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Orientador: Jose Pissolato Filho Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Resumo: Esta tese apresenta o desenvolvimento de uma nova implementação do efeito skin no modelo da linha de transmissão de energia elétrica, e de sinal, para estudo e anâlise das perdas devido ao efeito skin no domínio da freqüência. As perdas devido ao efeito skin são levadas em conta através da formulação e solução da equação de onda de Maxwell em função do campo elétrico na direção de propagação. A solução da equação de Maxwell apresenta a formulação para o cálculo da corrente transitória na seção transversal do condutor sólido e cilíndrico como função do campo elétrico na superfície. A formulação matemática das equações da nova implementação é obtida pela consideração da formulação da corrente transitória e aplicando a teoria eletromagnética. A tese apresenta também o desenvolvimento da formulação matemática das equações dos modelos de linha de transmissão sem perdas e com perdas (conceito da resistência da corrente contínua) para efeito de comparação. A solução no domínio da freqüência para estes três modelos é obtida a partir da aplicação da transformada de Fourier. A conseqüência do desenvolvimento da nova implementação apresenta uma possibilidade para desenvolver uma nova técnica, exata e bastante simples. Essa técnica pode ser usada para o cálculo dos parâmetros do efeito skin (resistência e indutância interna do condutor sólido e cilíndrico). Análise comparativa entre essa nova técnica e a técnica de Bessel (técnica muito usada pesquisa para o mesmo objetivo) são apresentados. Os resultados obtidos mostram que as vantagens dessa nova técnica sobre a técnica de Bessel são a simplicidade, rapidez, precisão e adequação para qualquer linguagem de computador. Finalizando é apresentada uma análise de comparação matemática e gráfica entre os parâmetros do efeito skin e da corrente contínua e sues efeito nas características da linha de transmissão. A anâlise mostra que, devido sa perdas do efeito skin, a resistência aumenta e indutância interna diminui com aumento da freqüência e a característica da linha. de transmissão mais afetada é o coeficiente de atenuação Ct. Além disso, alguns exemplos são apresentados como aplicações dessa nova implementação in linhas de transmissão longas e curtas e Comparar os resultados com aquelas obtidos pelos modelos sem e com perdas. Nessas exemplos à análise mostra que as tensões e correntes previstas no final de uma linha de transmissão eram sub estimadas quando usados os modelos sem e com perdas Abstract: This thesis presents the development of a new and quite simple implementa-tion of skin-effect in electrical and signal transmission line model for skin-effect 1088 analysis and study in frequency-domain. Skin-effect 1088 is taken into account by formulating and solving Maxwell's wave equation as a function of the electrical field in the direction of propagation. Ma.xwell's wave equation solution gives the transient formulation for the current calculation in the transversal section of the solid cylindrical conductor as a function of the electrical field on the conductor surface. The mathematical formulation of the model equations is obtained by considering the transient formulation of the current and applying electromagnetic theory. It also presents the development of the mathematical formulation equations of both the lossless and the lossy (DC resistance concept) transmission line mode1s for compari-sons. The frequency-domain solution for these three models is obtained by applying Fourier transform method. The consequence of the development of the new imple-mentation gives a possibility to develop a new, exact and very simple technique. This technique can be used to calculate the skin-effect parameters (resistance and internal inductance of the solid cylindrical conductor). Comparison analysis between this new technique and the Bessel technique (the most used technique in research for the same objective) are presented. The results show that the advantages of this new technique over the Bessel technique are the simplicity, quickness, accuracy and the suitability for any computer language. Finally mathematical and graphical comparison analysis between skin-effect and DC parameters and their effects on the transmission line characteristic is presented. The analysis shows that, due to the skin-effect 1058, the resistance increases and the internal inductance decreases with . the increase of the frequency, and the most affected transmission line characteristic is the attenuation coefficient Q. In addition, some examples are presented as an applications of the new implementation in long and short tran.qrni~on lines and compare the results with those obtained by the lO581ess and lossy models. In these examples the analysis shows that the predicted voltages and currents at the end of the transDussion lines were under-estimated when using the lossless and lossy models Doutorado Energia Elétrica Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador : Sergio Santos Muhlen Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Mestrado

Orientador: Jose Pissolato Filho, Geraldo Peres Caixeta Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Mestrado

Orientador: Jose Pissolato Filho Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Resumo: Alguns dos principais danos causados por descargas atmosféricas são de origem indireta, ou seja, originam-se dos campos eletromagnéticos provenientes deste tipo de fenômeno natural resultando em problemas de compatibilidade eletromagnética ou em desafios para os projetistas de sistemas de proteção de surtos e de blindagens contra este tipo de interferência. Este trabalho trata de um destes efeitos indiretos, tensões induzidas em linhas aéreas por descargas atmosféricas próximas, utilizando-se das mais recentes pesquisas na área de campos eletromagnéticos provenientes deste tipo de fenômeno natural. Através de uma rigorosa formulação matemática do canal da descarga atmosférica, assim como, dos campos eletromagnéticos provenientes dele, no caso de conexão direta com o solo ou com um objeto elevado (torre ou prédio aterrados), e da consideração de diferentes expressões para o cálculo do raio de atração dos objetos elevados, foi possível realizar um estudo comparativo dos efeitos da urbanização nas proximidades de uma linha aérea com relação ao aumento ou diminuição dos níveis de tensões e correntes induzidas quando da ocorrência de descargas atmosféricas próximas. Estes efeitos foram analisados através de simulações computacionais considerando variações em diversos parâmetros associados à urbanização, tais como: quantidade de objetos elevados, altura média dos objetos elevados, modelo de raio de atração e densidade de ocupação ou de urbanização. A partir da pesquisa realizada durante este trabalho e do programa computacional desenvolvido, são propostas metodologias para se avaliar as modificações nos padrões de ocorrência dos níveis de tensões induzidas de origem atmosférica em linhas aéreas localizadas em diferentes cenários de ocupação urbana ou nas proximidades de objetos elevados como, por exemplo, torres de telecomunicações. Abstract: Some of the worst damage caused by lightning is indirect, that is, it is caused by electromagnetic fields radiated from this kind of natural phenomenon resulting in electromagnetic compatibility problems or in challenges for designers of surge protection systems and shields against these interferences. This work considers one of these indirect effects, induced voltages on overhead lines by nearby atmospheric lightning discharges, using some of the most recent research in the area of electromagnetic fields generated by these natural phenomena. Starting from a rigorous mathematical formulation for a lightning channel, as well as for the electromagnetic fields generated by them, for the case of lightning striking the soil directly or an elevated grounded object, it was possible to carry out a comparative study of the urbanization effects close to an overhead line with respect to the increase or decrease of the induced voltages and currents when nearby lightning discharges occur. These effects were analyzed using computational simulations considering variations in some parameters associated with urbanization, such as: number of elevated objects, elevated objects average height, different models for the calculation of attractive radius and occupation or urbanization density. Taking into account the research and the computational program developed in this work, methodologies to evaluate the modifications on the occurrence patterns of lightning induced voltages on overhead lines localized at different urban occupation landscapes or at the vicinity of elevated objects like telecommunication towers, were proposed. Doutorado Energia Elétrica Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Hugo E. Hernandez Figueroa Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Resumo: Metamateriais são estruturas ou arranjos geométricos feitos a partir de materiais comuns, dielétricos, condutores, magnéticos ou por combinação destes. Os metamateriais caracterizam-se principalmente por apresentarem propriedades especiais de permissividade ( e) e permeabilidade ( µ) não encontradas nos materiais em estado natural, cujo principal efeito é o índice negativo de refração (n < 0). Essas características permitem seu emprego em diversos tipos de aplicações em eletromagnetismo e óptica, tais como filtros passa-faixa e rejeita-faixa, espelhos dielétricos, super lentes etc. Normalmente, o equacionamento envolvido no cálculo de parâmetros dos metamateriais são complexos e, na maioria das vezes, necessitam de apoio computacional. Por este motivo, o presente trabalho traz um estudo experimental sobre dois tipos de comportamento metamaterial, o de permissividade quase-zero e negativa, analisando seu desempenho sob vários aspectos geométricos e de características dos materiais envolvidos, além de propor uma metodologia de desenvolvimento, a qual possibilita um rápido dimensionamento de diversos tipos de grades metamateriais, baseada em cálculos simples ou consulta direta a tabelas e curvas de projeto. Abstract: Metamaterials are structures or geometric arrangements made from common materials, dielectrics, conductors, magnetic or a combination of these. Metamaterials are characterized mainly because of their special characteristics of permittivity ( e) and permeability ( µ), not found in the materials at natural state, whose main effect is the negative index of refraction (n

Orientador: Luiz Carlos Kretly Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação Resumo: Este trabalho apresenta a análise detalhada, simulações numéricas completas e os procedimentos para o projeto e a implementação de uma câmara GTEM -GigaHertz Transverse Electromagnetic- para análise de pré-conformidade em circuitos e sistemas eletrônicos. O sistema construído é capaz de realizar testes de EMC - Electromagnetic Compatibility, tanto de interferência - EMI quanto de susceptibilidade - EMS, na faixa de freqüência de 500 MHz - 18 GHz. O projeto apresenta uma inovação ao introduzir estruturas metamateriais na câmara tornando-a mais flexível na determinação da freqüência e níveis de RF e Microondas de teste. Os detalhes do projeto, simulações, a tecnologia de fabricação e medidas de validação da GTEM são descritos neste trabalho Abstract: In this work it is shown a detailed analysis, complete numerical simulations and the guidelines for the design and fabrication of a GTEM - GigaHertz Transverse Electromagnetic chamber, for pre-compliance tests of integrated circuits and electronic boards. With the built structure electromagnetic tests - EMC, including electromagnetic interference - EMI and immunity becomes feasible, on 500 MHz - 18 GHz frequency range. Besides that, an innovative concept is shown with the use of metamaterial technology applied to the GTEM chamber in order to make it more flexible in terms of frequency range. The design, simulation and fabrication strategy are clearly described along throughout this work Doutorado Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica Doutor em Engenharia Elétrica

