a ocorrência de eventos prejudiciais.
Acompanhando este crescimento, resulta um aumento na complexidade das redes,
tendo como consequência um maior número de ocorrências. As correntes de curto-circuito (CC) são uma das principais responsáveis por perturbações na rede. Existe necessidade estudar as consequências destas falhas, permitindo realizar a proteção adequada.
Com a descoberta da supercondutividade um enorme número de investigações foram
levadas a cabo por diversos cientistas com o objetivo de descobrir e estudar novas
aplicações e metodologias. Este trabalho, tem como objetivo desenvolver um método que permita medir e analisar os esforços electromecânicos desenvolvidos em Limitadores de Corrente de Defeito Supercondutores (LCDS), na ocorrência de falha na rede, de modo a perceber com maior exatidão quais as deformações e tensões a que poderão estar sujeitos, otimizando o seu funcionamento.
Para isso, será desenvolvido um método de medida das tensões mecânicas e realizar-se-ão vários ensaios, com o intuito de analisar e mensurar as deformações presentes nas fitas supercondutoras constituintes do secundário do LCDS, recorrendo para tal à utilização de extensómetros, bem como o circuito eléctrico respetivo para o efeito.
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Vale, Filipe Miguel França Saldanha do. "Desenvolvimento de um dispositivo de medida para determinação dos esforços eletromecânicos em limitadores de corrente supercondutores." Master's thesis, 2019. http://hdl.handle.net/10362/115837.
Full textAbstract:
O constante incremento da procura de energia elétrica obriga a uma mudança de
paradigma no que à geração diz respeito. Por este motivo, verifica-se um aumento da
geração distribuída, por oposição à geração centralizada. Maior procura traduz-se em
mais dispositivos e maior consumo, o que acaba por poder originar maiores correntes de
curto-circuito a precisar de serem limitadas.
A supercondutividade e, subsequentemente, os limitadores de correntes de defeito
supercondutores (LCDS), apresentam uma solução viável para minimizar as correntes de
curto-circuito e os danos a dispositivos de potência que daí advêm. Porém, são escassos os
estudos acerca dos esforços eletromecânicos que afetam os enrolamentos supercondutores
destes equipamentos. É pertinente averiguar se as tensões mecânicas que atingem as fitas
são, ou não, passíveis de as danificar ou comprometer a sua integridade estrutural.
Face ao exposto, pretende-se com esta dissertação construir um dispositivo de medida
que, recorrendo a técnicas de extensometria e a algum pós-processamento, seja capaz de
quantificar as tensões mecânicas radiais e axiais que se manifestam nos enrolamentos
supercondutores de virtualmente qualquer dispositivo de potência do género.
Posteriormente, e utilizando o dispositivo construído, estudar-se-ão os efeitos destas
forças em apenas dois limitadores de correntes de defeito supercondutores indutivos do
tipo transformador: um trifásico e um monofásico, ambos em diversas configurações.
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Lopes, Marco António Sousa. "Dispositivo portátil semi-automatizado de monda de frutos." Master's thesis, 2017. http://hdl.handle.net/10400.6/7844.
Full textAbstract:
A qualidade dos frutos está muito dependente da carga de uma árvore. Se a poda for menos severa para garantir maior produção e o vingamento dos frutos se revelar elevado pela ocorrência de condições climáticas favoráveis, resultará num excesso de carga de frutos na árvore, restando aos produtores fazer o correto ajustamento da carga através da monda dos frutos. A monda manual é o método mais utilizado mas, requer elevada disponibilidade de mão-de-obra, fator muitas vezes limitante, e por ser moroso torna-se bastante dispendioso. As soluções alternativas mecanizadas ou automatizadas encontradas na literatura não demonstraram ainda ser economicamente viáveis. Isto deriva do facto de essas soluções apresentarem uma operação em malha aberta, sem qualquer tipo de sensorização e com formatos de atuação que não permitem exercer a seletividade de remoção de frutos necessária para que a realização da monda mecanizada ou automatizada resulte num impacto positivo consistente. Com a presente dissertação de mestrado, pretende-se contribuir para o desenvolvimento e investigação de soluções para a mecanização e automatização de processos agrícolas que requeiram técnicas avançadas e inovadoras de sensorização e atuação, tendo como objetivo último o desenvolvimento de um dispositivo portátil para a automatização da monda de frutos.