Orientadores: Eduardo Tavares Costa, Sergio Santos Mühlen Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação Resumo: A sociedade de hoje vive a era do conhecimento e das inovações e as dúvidas e incertezas aparecem como desafios para a consolidação de tecnologias e o estabelecimento de requisitos técnicos para a sua segurança. Surgem novos materiais, técnicas e procedimentos médicos que trazem consigo as incertezas associadas. Fabricantes, hospitais e usuários são desafiados pela inovação a usufruir dos benefícios das novas tecnologias em troca de um risco, muitas vezes, desconhecido. O gerenciamento de risco é a ferramenta de gestão mais apropriada para a manutenção do desempenho dos equipamentos eletromédicos e a segurança do paciente. A determinação do risco, a avaliação, implementação de eventuais controles e monitoramento necessitam de adaptações para atender à demanda de cada contexto e cenário de risco por todo o ciclo de vida da tecnologia empregada em equipamentos eletromédicos. Nesta tese é apresentado o desenvolvimento de uma ferramenta metodológica para a determinação do risco de interferência eletromagnéticas causadas por rádio frequência (RF), que possibilite a consolidação do uso da tecnologia eletrônica na área da saúde, destacando a relação e a interação entre as partes envolvidas, a saber: os usuários, os fabricantes e os hospitais. A ferramenta, baseada na abrangência da técnica de determinação de risco bow-tie combinada com a objetividade da lógica fuzzy, foi construída e condicionada ao contexto específico da Engenharia Clínica, garantindo a efetividade na condução do processo de gerenciamento de risco para a tomada de decisão quanto à implementação de controles adicionais nas instalações ou na adoção de procedimentos de manutenção e acompanhamento da tecnologia. A aplicação da ferramenta por meio de estudo de caso, em hospitais localizados na proximidade de estações de radiodifusão, gerou evidências de que o atendimento aos requisitos de segurança e eficácia exigidos no controle regulatório no pré-mercado necessita de tratamentos adicionais para os riscos residuais que, por sua vez, necessitam a vigilância pós-mercado com a participação mais ativa e presente da Engenharia Clínica. Por fim, e apresentada a identificação de cenários de riscos e são discutidos os procedimentos e as medidas de controle alternativas para a manutenção da segurança eletromagnética, considerando a diversidade de ambientes e as variedades de equipamentos eletromédicos Abstract: Today's society lives in the era of knowledge and innovations, and doubts and uncertainties appear as challenges to the consolidation of technologies and the establishment of technical requirements for their safety. New materials, techniques, and medical procedures emerge and bring with them the associated uncertainties. Manufacturers, hospitals and users are challenged by innovation to enjoy the benefits of new technologies in exchange for an often- unknown risk. Risk management is the most appropriate management tool for maintaining the performance and safety of electromedical equipment and patient safety. The determination of risk, its assessment, implementation of possible controls, and follow-up monitoring require adaptation to meet the demands of each context and risk scenario throughout the life cycle of the technology employed in electromedical equipment. It is presented in this thesis the development of a methodological tool for the determination of the eletromagnetic interference risk by radiofrequency RF to allow the safe use of electronic technology in health care, highlighting the relationship and interaction between the parties involved, namely: users, manufacturers and hospitals. The tool, based on the comprehensiveness of the bow-tie risk determination technique combined with the objectivity of fuzzy logic, was built and conditioned to the specific context of Clinical Engineering, ensuring the effectiveness in conducting the risk management process for decision making, regarding the implementation of additional controls in the facilities or the adoption of procedures for maintenance and monitoring of the technology. The application of the tool by means of a case study, in hospitals located in the proximity of broadcasting stations, generated evidence that meeting the safety and efficacy requirements demanded in the pre-market regulatory control needs additional treatment for the residual risks, which, in turn, need a post-market surveillance with the more active and present participation of Clinical Engineering. Finally, the identification of risk scenarios is presented and alternative procedures and control measures for maintaining electromagnetic safety are discussed, considering the diversity of environments and the varieties of electromedical equipment Doutorado Engenharia Biomédica Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Prof. Dr. Marlio J. do C. Bonfim Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. Defesa : Curitiba, 15/03/2021 Inclui referências: p. 72-74 Área de concentração: Sistemas Eletrônicos Resumo: Com o desenvolvimento da eletrônica digital e de potência, que operam em frequências cada vez mais elevadas, há uma necessidade de pesquisas constantes para atenuação de ruídos eletromagnéticos. Dentre estes, o ruído Simultaneous Switching Noise (SSN) é um dos maiores problemas para o desenvolvimento de placas de circuito impresso (PCB) multicamadas em altas frequências. Este ruído gera uma radiação que se propaga por toda a PCB utilizando as camadas de energia como guia de onda e afeta principalmente os sinais que transitam pelas vias de interconexão entre as diversas camadas da placa, provocando a deterioração da integridade de sinal dos dispositivos eletrônicos. Existem diversos métodos para atenuação desse ruído, sendo que um dos mais estudados atualmente é a estrutura electromagnetic bandgap (EBG), por sua capacidade de atenuação em frequências acima de 1 GHz. Este trabalho explora através de ensaios experimentais e simulações eletromagnéticas a eficiência desta estrutura na atenuação do ruído em regiões que possuem as vias de passagem entre as camadas da PCB. A estrutura EBG, atua como um filtro rejeita faixa, que pode ser aplicada em placas multicamadas de forma a minimizar a interferência eletromagnética entre os circuitos integrados e assim, melhorar a integridade de sinal de todo o sistema. Sendo um elemento com uma larga banda de operação, é possível utilizar uma mesma estrutura no desenvolvimento de um projeto eletrônico para uma grande faixa de frequências, sem a necessidade de mudança de componentes em relação a propostas de filtros tradicionais. Através de simulações de campo próximo e análise do Diagrama de Olho, é verificado que a placa que utiliza a estrutura EBG obtém um resultado na relação sinal ruído (SNR) 2 vezes superior e uma redução de 30% na intensidade do campo elétrico na região em torno da via de passagem e 5 vezes na intensidade de campo magnético, quando comparada a uma estrutura convencional. Nos ensaios experimentais é demonstrando que a radiação que se propaga pela PCB e realiza um acoplamento nas trilhas de comunicação é 4 vezes maior na placa que não possui a estrutura EBG. Em suma, os resultados tanto experimentais como simulados demonstram uma boa concordância entre si, validando a metodologia adotada. Palavras-chave: Interferência Eletromagnética. Integridade de Sinais. Compatibilidade Eletromagnética. Abstract: With the development of digital and power electronics, which operate at ever higher frequencies, there is a need for constant research to attenuate electromagnetic noise. Among these, Simultaneous Switching Noise (SSN) is one of the biggest problems for the development of multilayer printed circuit boards (PCBs) at high frequencies. This noise generates radiation that spreads throughout the PCB using the energy layers as a waveguide and mainly affects the signals that pass through the interconnection paths between the different layers of the board, causing the deterioration of the signal integrity of electronic devices. There are several methods to attenuate this noise, one of the most studied nowadays is the electromagnetic bandgap (EBG) structure, due to its ability to attenuate frequencies above 1 GHz. This work explores, through efficiency tests and electromagnetic simulations, the efficiency of this structure in attenuating noise in regions that have vias between the layers of the PCB. The EBG structure, in the PCB, acts as a band reject filter, which can be applied to multilayer boards in order to minimize electromagnetic interference between integrated circuits and thus improve the signal integrity of the entire system. Being an element with a wide operating bandwidth, it is possible to use the same structure in the development of an electronic project for a wide range of frequencies, without the need to change components, as it is needed in traditional designs. Through simulations of near field and analysis of the Eye Diagram, it is verified that the PCB that uses the EBG structure obtains a result in the signal to noise ratio (SNR) of 2 times superior and a reduction of 30% in the intensity of the electric field in the region around the vias and 5 times the magnetic field strength, when compared to a conventional structure. In the experimental tests, it is demonstrated that the radiation that propagates through the PCB and mcouples to the communication tracks is 4 times higher in the board that does not have the EBG structure. In short, both experimental and simulated results demonstrate a good agreement with each other, validating the adopted methodology. Key words: Electromagnetc Interference. Signal Integrity. Electromagnetic Compatibility

Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia The objective of this MSc Thesis project is the development of a router that complies with all electromagnetic compatibility standards required by both the European and national markets. Therefore, after design and implementation, the device was tested in the electromagnetic compatibility lab available at the Electrical Engineering and Computers Department of Coimbra University, Portugal.Furthermore, to integrate this device into the national electrical network, it must also meet a set of established specifications.Moreover, this work investigates the necessary interfaces for the device to aggregate the Communications Integrated Architecture of the various systems that compose the Transformation Substations (low and medium-voltage) from EDP Distribution.This work included research and development on several communications peripherals (WAN Mobile 4G, Ethernet, RS232, RS485), as well as Printed Circuit Boards (PCB) design techniques and integrated circuits that minimize the electromagnetic noise produced by the device.This dissertation focused on the device hardware development while the firmware development was handled by Tula Labs.In the final stage of this project, a funcional prototype has been developed, according to the established specifications. Moreover, it has been subjected to noise emissions with results that comply with the EMC norm applicable to this type of product.The work carried out in this dissertation, initially focused only on issues of electromagnetic compatibility, quickly extrapolated to a total redesign of the product taking into account the requested requirements and its absence in the primary versions of the product.Inserting an electronic device into a mechanical enclosure with restricted measures is undoubtedly the biggest challenge: it is necessary to comply with all restrictions imposed by the requirements from the dimensions to the disposition of the connectors that allow the future connection with other devices. But it is also relevant to respect the good practices of PCB design because, without them, the products will present a high number of problems of operation, longevity and in their interaction with other devices and their environment.Something to note is also the correct definition of the project as well as the methodology to be used.The time, investment and perfection of product development is always a tricky tradeoff to manage. However, it was possible to conclude in the course of this work that the best methodology is to divide the problem to be solved into several smaller problems / modules, starting from the resolution of smaller problems to the global solution. Esta dissertação tem como objetivo o projeto de um roteador tendo em vista o cumprimento de todas as normas de compatibilidade eletromagnética exigidas no mercado Europeu e Nacional. Para tal, após projeto e conceção, o dispositivo é testado no laboratório de compatibilidade eletromagnética disponível no Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores da Faculdade de Ciências e Tecnologias da Universidade de Coimbra.Funcionalmente, o dispositivo obedece a uma série de requisitos pedidos em caderno de encargos, necessários à sua utilização na rede elétrica nacional. Neste trabalho são exploradas e implementadas as interfaces necessárias para que o dispositivo possa agregar a Arquitetura Integrada de Comunicações dos diferentes sistemas presentes nos postos de transformação MT/BT da EDP Distribuição.São estudados e desenvolvidos periféricos de comunicação: WAN Mobile 4G, Ethernet, RS232, RS485, bem como técnicas para desenho de PCB e circuitos integrados que minimizem o ruído produzido pelo dispositivo.A dissertação é relativa ao desenvolvimento do hardware ficando o firmware à responsabilidade da Tula Labs.Na conclusão da mesma, foi construído um protótipo funcional de acordo com as especificações estabelecidas. O mesmo foi submetido a testes de emissões de ruído conduzido com resultados que cumprem as normas de CEM aplicáveis ao produto.O trabalho executado nesta dissertação, inicialmente focado apenas em questões de compatibilidade eletromagnética, rapidamente se extrapolou para um redesign total do produto tendo em conta os requisitos pedidos e a sua ausência nas versões primárias do produto.Inserir dentro de um invólucro mecânico com medidas restritas um dispositivo eletrónico é sem dúvida o maior desafio: é necessário obedecer a todas as restrições impostas pelos requisitos desde as dimensões até à disposição dos conectores que permitem a conexão futura com outros dispositivos. Mas é igualmente relevante respeitar as boas práticas da concepção de PCB's pois, sem as mesmas, os produtos apresentarão um elevado número de problemas de funcionamento, longevidade e na sua interação com outros dispositivos e o seu meio envolvente.Algo a salientar é também a correcta definição de projeto bem como a metodologia a usar. O tempo, investimento e perfeição do desenvolvimento de um produto é sempre um tradeoff complicado de gerir. Contudo, foi possível concluir no desenrolar deste trabalho que a melhor metodologia é dividir o problema a resolver em vários problemas/módulos mais pequenos partindo-se assim da resolução de problemas mais pequenos para a solução global.

FAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior The electromagnetic compatibility field has gained more and more attention from both academia and industry in the past few years. Following its basic design, testing and mitigation procedures is essential to ensure the correct operation of products and complex infra-structures. In this work, we deal with scenarios where these classical procedures are not sufficient to avoid interference problems or are not accessible due to high implementation costs. To explore this subject, we propose two case studies: antenna calibration in non-ideal test sites and security of railway communications under jamming attacks. To deal with these issues, we developed a new technique based on principles of design and analysis of experiments, called DAE-1, and two new signal processing tools, called ASP-1 and ASP-2. The first two (DAE-1 and ASP-1) were applied to the antenna calibration problem, while the last one (ASP-2) was applied to the intentional electromagnetic interference problem. We designed these tools to be easily handled by an electromagnetic compatibility professional without a signal processing background. In particular, ASP-1 has two routines that automatically set the adaptive filters and time gating parameters. The DAE-1 and ASP-1 techniques were validated after an extensive process involving experimental measurements in four different test sites, three different antennas and a benchmark analysis with two state-of-the-art approaches. In our analyses, we compared three antenna gain curves with anechoic chamber measurements. A performance metric based on the Pearson correlation coefficient indicates performance gains that range from 27% to 30% for DAE-1 and from 21% to 25% for ASP-1. Although with smaller gains, ASP-1 significantly reduces the total test time when compared to DAE-1. Then, we artificially increased the interference levels and evaluated ASP-1 under two different configurations, one of them being inspired by a state-of-the-art approach. The performance gains ranged from 15% to 25%. Finally, we used a computational environment to validate the ASP-2 technique. To do so, we generated a simplified version of the global system for mobile communications-railway (GSM-R) signal with and without jamming contributions. During this stage, we noticed an average bit error rate reduction for signal-to-jamming ratios (SJR) ranging from -2.77 dB to 1.16 dB thanks to the ASP-2 algorithm. These reductions are approximately 10 % when the SJR is -2.77 dB. The threshold SJR level (above which the GSM-R communication can be lost) changed from approximately -0.84 dB to -1.95 dB, expanding thus the operating range of the GSM-R system. This suggests that the adaptive line enhancer is a promising tool to deal with jamming attacks.

Orientador: Marcelo Gradella Villalva Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação Resumo: Este trabalho apresenta uma contribuição à pesquisa e desenvolvimento de circuitos integrados de potência inteligentes (Smart Power) robustos à interferência de RF (RFI) dedicados principalmente ao controle de conversores de energia de potência e inversores elétricos e projetados para atender padrões internacionais de compatibilidade eletromagnética (EMC). O objetivo principal da pesquisa é apresentar uma nova metodologia de análise da suscetibilidade a interferência de RF (EMS), através de um projeto com maior robustez, analisando-se as principais técnicas para a sua mitigação, predição e simulação. São apresentados estudos teóricos sobre suscetibilidade em circuitos mistos (envolvendo analógicos, digitais e de potência), abordando-se o problema do efeito da interferência sobre circuitos não lineares para análises de pequenos e grandes sinais, com análises envolvendo Taylor, e Volterra-Wiener, dentre outras. Como uma ferramenta de análise é apresentado um novo método de análise de interferência (interferência complexa) e seu algoritmo, permitindo uma rápida simulação e predição do estado final, permitindo ainda a introdução de efeitos não modelados ou disponíveis nos simuladores. São apresentados resultados experimentais com testes de interferência de RF realizados em circuitos integrados de teste projetados em tecnologia CMOS 0.25u, 0.35u e 0.6u das Foundries AMS e XFAB, além de testes com chaves de potência WBG. Para o estudo de interferência foram considerados vários estudos de caso, de circuitos Smart Power, incluindo um sistema inversor de 1kW usando chaves de potência SiC/GaN, sendo apresentados modelamentos, simulações e resultados de testes de interferência em laboratório usando a metodologia DPI, sendo proposto um novo método de teste, FRA-DPI Abstract: This work presents a contribution to the research and development of robust smart power integrated circuits to the RF interference (RFI) mainly dedicated to control of energy power converts and electric inverters, designed to meet international standards for electromagnetic compatibility (EMC). The main objective of the research is to present a new methodology of susceptibility analysis to RF interference (EMS), through a design with greater robustness, analyzing the main techniques for its mitigation, prediction and simulation. Theoretical studies on susceptibility in mixed circuits (involving analogue, digital and power) are presented, addressing the problem of the interference effect on nonlinear circuits for small and large signal analysis, with analysis involving Taylor and Volterra-Wiener, among others. As an analysis tool, a new method of interference analysis (complex interference) and algorithm is presented, which allows the fast simulation and prediction of the final state, allowing yet the introduction of effects not modeled or available in the simulators. Experimental results are presented with RF interference tests performed on integrated test circuits designed in CMOS 0.25u, 0.35u and 0.6u technology from Foundries AMS and XFAB, in addition to tests with WBG power switches. For the interference study, several case studies of Smart Power circuits were considered, including a 1kW inverter system using SiC/GaN power switches, with modeling, simulations and results of interference tests in the laboratory using the DPI methodology, being presented a new test method, FRA-DPI Doutorado Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica Doutor em Engenharia Elétrica CNPQ

Inspeção e manutenção em linhas de transmissão e distribuição de alta tensão de energia elétrica precisam ser realizadas sem interrupção no fornecimento de energia e para realizá-las há necessidade de máquinas para transporte de material e elevação de pessoas. Este equipamento de elevação deve ser isolado do solo para manter a segurança do trabalhador durante sua atividade e, neste contexto, é apresentado como solução a utilização de um guindaste veicular com um cesto acoplado para execução da tarefa, adequado à norma de segurança vigente no país. Para adequação à esta norma e garantia de segurança do operador são propostos neste trabalho o desenvolvimento de uma lança isolada para acoplamento do cesto, uma central eletrônica para nivelamento do cesto, um controle remoto operando por radiofrequência e um receptor para o controle remoto no equipamento de guindar. O desenvolvimento dos equipamentos eletrônicos foi realizado com propósito de certificá-los quanto a compatibilidade eletromagnética sob normativas nacionais e internacionais, sendo abordados no desenvolvimento a escolha dos componentes eletrônicos, técnicas construtivas das placas eletrônicas e dos encapsulamentos e técnicas de desenvolvimento de firmware. Para validação dos resultados foram realizados ensaios em laboratórios especializados em ensaios de compatibilidade eletromagnética e de ensaio de isolação, e posteriormente os equipamentos foram submetidos a situações reais de uso. Maintenance and inspection on distribution and transmission lines should be done without interrupt the energy service. In order to carry out these maintenance it’s necessary to use equipament in order to transport the material and to lift the worker. This lifting equipment must be isolated from the ground to maintain the safety of the worker during his activity and is presented as a solution the use of a vehicular crane with a coupled basket to perform the task, suitable to the current safety standard in the country. In order to comply with this standard and guarantee the operator's safety, this work proposes the development of an isolated boom for coupling the basket, an electronic equipment for leveling the basket, a remote control operating by radio frequency and a receiver for the remote control in the crane. The development of electronic equipment was carried out with the purpose of certifying them as to electromagnetic compatibility under national and international regulations, being applied in the development the choice of electronic components, constructive techniques of electronic boards and encapsulations and firmware development techniques. To validate the results, tests were performed in laboratories specialized in electromagnetic compatibility tests and insulation tests, and subsequently the equipment was subjected to real situations of use.

Orientador: Prof. Dr. Márlio José do Couto Bonfim Coorientador: Prof. Dr. João Américo Vilela Junior Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. Defesa : Curitiba, 21/08/2019 Inclui referências: p. 155-159 Resumo: As emissões eletromagnéticas de conversores chaveados geralmente possuem valores elevados e são de difícil diagnóstico. Estas emissões são causadas pelos altos níveis de tensão e corrente, associados às transições rápidas de amplitudes em chaves eletrônicas. Um dos casos onde existem valores elevados de emissões eletromagnéticas são em conversores chaveados voltados para geração de campos magnéticos pulsados de alta intensidade. O gerador de campos magnético pulsado estudado nesse trabalho é um aparelho capaz de gerar pulsos de corrente de até 2500 A em dezenas de microssegundos. Essa corrente quando aplicada a uma bobina adequada, possibilita a geração de campos magnéticos pulsados de até 10 T, sendo utilizado para estudos em materiais magnéticos. Para auxiliar no diagnóstico desse conversor, foi utilizada uma câmara anecoica associada a equipamentos de medição de campos eletromagnéticos, tendo como base as orientações contidas nas normas de compatibilidade eletromagnética CISPR 11 e 16. Além disso, foram desenvolvidas duas técnicas complementares de diagnóstico de emissões, que possibilitaram a análise de sinais transitórios e a avaliação de emissões em campo próximo. Para análise de transitórios, os sinais foram adquiridos no domínio do tempo e convertidos para o domínio da frequência através da FFT, fornecendo um resultado equivalente a um analisador de campos com detector de quase-pico. Foram implementadas diversas correções na FFT, de modo a possibilitar medidas mais exatas e comparáveis às obtidas em instrumentos que operam no domínio da frequência. Como vantagens da técnica de FFT, obteve-se uma redução significativa nos tempos de aquisição, além da facilidade na análise de sinais transitórios. Para a avaliação das emissões em campo próximo, foi desenvolvido um scanner 3D com sondas de campo próximo elétrico e magnético, capaz de varrer placas de circuito impresso levando em conta a altura dos componentes. Como resultado, obtém-se mapas bidimensionais do campo elétrico ou magnético nas frequências de interesse, para uma dada altura em relação ao circuito. Com o auxílio dessas ferramentas foi realizado um estudo detalhado do conversor chaveado utilizado no aparelho estudado neste trabalho. Com o resultado desses diagnósticos, foram desenvolvidas novas placa de circuito impresso e topologias de circuito que possibilitaram a redução dos problemas de interferência eletromagnética inicialmente encontradas no equipamento estudado. Isso também permitiu realizar um estudo aprofundado e avaliar o impacto de diversas técnicas de layout, blindagens, planos de referência, além de aspectos de componentes e circuitos, visando à adequação dos conversores chaveados às normas de EMC. Palavras-chave: Layout de placa de circuito impresso. Conversores chaveados. Scanner de campo próximo. Medidas de emissões durante transitórios. Diagnóstico de EMI. Abstract: The electromagnetic emissions of switched converters have generally high values and are difficult to diagnose. These emissions are caused by high voltage and current levels associated with fast transitions of amplitudes in electronic switches. One of the cases where there are high values of electromagnetic emissions are in switched converters used to the generate high intensity pulsed magnetic fields. The pulsed magnetic field generator studied in this work is an equipment capable of generating current pulses up to 2500 A in tens of microseconds. This current, when applied to a suitable coil, allows the generation of pulsed magnetic fields up to 10 T and is used for studies on magnetic materials. In order to help in the diagnosis of this converter, an anechoic chamber associated with electromagnetic field measurement equipment was used, based on the guidelines contained in electromagnetic compatibility standards CISPR 11 and 16. In addition, two complementary techniques of emission diagnosis were developed, which made possible the analysis of transient signals and the evaluation of emissions in the near field. For transient analysis, the signals were acquired in the time domain and converted to the frequency domain through the FFT, providing an equivalente result of an field analyzer with quasi-peak detector. Several corrections have been implemented in the FFT, in order to get more accurate and comparable measurings to those obtained in frequency domain instruments. As advantages of the FFT technique, a significant reduction in the acquisition times was obtained, besides the facility in the analysis of transient signals. For the evaluation of emissions in the near field, a 3D scanner with near electric and magnetic field probes was developed, able to scan printed circuit boards taking into account the height of the components. As a result, two-dimensional maps of the electric or magnetic field are obtained at the frequencies of interest for a given height relative to the circuit. With the aid of these tools a detailed study of the switched converter used in the equipment studied in this work was carried out. With the result of these diagnoses, new printed circuit board and circuit topologies were developed that allow the reduction of the problems of electromagnetic interference initially found in the studied equipment. This also allowed to carry out an indepth study and to evaluate the impact of various layout techniques, shields, reference planes, as well as aspects of components and circuits, in order for the switched converter to comply with EMC standards. Key-Word: Printed circuit board layout. Switching Converters. Near Field Scanner. Measurement of emissions during transients. Diagnosis of EMI.

This work presents a new point of view about electrolytic capacitor reduction in lighting systems. While most of studies focus only in the functionality of the driver, as ripple current and time response they don’t check the response of the circuit with reduced capacitance on electromagnetic compatibility mainly against surge voltage. This work starts with a bibliographic study on electromagnetic compatibility focusing in surge immunity requirements looking for compliance with IEC 61547 test and requirements. The surge protection device to be analyzed has two components; one is series impedance trigging at driver failure and another in parallel in charge to absorb the surge energy designing these elements to absorb the surge when it happens without acting under normal operation of the driver. Finishing the work is presented a case study using the designed surge protection circuit in two different configuration of a resonant converter being able to verify that reducing the driver capacitance makes the circuit more susceptible against surge voltages. Este trabalho apresenta uma abordagem alternativa na análise da redução dos capacitores eletrolíticos em sistemas de iluminação. Enquanto a grande parte dos trabalhos verifica exclusivamente o funcionamento do circuito, não contempla o impacto que essa redução causa à imunidade eletromagnética do sistema, tornando-a mais suscetível a surtos de tensão. O trabalho inicia apresentando uma breve revisão bibliográfica sobre compatibilidade eletromagnética, focando na proteção contra surtos de tensão. Traz, ainda, os ensaios para imunidade eletromagnética em que o circuito deve cumprir definidos pela norma IEC 61547. O circuito de proteção analisado é composto de dois elementos, um em série com a entrada da fonte que atua em caso de falha; e outro em paralelo, o qual é responsável pela absorção da energia do surto. O dimensionamento desses elementos é feito de tal forma que atuem apenas absorvendo o surto quando aconteça, sem falha precoce ou atuação em operação normal do conversor. E, por fim, trazemos um estudo de caso no qual o circuito calculado é aplicado em duas configurações de drivers para iluminação pública, observando-se que a diminuição do capacitor de barramento torna o circuito mais suscetível a falhas catastróficas devido aos surtos de tensão.

Orientador: Sérgio Santos Mühlen Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação Resumo: Imagem por ressonância magnética (IRM) é uma técnica que produz imagens tomográficas 3-D (volumétricas) do corpo humano. Estas imagens oferecem informações anatômicas de alta resolução sem o uso de radiações ionizantes. Há, portanto, uma demanda crescente por equipamentos de IRM em clínicas e hospitais. Motivado por esta demanda e pela dificuldade na escolha do local para instalação destes equipamentos devido às fontes de campo magnético de 60 Hz de alta intensidade, este estudo foi realizado com o objetivo de apresentar uma solução prática para a blindagem de campo magnético de 60 Hz no ambiente hospitalar. Em função dos princípios físicos de funcionamento dos equipamentos de IRM, a qualidade das imagens é muito influenciada por campos magnéticos do ambiente, em especial de 60 Hz, o que resulta na necessidade de blindar o espaço onde os equipamentos são instalados. Este estudo propõe a utilização de alumínio na confecção de blindagens de salas de IRM pelas diversas vantagens que este material apresenta e que se manifestam em melhor relação custo/benefício em curto e longo prazos, quando comparado com materiais ferromagnéticos. É apresentado o cálculo analítico, experimentos e simulação computacional da eficácia de blindagens com geometrias retangulares construídas com Ferro-Silício (Fe-Si) de grão não orientado (GNO), e com alumínio. A curva de eficácia da blindagem de alumínio é semelhante à do Fe-Si GNO em 60 Hz. São discutidas outras vantagens construtivas das blindagens de alumínio para campo magnético de 60 Hz e blindagem de radiofrequência Abstract: Magnetic resonance imaging (MRI) is a technique that produces 3-D (volumetric) tomographic images of the human body. These images provide high resolution anatomical information without the use of ionizing radiation. There is, therefore, a growing demand for MRI equipment in clinics and hospitals. Motivated by this demand and the difficulty in choosing the location for the installation of these equipments due to high intensity 60 Hz magnetic field sources, this study was carried out with the objective of presenting a practical solution for the 60 Hz magnetic field shield in the environment. As function of the physical principles of MRI equipment, the quality of images is strongly influenced by magnetic fields of the environment, in particular 60 Hz, which results in the need to shield the space where the equipment is installed. This study proposes the use of aluminum in the construction of MRI room shields for the various advantages that this material presents and which are more cost effective in short and long terms when compared to ferromagnetic materials. We present the computational calculation, experiments and computational simulation of shielding efficacy for rectangular geometries constructed with Ferro-Silicon (Fe-Si) of non-oriented grain (NGO), and with aluminum. The efficacy curve of the aluminum shielding is similar to that of Fe-Si NGO at 60 Hz. Other constructive advantages of aluminum shields for 60 Hz magnetic field and radio frequency shielding are discussed Mestrado Engenharia Biomédica Mestre em Engenharia Elétrica CAPES