O dispositivo desenvolvido tem por base a utilização de um conjunto de transdutores ultrassónicos dispostos radialmente para a deteção e avaliação de frutos, e um conjunto de atuadores lineares, também estes dispostos radialmente, responsáveis pela remoção dos frutos pela execução de uma força de impacto. É apresentado o dimensionamento do hardware envolvido nestes sistemas, descrito o software de controlo implementado no formato de sistema embutido, assim como a investigação realizada em torno da aplicação de processamento de sinal e algoritmos de aprendizagem de máquina aos sinais adquiridos pelos transdutores ultrassónicos. O funcionamento atual do protótipo do dispositivo de monda ainda não é satisfatório, requerendo a utilização de dispositivos de sensorização e atuação mais avançados tecnologicamente, o que se configura inatingível no momento pela especificação de baixo custo que norteou todo o desenvolvimento do projeto.The quality of fruits is highly dependent on the load of the fruit trees. If the pruning process is not severe, as a way to ensure a high production level and the fruit setting rate turns out to be high as well, due to favourable climate conditions, it will result in a excessive fruit-load. In this case, the producers have to adjust the fruit-load by performing fruit thinning. Manual thinning is the most commonly used technique in fruit thinning, although it requires a high availability of labour force, which is frequently a limiting factor, and as it is a time-consuming activity it also becomes quite onerou. The alternative mechanized and automated solutions found in literature have not yet shown to be economically viable. This results from that fact that those solutions operate as open-loop systems, without any kind of sensor and with actuation strategies that do not enable to remove the fruits with the level of selectivity required for achieving a consistent positive economic impact. This master’s dissertation aims to contribute to the research and development of automated solutions of agricultural processes that require advanced and innovative sensing and actuation technologies and techniques, having as its ultimate purpose the development of a hand-held automatic fruit thinning device. The device is based upon the use of an array of radially arranged ultrasonic transducers, for the detection and evaluation and a set of linear actuators, also radially disposed, for the removal of the fruits. The design of these systems’ hardware is presented, the corresponding software which was implemented as an embedded system is then described, as well as the research that was performed involving the application of signal processing and machine learning algorithms to signals acquired by the ultrasonic transducers. The resulting prototype, in its current state, does not yet present an adequate level of functionality, requiring the use of more advanced sensors and actuators, which as of this moment is not attainable due to the low budget specification that led over the development of this project.
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Paredes, Luís Manuel Andrês. "Estudo do Dispositivo de Recuperação de Energia das Ondas ANACONDA." Master's thesis, 2016. http://hdl.handle.net/10400.6/7785.
Full textAbstract:
O ANACONDA é um dispositivo de conversão de energia das ondas relativamente recente. O sistema consiste essencialmente num longo tubo de borracha, cheio de água, que flutua alinhado com as ondas incidentes. Na extremidade da frente o tubo possui um nariz e a sua extremidade traseira está ligada a um sistema de extracção de potência. Quando é excitado pelas ondas do mar, este tubo flexível desenvolve internamente impulsos de pressão cuja amplitude aumenta em direcção ao sistema de conversão de energia. Neste dispositivo as ondas de pressão dentro do tubo impelem uma massa de água para uma chaminé. As oscilações da coluna de água dentro da chaminé, por seu lado, dão origem a variações de pressão no ar que está contido numa câmara pneumática superior. Estas variações de pressão podem então ser utilizadas para fazer funcionar uma turbina de ar com alternador. O presente estudo centra-se na análise de desempenho do sistema, quando este interage com ondas regulares de diferentes alturas e comprimentos de onda. Com esta finalidade foram realizados ensaios experimentais em canal de ondas, com um modelo reduzido do dispositivo à escala 1:100. No nosso modelo físico a câmara pneumática comunica com o meio ambiente exterior através de um orifício. Foram testados orifícios calibrados com diferente diâmetro. Procedeu-se à medição das ondas incidentes, reflectidas e transmitidas, assim como das oscilações do nível de água na chaminé, o que permitiu fazer uma estimativa da energia recuperada pelo dispositivo nas diferentes condições de funcionamento consideradas. São apresentados valores da potência extraída pelo sistema e do rendimento de absorção. Estes valores são finalmente utilizados para previsão do desempenho do dispositivo em condições de mar reais.The ANACONDA is a relatively new wave-energy conversion device. The system is essentially made out of a long rubber tube, filed with water, which floats perpendicular to the direction of wave propagation. The nose of the tube is aligned head to waves and its stern is connected to a power take-off system (PTO). When the ANACONDA is excited by the sea waves, the rubber tube develops internal pressure bulges whose amplitudes increase in the direction of the PTO. These bulges then push a mass of water into a vertical chimney, where the water-column oscillations take place. The water piston induces pressure variations in the air cushion contained inside the pneumatic chamber above the chimney. The pressure head is, therefore, used to drive an air turbine and electrical generator. The present study is focused on the analysis of the system’s performance when it interacts with regular waves having different wave highs and periods. Having this in mind a comprehensive series of experimental tests were conducted in the wave flume of fluidslab, with a 1:100 scale model of the ANACONDA device. In the physical model the pneumatic chamber is connected to the atmosphere through a calibrated orifice. Six different orifice diameters have been tested. The incident, reflected and transmitted waves were measured, along with the chimney water level, allowing us to make an estimate of the energy extracted by the system. Predictions of the power extracted by the system and its absorption efficiency were obtained for the range of duty conditions imposed on the turbine. The results obtained are finally used to predict the performance of the ANACONDA in real sea conditions.
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Braga, Francisco Pavão. "Estudo Preliminar de um Dispositivo para Aproveitamento de Energia das Ondas no Arquipélago dos Açores." Master's thesis, 2017. http://hdl.handle.net/10400.6/7841.
Full textAbstract:
O presente trabalho trata do estudo do dispositivo de recuperação de energia das ondas ANACONDA quando este utiliza um sistema de conversão de potência pneumático e turbina de ar. Antes do estudo do dispositivo propriamente dito, efetuámos um levantamento consistente do clima de ondas nos Açores. As amplitudes e comprimentos de onda no arquipélago são favoráveis à utilização da energia das ondas para fins domésticos, através da ligação à rede elétrica da EDA. Neste âmbito procedeu-se ao ensaio de um modelo do dispositivo ANACONDA á escala 1:50. O modelo do dispositivo tem como corpo principal um tubo de latex com 2,44 m de comprimento e um diâmetro de 18,9 cm. Este tubo é conectado a um sistema de extração de potência (PTO) pneumático. Para simular a impedância da turbina de ar que equipará o protótipo, utilizámos uma descarga de ar para a atmosfera através de um orifício. Foram testados orifícios de diferentes diâmetros. O modelo foi ensaiado no tanque hidrodinâmico do fluidslab, para uma gama de frequências entre 0,51 e 0,95 Hz e amplitudes de onda entre 6,4 e 22,4 cm. Estas condições são representativas das ondas de período entre 5 e 13 s que caracterizam o clima de ondas do mar dos Açores. Nesta campanha de ensaios foram efetuadas medições da altura das ondas no tanque, do deslocamento da superfície livre dentro do sistema PTO e da pressão dentro da câmara pneumática. Os dados recolhidos permitiram fazer estimativas do caudal turbinado, da potência extraída e do rendimento do sistema. A análise do seu desempenho permite enfim obter algumas conclusões sobre a viabilidade da sua utilização na ilha do Corvo.The present work concerns the study of the ANACONDA wave energy conversion device when using a pneumatic power take-off and a turbo-generator set. Firstly, a consistent evaluation of the wave climate in the Azorean region was made. The wave amplitudes and wavelengths in the Archipelago are favorable for wave energy utilization for domestic use, via the connection to the EDA electrical grid. As such, a model of the ANACONDA device, at a 1:50 scale, was tested. The model is comprised of a long rubber tube, 2.44 m long with a diameter of 18.9 cm. The tube is assembled to a pneumatic PTO. In order to simulate the impedance of the air turbine to be installed in the prototype, an orifice plate was used as the interface for the discharge to the atmosphere. Several orifices of different diameters have been tested. The model was tested in the hydrodynamic tank of the fluidslab for waves with a frequency range of 0.51 - 0.95 Hz and wave amplitudes of 6.4 – 22.4 cm. These conditions are representative of the 5 – 13 s waves observed in the Azorean sea. In these tests, the wave amplitude in the tank, the water level displacement in the shaft and the pressure inside the pneumatic chamber were measured. The data obtained allowed us to estimate the nominal air flow rate through the orifice, the absorbed power and the system’s efficiency. Finally, this performance assessment leads to some findings concerning the viability of this device in Corvo island.