Dissertação para a obtenção do grau de mestre em Engenharia Eletrotécnica – Ramo de Automação e Eletrónica Industrial Nesta dissertação propõe-se o estudo e implementação prática de um circuito gerador de onda de choque, com a capacidade de gerar as formas de onda definidas pela norma internacional de compatibilidade eletromagnética IEC 61000-4-5 [1]. Estes geradores são utilizados por laboratórios em contexto de acreditação de produtos eletrónicos e elétricos quanto à sua imunidade a sobretensões transitórias. Este trabalho inicia-se com o estudo do fenómeno físico de base que um gerador de onda de choque procura reproduzir, isto é, o estudo laboratorial das descargas atmosféricas, com ênfase nos diferentes modelos de ondas utilizados para descrever tal fenómeno. Seguidamente realiza-se o estudo teórico e análise matemática do circuito definido pela norma IEC 61000-4-5, obtendo-se assim as equações que regem os vários modos de funcionamento do circuito. A partir destas equações foi então possível obter um modelo matemático para simulação em Matlab, com o objetivo de dimensionar o circuito. De igual modo, foi implementada a simulação do circuito no programa LTspice, sendo que ambos permitem prever o comportamento do circuito para várias condições de funcionamento. Por fim, realizou-se uma implementação laboratorial do gerador de onda de choque, escolhendo para isso o elemento semicondutor de potência que respeitasse todos os requisitos de desempenho do gerador, o que resultou numa série de resultados experimentais e conhecimento acerca da implementação deste tipo de geradores, bem como na comparação destes resultados experimentais com os de simulação. This dissertation proposes the study of a surge generation circuit, capable of generating waveforms defined by the international standard of electromagnetic compatibility IEC 61000-4-5 [1] and its implementation. Certification Laboratories used these generators to test and deem electronic and electrical product immune to transient overvoltage. The first step for this project is to study the basic physical phenomenon that a surge generator seeks reproduces, mainly, the laboratory study of atmospheric discharges, emphasising the different wave models used to describe this phenomenon. The theoretical study and mathematical analysis of the circuit defined by the standard IEC 61000-4-5 followed, these provided us with the equations that mimic the behaviour of the different operating modes. These equations provided us with the mathematical model of the circuit, allowing us to better size of the components of the circuit. This, in return, emerged to the simulation in LTspice. The combination of both methods covers a wide spectrum of operating conditions. Lastly, the laboratorial implementation of the surge generator was carried out, choosing for this the semiconductor power element that filled all the requirements of the generator. The experiment itself provided a wide range of results and enriched us with “on the job” knowledge concerning the implementation of this type of generators. Furthermore it allowed us to establish a relation between the experimental and theoretical results. N/A

Dissertação (Mestrado) - Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Eletrica. Bibliografia: f. 117-121 Esta dissertação realiza uma investigação no teste de Imunidade Irradiada da norma ISO-11452 com foco na equivalência das perturbações eletromagnéticas geradas por suas representações normativas e as geradas pelos sinais de telecomunicações modernos. Atualmente, os sinais digitais de serviços reais não estão previstos em normas e é verificado na literatura técnica especializada vários trabalhos que questionam essa equivalência entre as formas reais dos sinais e as suas representações normativas. Para o desenvolvimento deste trabalho, foram estudados os fundamentos da compatibilidade eletromagnética e as normas e legislações vigentes na área, com ênfase no teste de imunidade irradiada. Avaliou-se, também, os sinais de telecomunicações atuais, com atenção especial aos utilizados nesta dissertação, sendo eles o sinal de TV Digital, o sinal de chave de telecomando e o sinal Identificação Amigo ou Inimigo. Foram explorados alguns conceitos de estatística descritiva e de inferência, especificamente o diagrama de caixa e o Teste de Friedman, para serem aplicados aos resultados de medição extraídos dos experimentos os quais estão expostos a ruídos diversos. O ambiente de teste sugerido por norma foi montado em laboratório para execução dos ensaios, bem como simulado. Os sinais reais foram recriados de forma simplificada e um corpo de prova foi concebido para sofrer a perturbação eletromagnética e fornecer dados. A partir disso, foram extraídos valores de tensão induzida no corpo de prova, na simulação e no experimento, de forma que essas informações foram examinadas com o intuito de verificar se são correlatas às perturbações geradas pelos sinais de norma e real. As faixas de frequência que foram investigadas estão compreendidas de 210 a 216 MHz, 524 a 530 MHz, 960 a 1164 MHz e em 433,92 MHz. Tais faixas foram selecionadas por contemplarem partes distintas e estarem bem distribuídas no espectro previsto pela norma, e também tendo em vista a capacidade da estrutura laboratorial disponível. Os resultados indicam que, para as faixas de frequência mencionadas, os sinais normativos podem estar associadas a diferentes níveis de severidade durante a execução do teste, não representando uma boa aproximação ao cenário real. É possível concluir que os sinais sugeridos pela norma ISO-11452 carecem de atualização para representar os atuais padrões de telecomunicação e devem ser revistos. Palavras-chave: Compatibilidade Eletromagnética. Norma ISO-11452. Imunidade Irradiada. Sinais. Métodos de modulação. Teste de Friedman. This dissertation performs an investigation in Radiated Immunity test of ISO-11452 standard, focusing on the equivalence of the electromagnetic disturbances generated by its normative representations and generated by modern telecommunications signals. Currently, the digital signals of real products are not provided for standards and is verified in several works in the technical specialized literature that question this equivalence between the real forms of signals and their normative representations. For the development of this work, it was studied the fundamentals of electromagnetic compatibility and the standards and laws in force in the area, with a focus on the radiated immunity test. Also, current telecommunication signals was evaluated, with special attention to signals applied in this dissertation, being the digital TV signal, the remote control key signal and the identification friend or foe signal. It was explored some concepts of descriptive statistics and inference, specifically the boxplot and Friedmans test, to be applied to measurement results extracted from the experiments that are exposed to various noises. The test environment suggested by the standard was elaborated, in computational and laboratory environment, for the experiments. The actual signals were recreated in a simplified way and a test body was designed to receive an electromagnetic disturbance and provide data. Thus, extracted values of induced voltage in the test body, in the simulation and experiment, so that the information is examined in order to verify if they are correlated to the perturbations generated by signals of standard and real. The following frequency bands were analyzed 210 to 216 MHz, 524 to 530 MHz, 960 to 1164 MHz and 433.92 MHz. These bands were selected because they included distinct parts and were distributed in the spectrum provided by the standard, and also considering the capacity of the available laboratory structure. The results indicate that, for the mentioned frequency bands, the representations of the signals may be associated with different levels of severity during the execution of the test, not representing a good approximation of the real scenario. It is possible to conclude that the signals suggested by ISO-11452 standard need updating to represent the current telecommunication standards and should be reviewed. Keywords: Electromagnetic Compatibility. ISO-11452 Standard. Radiated Immunity. Signals. Modulation Methods. Friedman?s test.

Segundo relatório da ONU, Organização das Nações Unidas, de 2014, pela primeira vez na história, a maior parte da população mundial está vivendo em centros urbanos. O movimento de urbanização, desde 1950 até os dias atuais, apresentou uma imigração da área rural para a urbana quase dobrando a realidade daquela época, a qual era de 30%, e até 2050, espera-se uma população urbana superior a 66%. A infra-estrutura e os serviços oferecidos deverão estar dimensionados para atender a este aumento populacional. A informação destes cidadãos, necessária para provimento de atendimentos não apenas da saúde, educação, transporte e segurança são armazenadas nos mais diversos sistemas, sem que haja obrigatoriamente uma centralização e padronização destes dados. Muitos dados caracterizam informações pessoais, como registros nacionais, endereços, que devem ser salvo-guardados adequadamente, caso contrário, podem ser uma porta para o vazamento e mal-uso dos mesmos. As tecnologias utilizadas para coleta e armazenamento dos dados podem afetar sensivelmente a vida da população surgindo então os problemas com a segurança e a privacidade de dados. A norma ISO 27001 define o tripé da segurança da informação por meio da confidencialidade, integridade e disponibilidade, buscando contextualizar a emergência das Cidades Inteligentes, que se fundamentam na oferta de serviços via infovias de comunicação e pelas quais são disponibilizadas informações a órgãos governamentais, instituições em geral e a todo cidadão. Este trabalho tem por objetivo apreender como fazer o uso adequado de dados pessoais nas instituições, perante esta ótica de proteção, ao mesmo tempo em que, principalmente, com relação aos órgãos públicos se exige transparência. Nesse contexto em que se busca transparência e agilidade por meio das tecnologias da informação e comunicação, se observará no decorrer desta pesquisa que efetivos cuidados com a confidencialidade exigem ainda maior atenção dos gestores e responsáveis pela coleta, processamento e distribuição da informação. O resultado obtido foi a proposição de uma metodologia para o tratamento de dados e informações privadas pelas instituições públicas, utilizando-se modelo de apoio a decisão Analytical Hierachical Process (AHP) e avaliação de subconjuntos de dados. According to the United Nations report, 2014, for the first time in history, most of the world's population is living in urban centers. The urbanization movement, from 1950 to the present day, presented a migration from rural areas to urban almost doubling the reality of that time, which was 30%. And by 2050, it is expected that to be over 66% urban population. That is, the available infrastructure and services should be sized to meet this rapid growth and in less than a century. The information from these citizens, requiring for services provision of care for health, education, transportation and security, are stored in various systems, which may not part of any data centralization and standardization. Many data feature personal information, such as national registers, addresses, and others, which are not well safeguarded and can be a door to the leakage and misuse. The technologies used for the collection and storage of data can affect significantly the lives of people by emerging problems with security and data privacy. The ISO 27001 standard defines the triple constraint for information security through confidentiality, integrity and availability. In order to take the emergence of Smart Cities in the context, which are based on the provision of services via communication highways and by which provide information to governmental agencies, institutions in general and to every citizen. This study aims to learn how to make proper use of data personal institutions under security protection. In this context, they are seeking transparency and agility through ICT, which can be seen during this study that effective confidentiality requires even greater attention from managers and any team responsible for collecting, processing and distributing information. This result for this research is the proposition of a method for public organizations on how to handle data and information related to privacy, using a method based on decision making with the Analytic Hierarchy Process (AHP) and data subsets evaluation.

Orientadores: Edmundo da Silva Braga, Edgar Charry Rodriguez Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação Resumo: Neste trabalho foi projetado um sistema de proteção contra surtos elétricos para um transmissor de nível hidrostático submergível, que cumpre com os requisitos do nível de teste IV da norma internacional IEC 61000-4-5 de 2014. Para atingir o objetivo proposto realizou-se uma abordagem dos efeitos secundários associados às Descargas Elétricas Atmosféricas e como os mesmos podem se manifestar no equipamento a ser protegido. Ainda foram identificadas e estudadas as normas que especificam os requisitos de Compatibilidade Eletromagnética destes dispositivos, e em particular, a que define os níveis de proteção diante de transitórios de energia. O circuito supressor de surtos proposto consta de dois estágios de proteção baseados em um tubo de descarga gasosa e um diodo supressor de transitórios de tensão. A seleção destes componentes foi o resultado de um exaustivo estudo do seu comportamento elétrico nos estados estacionário e transitório, verificando-se que os mesmos não afetavam o desempenho do transmissor em ausência de surtos de energia. Foram desenvolvidos circuitos equivalentes de ambos os componentes. Os parâmetros obtidos a partir de simulações compararam-se com os valores reais fornecidos nas folhas de dados de cada um, atingindo-se resultados satisfatórios. Realizou-se a modelagem elétrica do circuito Gerador de Onda Combinada definido na norma internacional IEC 61000-4-5 de 2014 para simular os transitórios de energia decorrentes do impacto indireto das Descargas Elétricas Atmosféricas. Os sinais obtidos de tensão e de corrente tiveram tempo de frente, tempo de duração e forma de onda que cumprem com as exigências desta norma. Desenvolveu-se também o circuito equivalente à parte do circuito do transmissor de nível que fica exposta a surtos elétricos. A verificação do desempenho do circuito de proteção realizou-se através de simulações, aplicando nele transitórios de energia nos modos comum e diferencial, fornecidos pelo gerador de onda combinada. Simultaneamente foi obtida a tensão residual resultante na entrada do circuito do transmissor. Os resultados alcançados demonstram que a proteção desenvolvida, teoricamente garante imunidade diante transitórios de energia com amplitude até 4kV/2kA em modo comum e até 2kV/1kA em modo diferencial. Para surtos nessas faixas, a proteção proposta limita a tensão na entrada do transmissor a um valor menor que 40V Abstract: In this work, a surge protection system for a submersible hydrostatic level transmitter that complies with the test level IV requirements of the international standard IEC 61000-4-5 of 2014 was projected. To achieve this purpose, an approach to the Atmospheric Electrical Discharge associated secondary effects and its influence in the equipment to be protected was carried out. The standards that specify electromagnetic compatibility requirements of these devices and in particular surge immunity, have been identified and studied. The proposed surge suppressor circuit consists of two protection stages based on a gas discharge tube and a transient voltage suppressor diode. The selection of these components was the result of an exhaustive study of their electrical behavior in steady and transient states, verifying that they did not affect the transmitter's performance in the absence of power surges. Equivalent circuits of both components were developed. The parameters obtained from simulations were compared with real values provided in the datasheets of each, getting satisfactory results. The electrical model of the Combination Wave Generator circuit defined in the international standard IEC 61000-4-5 of 2014 was performed to simulate the energy surge resulting from the indirect impact of Atmospheric Electrical Discharge. The voltage and current signals obtained had front time, duration time and waveforms that meet the requirements of this standard. It was also developed an equivalent circuit of the level transmitter circuit section that can be exposed to surges. Verification of the protection circuit performance was carried out through simulations, by applying energy transients on it, in both, common and differential modes provided by the Combination Wave Generator. Simultaneously, was obtained the resulting residual voltage in the transmitter circuit input. The achieved results showed that the developed protection, theoretically ensures immunity against surge up to 4kV/2kA of amplitude in common mode and up to 2kV/1kA in differential mode. For surges in these ranges, the protection proposed limits the voltage at the transmitter input to a value less than 40V Mestrado Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica Mestre em Engenharia Elétrica CNPQ 384326/2015-3

Orientador : Prof. Dr. Márlio José do Couto Bonfim Co-orientador : Prof. Dr. João Américo Vilela Junior Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. Defesa: Curitiba, 21/09/2015 Inclui referências : f. 132-134 Área de concentração: Sistemas eletrônicos Resumo: Com o desenvolvimento da eletrônica e a utilização desta em vários equipamentos, problemas como interferências eletromagnéticas começam a se tornar cada vez mais presentes no dia-a-dia. Este fato ocorre principalmente em equipamentos que contam com conversores chaveados, que são elementos potenciais geradores de emissões eletromagnéticas. Os inversores de frequência para controle da velocidade de motores elétricos CA, são conversores chaveados capazes de gerar emissões eletromagnéticas conduzidas de valores elevados, que podem ocasionar o mal funcionamento de outros aparelhos elétricos. Uma das maneiras de evitar que essas emissões afetem outros dispositivos elétricos é através do uso de filtros de EMI. Dessa forma, o presente trabalho pretende contribuir na análise das emissões eletromagnéticas conduzidas em inversores de frequência de uso doméstico, bem como, construir um filtro de EMI, que atenda a norma aplicável à um inversor de frequência que equipa uma linha de maquinas de lavar roupa. Para atingir esse objetivo serão apresentadas as normas de emissões conduzidas e a construção de um aparato de medidas para a realização dos ensaios de emissões conduzidas. Finalmente será apresentado o filtro de EMI desenvolvido, que atendeu as normas internacionais para o referido inversor de frequência. Palavras-chave: Compatibilidade Eletromagnética, Rede de estabilização de impedâncias, Conversores chaveados, LISN, EMC, Filtros de EMI. Abstract: With the development of electronics and its use in many equipment, problems such electromagnetic interference started becoming increasingly present in day-to-day. This occurs mainly in equipment that have switched converters, which are elements that generates potential electromagnetic emissions. Frequency inverters that control the speed of AC electric motors are switched converters capable of generating high values of electromagnetic conducted emissions, which can cause malfunctioning of other electrical appliances. One way to avoid such emissions is through the use of EMI filters. Thus, this study aims to contribute to the analysis of electromagnetic conducted emissions on household frequency inverters, as well as, design an EMI filter that meets the standard applicable to a frequency inverter used on a line of washing machines. To achieve this goal, will be shown the conducted emissions standards and the construction of a measure apparatus to do the conducted emission tests. Finally, will be shown the EMI filter developed to meet the international standards, for the above frequency inverter. Key-Word: Electromagnetic Compatibility, Line Impedance Stabilization Network, Switched Converters, LISN, EMC, EMI Filter

Orientadores: José Pissolato Filho, Geraldo Peres Caixeta Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação Resumo: O bom funcionamento de veículos, depende da boa integração e interação entre todos os sistemas eletroeletrônicos que compõem o veículo, de modo que não haja a interferência eletromagnética entre eles (Interferência Eletromagnética Irradiada) e também os mesmos não sofram influência de sinais os quais são expostos no meio físico que operam (Sensibilidade a Imunidade irradiada) causando funcionamento não satisfatório dos mesmos no veículo. Assim durante a fase de desenvolvimento e validação de um veículo as montadoras consideram como parte integrante do plano de desenvolvimento e validação, testes de Compatibilidade Eletromagnética, de forma garantir que não haja degradação das funções dos sistemas no veículo devido a interferência eletromagnéticas internas ou externas. As correções observadas e necessárias serem implementadas durante o desenvolvimento e validação do veículo se tornam tão maiores quanto mais avançados estiver a fase do projeto em seu cronograma e consequentemente maiores serão os custos. Como solução para este problema, e com objetivo principal de otimizar custos durante a fase desenvolvimento e validação do veículo, além de se conseguir prever eventuais problemas de EMC, antes mesmo da construção de protótipos utilizados para os testes, utiliza-se algumas ferramentas de simulação para interferência Eletromagnética. Utilizando-se softwares de Simulação eletromagnética, podem-se antever possíveis problemas que somente iriam ser constatados após montagem de protótipos juntamente com a realização dos primeiros testes de desenvolvimento e validação. Esta dissertação tem como principal objetivo, apresentar a correlação entre testes físicos realizados em veículos durante as fases de desenvolvimento e validação, dentro de uma Câmara Semi Anecóica (INPE) e testes simulados em software específicos para análise eletromagnética como (HFSS-ANSYS) para simular interferência eletromagnética, além de identificar as variáveis relevantes a se considerar no modelo matemático do veículo para simulação, de modo a se obter simulações mais representativas possíveis em relação aos testes físicos. Estas simulações são realizadas baseadas na resolução das Equações de Maxwell básicas do eletromagnetismo e são resolvidas numericamente por computadores. Estas correlações podem mostrar o grau de confiabilidade, que pode se ter entre simulações realizadas e testes práticos em veículos, e as variáveis de cada sistema que podem interferirem no bom funcionamento de suas funções, e desta forma minimizar ao máximo os problemas que seriam detectados somente em testes futuros realizados em protótipos extremamente caros construídos para este propósito. O automóvel é criado num ambiente virtual, conhecido globalmente como um ambiente constituído de softwares CAD (Computer Aided Design), onde ele é detalhado num ambiente 3D desde suas partes mecânicas como (chassis, carrocerias, motor, acabamento, chicote e até o posicionamento de suas partes eletroeletrônicas dentro do veículo. Esse modelo virtual é "importado" dentro de um software especifico de análise do tipo CAE (Computer Aided Engineering), onde ele é transformado num modelo matemático chamado de modelo de elementos finitos. Nesse software é possível determinar as condições de contorno às quais o modelo será submetido, como: frequência e amplitude do campo magnético, entre outras. Este procedimento resultará em um "mapa" 3D onde é possível verificar as frequências e as respectivas amplitudes do campo magnético/elétrico em qualquer posição do veículo, inclusive nos componentes elétricos. Para estabelecer o grau de confiabilidade entre testes práticos e simulados, foram realizadas correlações entre testes físicos e simulados. Para estas correlações foram considerados 02 testes com veículos diferentes realizados na câmara Semi Anecóica do INPE (Instituto Nacional de pesquisas Espaciais) e as respectivas simulações dos testes práticos através do Software HFSS A simulação através do Software HFSS dos testes realizados no INPE, evidenciou a influência e dependência de todas as variáveis do sistema necessárias a se considerar na simulação de modo a se obter resultados mais próximos possível dos testes práticos. Pode-se verificar através a comparação dos resultados obtidos entre os testes práticos e os simulados um bom grau de representatividade e confiabilidade por parte da simulação onde verificou através da simulação ressonâncias na faixa de 75MHz e 92MHz o qual também se constatou no teste prático Abstract: The smooth operation of vehicles, depends on the successful integration and interaction between all electrical and electronic systems that make up the vehicle so that there is no electromagnetic interference between them (Electromagnetic Interference Radiated) and also they do not suffer influence of signals which are exposed on the wire operating (Sensitivity to radiated immunity) causing unsatisfactory operation of the same vehicle. Thus during the phase of development and validation of a vehicle automakers as an integral part of the development plan and validation, electromagnetic compatibility testing, so ensure there is no degradation of system functions in the vehicle due to internal or external electromagnetic interference. The observed and necessary corrections be implemented during the development and validation of the vehicle become greater as the more advanced phase of the project you are on your schedule and consequently the higher the costs. As a solution to this problem, and with the main objective of optimizing costs during the development phase and validation of the vehicle, and be able to predict any EMC problems, even before the construction of prototypes used for testing, it is beginning to use tools simulation to electromagnetic interference. Using electromagnetic simulation software, one can foresee possible problems that would only be observed after prototype assembly along with the completion of the first development and validation tests. This work has as main objective, to show the correlation between physical tests conducted on vehicles during the stages of development and validation, within a Chamber Semi Anechoic (INPE) and simulated testing on specific software as (HFSS, ANSYS) to simulate electromagnetic interference, and identify the variables relevant to consider in the mathematical simulation model as to obtain more representative simulations of physical tests. These simulations are performed based on the resolution of the basic equations of electromagnetism Maxwell and are numerically solved by computers. These relationships can show the degree of reliability, which can be between simulations and practical tests on vehicles, and the variables of each system that can interfere with the proper functioning of its functions, and thus minimize the most of the problems would be detected only in future tests on extremely expensive prototypes built for this purpose. The car is created in a virtual environment, known globally as an environment consisting of CAD software (Computer Aided Design), where it is detailed in a 3D environment from its mechanical parts as (chassis, bodywork, engine, trim, whip and even positioning its electric-electronic parts inside the vehicle. This virtual model is "imported" within a specific analysis software of the type CAE (Computer Aided Engineering), where it is transformed into a mathematical model called a finite element model. In this software, it can determine the boundary conditions to which the model will be submitted, such as frequency and amplitude of the magnetic field, among others. Finally, this will result in a "map" 3D where you can check the frequencies and their amplitudes of the magnetic / electric field anywhere in the vehicle, including the electrical components. To establish the degree of reliability between practical and simulated tests, correlations were made between physical tests and simulated. For this correlation were considered 02 different tests on vehicles made in Semi Anechoic chamber of INPE (National Institute of Space Research) and its simulations of practical testing through Software HFSS The simulation software HFSS through the tests conducted at INPE, revealed the influence and dependence of all system variables needed to be considered in the simulation in order to get as close as possible to the practical test results. It can be seen by comparing the results obtained from practical tests and simulated a good degree of representativeness and reliability by simulating where verified by simulating resonances in the range of 75MHz and 92MHz, which is found in the practical test Mestrado Energia Elétrica Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Alvaro Batista Dietrich Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, 2014

The development of semiconductor technology in the last decades has boosted numerous new applications in which power electronic devices have been employed. The fast switching of transistors has allowed power conversion to be performed with high efficiency. However, this improvement brought a new challenge in design: the Electromagnetic Compatibility. Both fast pulses of voltage and current, inside power converters, are a source of unwanted conducted electromagnetic emissions. High accurate modeling methodologies, which takes into account most of the parasitic phenomena, have been developed, in order to compute the level of conducted emissions of electronic devices. When these methods are confronted with measurement, they show good agreement in a large frequency range, and thus they are considered a trustful prediction tool for electronic systems design. Nevertheless, most of the parameters of the model of any electronic system, in reality, cannot be determined precisely, due to unknown operation conditions (i.e.: temperature or humidity variations), production dispersion of the components or unpredictable external interference. In this context, it is of great interest to develop modeling methodologies that are able to take into account parametric uncertainties. In this thesis, two methodologies for uncertainty analysis of power converters are proposed. In the first, namely Polynomials per Frequency, the parametric uncertainty is modeled using probability density functions and the objective of the proposed analysis is to determine the statistical moments, the probability density function or a probabilistic upper bound for the conducted emissions of an arbitrary power converter. In the second methodology, namely Adaptive Unscented Transform, techniques to tackle the difficulties of nonlinearity, long simulation time and high-dimensionality are discussed. The proposed methodologies are applied to benchmark and real-world problems and the results are confronted to classical approaches. The accuracy of the gotten results is similar to those obtained by classical methods, although the required computational time is significantly reduced. Finally, this work leaves many possibilities for further development in the field of uncertainty analysis of nonlinear and highdimensional systems., Le développement de la technologie des semi-conducteurs dans les trente dernières années a augmenté le nombre des nouvelles applications dans lesquelles les dispositifs d’électronique de puissance sont utilisés. L'augmentation de la rapidité de commutation des transistors a permis que la conversion de puissance se produise de façon de plus en plus performante. Cet avantage apporte un nouveau challenge dans la phase de conception, lié à la Compatibilité Électromagnétique. En effet, les impulsions rapides de tension et courant dans les convertisseurs de puissance sont une source d’émissions électromagnétiques conduites indésirables. Des méthodologies de modélisation précises, qui prennent en compte une grande partie des effets parasites, ont été développées pour évaluer le niveau de ces émissions conduites. Lorsque ces méthodologies sont confrontées aux mesures, les résultats sont en concordance dans une large gamme de fréquence, elles peuvent donc être considérées comme des outils fiables de pronostic. Néanmoins, la plupart des paramètres du modèle d’un système électronique ne peuvent pas réellement être déterminés précisément : les conditions d’opération sont souvent mal connues (variations de température ou d'humidité) ; les paramètres caractéristiques des composants présentent une certaine dispersion de production ; des interférences externes sont imprévisibles. Dans ce contexte, il est intéressant de développer des méthodologies de modélisation qui soient capables de prendre en compte des incertitudes paramétriques. Dans cette thèse, deux méthodologies d’analyse d’incertitudes, adaptées aux convertisseurs de puissance, sont proposées. Les incertitudes paramétriques sont modélisées en utilisant des fonctions de densité de probabilité et l’objectif de l’analyse proposée est de déterminer les moments statistiques, la fonction de densité de probabilité ou la limite supérieure probabiliste des émissions conduites d’un convertisseur de puissance quelconque. Des techniques pour aborder les difficultés liées aux non-linéarités, au temps de simulation important et au nombre élevé de dimensions sont discutées. Les méthodologies proposées sont appliquées à des problèmes test et à des problèmes réels, et les résultats sont comparés aux méthodologies classiques. La précision des résultats des méthodologies proposées est similaire aux techniques classiques, mais le temps de calcul est considérablement réduit. Finalement, ce travail ouvre des possibilités de développements nouveaux pour l’analyse des incertitudes des systèmes non-linéaires et à grande échelle., O desenvolvimento da tecnologia de semicondutores nas últimas décadas proporcionou um aumento no número de novas aplicações, nas quais dispositivos de eletrônica de potência são empregados. A rápida comutação dos transistores permitiu que a conversão de potência seja realizada com alta eficiência. Entretanto, esse benefício trouxe um novo desafio na fase de projeto: a Compatibilidade Eletromagnética. Os rápidos pulsos de tensão e corrente dentro dos conversores de potência são uma fonte indesejada de emissões eletromagnéticas conduzidas. Metodologias de modelagem de alta precisão, que consideram grande parte dos efeitos parasitas, foram desenvolvidas para avaliar o nível de emissões conduzidas de dispositivos eletrônicos. Estas metodologias, quando comparadas às medições, apresentam boa concordância numa ampla faixa de frequência, e portanto elas são consideradas ferramentas de previsão confiáveis para projeto de sistemas eletrônicos. Não obstante, a maioria dos parâmetros do modelo de um sistema eletrônico, na realidade, não podem ser determinados precisamente, devido às condições de operação incertas (por exemplo, variação de temperatura ou umidade), à dispersão de produção dos componentes ou à interferência externa imprevisível. Neste contexto, existe um grande interesse em desenvolver metodologias de modelagem que sejam capazes de levar em consideração incertezas paramétricas. Nesta tese, duas metodologias de análise de incertezas para conversores de potência são propostas. Na primeira, denominada Polinômios por Frequência, as incertezas paramétricas são modeladas usando funções densidade de probabilidade e o objetivo da análise proposta é determinar os momentos estatísticos, a função densidade de probabilidade ou o limite superior probabilístico das emissões conduzidas de um conversor de potência arbitrário. Na segunda, denominada Transformada de Incerteza Adaptativa, técnicas para abordar as dificuldades de nãolinearidade, tempo de simulação longo e alto número de dimensões são discutidas. As metodologias propostas são aplicadas em problemas teste e problemas do mundo real e os resultados são confrontados com metodologias clássicas. A precisão dos resultados das metodologias propostas é similar às técnicas clássicas, embora o tempo computacional necessário é significantemente reduzido. Finalmente, este trabalho deixa em aberto várias possibilidades para desenvolvimento adicional no campo da análise de incertezas de sistemas não-lineares e de alta-dimensão., Развитие полупроводниковых технологий в последние десятилетия привело к росту числа новых приложений, в которых использовались силовые электронные устройства. Быстрое переключение транзисторов позволило силовой конверсии осуществляться с большей эффективностью. Однако это улучшение привело к новым сложностям в дизайне: Электромагнитная совместимость. Быстрое напряжение и токовые импульсы в силовых преобразователях являются источником нежелательного электромагнитного излучения. Высокоточные моделирующие методы, которые ведут учет большинства этих паразитарных явлений, были развиты для вычисления уровня управляемых излучений электронных устройств. Когда эти методы сопоставляются с измерениями, они показывают хорошее согласование в широком диапазоне частот, и, следовательно, они считаются надежным инструментом выявления для проектирования электронных систем. Тем не менее, большинство параметров модели любой электронной системы, в действительности, не могут быть точно определены при неизвестных условиях эксплуатации (т.е. температуры или влажности), производстве дисперсиикомпонентов или непредсказуемых внешних помехах. В этом контексте, это представляет большой интерес для разработки методов моделирования, которые способны учитывать параметрическую неопределенность. В этой диссертации предложены два метода анализа неопределенности силовых преобразователей. Параметрическая неопределенность моделируется с помощью функции плотности вероятности и цель предлагаемого анализа заключается в определении статистических моментов, функции плотности вероятности или вероятностной верхней границы кондуктивного излучения произвольного преобразователя питания. Техники по преодолению трудностей нелинейности, долгого времени симуляции и высокой размерности рассмотрены. Предлагаемые методики применяются для проверки и решения реальных проблем и результаты сравнимы с классическими подходами. Точность результатов похожа на классические методы, хотя время, требуемое для вычисления, существенно снижается. Наконец, эта работа оставляет много возможностей для дальнейшего развития в области неопределенности анализа нелинейных, многомерных систем.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2013 A interferência eletromagnética é um problema no que se refere ao desenvolvimento de produtos eletroeletrônicos. O ambiente doméstico, com o avanço da tecnologia, está susceptível às emissões geradas por vários equipamentos, como por exemplo, o controlador eletrônico de temperatura utilizado em chuveiros. Portanto, entende-se necessária a investigação das emissões eletromagnéticas geradas por estes equipamentos. Neste trabalho, será analisada a emissão conduzida através da utilização de um dispositivo separador de ruídos, como ferramenta de diagnóstico dos componentes de ruídos de modo comum e modo diferencial. Após determinar o modo de ruído predominante, fez-se um projeto de filtro de EMI específico para cada equipamento, como técnica corretiva, deixando-o em conformidade com a norma CISPR. Fez-se a validação dos resultados gerados pelo dispositivo separador através de cálculo analítico, conforme a literatura técnica especializada, comparando os dados. Os resultados das medições demonstram que a proposta de utilizar um dispositivo separador de ruídos pode efetivamente identificar o modo de propagação dominante das emissões conduzidas e minimizar os trabalhos e custos ao aplicar o projeto de filtro de EMI Abstract: Electromagnetic interference is a problem with regard to the development of electronic products. The domestic environment, with the advancement of technology, is likely to emissions generated by various devices, such as electronic temperature controller used in showers. Therefore, it is necessary to investigate the emissions generated by these devices. In this paper, we will analyze the conducted emission by using a noise separator device, as a diagnostic tool for common mode noise and differential mode components. After determining the predominant mode noise, an EMI filter was projected for each specific equipment, a corrective technique, to let it in accordance with the standard CISPR. A validation of the results generated by the device tab was performed through analytical calculation, in order to compare the data. Measurement results show that the use of a device noise separator can effectively identify the dominant mode of propagation for conducted emissions and minimize the work and costs to implement the EMI filter project.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2012. RESUMO: Esta pesquisa aborda a conformidade entre medidas de campos eletromagnéticos radiados e os dados oriundos de simulação de um software comercial para uma fonte chaveada desenvolvida especialmente para este trabalho. Um conversor estático abaixador tipo buck foi desenvolvido e analisado a fim de ser testado conforme as normas vigentes de compatibilidade eletromagnética. Características não ideais do mesmo foram investigadas a fim de prover uma melhor base de informações e, por conseguinte, melhores resultados de simulação. Por fim, estes foram comparados com os valores medidos experimentalmente, possibilitando uma avaliação dos softwares utilizados. Os resultados obtidos foram satisfatórios com um erro médio de ±7% no espectro de frequência medido. ABSTRACT: This research aims to evaluate the conformity between measurements of electromagnetic radiated fields and data arising from simulation of a commercial software for a switching power supply designed specifically for this study. A static control power buck converter was developed and analyzed in order to be tested according to current regulations on electromagnetic compatibility. Non ideal characteristics thereof were investigated in order to provide a better basis of information and therefore better simulation results. Finally, they were compared with those measured experimentally providing an assessment of the software used. The results were satisfactory with an average error of ± 7% in the measured frequency spectrum.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:31Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-08-05Bitstream added on 2014-06-13T19:08:04Z : No. of bitstreams: 1 souza_fq_me_ilha.pdf: 803035 bytes, checksum: 9aab0ce0802cfc37e761960c21f93140 (MD5) Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Referências de tensão integradas com baixa sensibilidade à temperatura, tensão de a- limentação e eventos transitórios são componentes críticos na maioria dos circuitos integra- dos. Neste trabalho, além das restrições costumeiras, foi adicionada a preocupação com a in- terferência eletromagnética a qual vem ganhando muita importância devido a crescente polui- ção eletromagnética no ambiente. Assim, neste trabalho, propõe-se o projeto de uma referên- cia de tensão tipo bandgap com baixa susceptibilidade a interferência eletromagnética (EMI). O projeto deste circuito baseia-se na soma de duas correntes (referência de tensão baseada em corrente), uma com coeficiente complementar a temperatura absoluta (CTAT) e outra com coeficiente proporcional à temperatura absoluta (PTAT), aplicada sobre um resistor. Neste projeto, a susceptibilidade a interferência eletromagnética de uma referência de tensão band- gap é estudada por meio de simulação. Projetada para ser fabricada com a tecnologia CMOS 0,35 μm da AMS (Autriamicrosystems), a referência forneceu uma tensão de referência está- vel de 1,354 V em sua saída operando normalmente na faixa de temperatura de -40 a 150oC. Quando submetido à EMI, o circuito exibiu apenas 24,7 mV (quando filtros capacitivos são incluído) de offset induzido, para um sinal de interferência variando de 150 kHz a 1 GHz Integrated voltage references with low sensitivity to temperature, supply voltage and transient events are critical requirements in the most of integrated circuits. In this work, be- sides the usual restrictions, was added to concern with electromagnetic interference which is gaining much importance due to increasing electromagnetic pollution on the environment. So, in this work, proposes the design of a bandgap voltage reference with low susceptibility to electromagnetic interference (EMI) is proposed. The design of the circuit is based on the sum of two currents (current-based voltage reference), one with coefficient complementary to ab- solute temperature (CTAT) and the other with coefficient proportional to absolute temperature (PTAT) into a resistor. In this work, the susceptibility to electromagnetic interference in a bandgap voltage reference is evaluated by simulations. Designed to be implemented in AMS (Autriamicrosystems) 0,35 μm CMOS process, the reference provides a stable voltage refer- ence equal to 1,354 V in the output working properly in the temperature range of -40 to 150oC. When EMI is injected, the circuit exhibits only 24,7 mV (when capacitive filters are included) of induced offset, for an interference signal varying in the frequency range of 150 kHz to 1 GHz

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2011 A presente tese versa sobre a avaliação do ambiente eletromagnético em estabelecimentos assistenciais de saúde (EAS), no intuito de promover uma adequada gestão da compatibilidade eletromagnética (EMC) em áreas clínicas de grande inserção tecnológica (ex. hospitais). O trabalho foca em uma abordagem coordenada entre diferentes técnicas de investigação científica, dentre as quais se destacam as técnicas de medição, de simulação numérica e de otimização. Na parte de medição, são apresentados e discutidos em detalhes os métodos e protocolos utilizados para o levantamento e a caracterização completa da propagação de ondas em hospitais. Estas medições são voltadas para três objetivos diferentes, tais como diagnosticar o panorama eletromagnético estabelecido em ambientes clínicos, mensurar as emissões eletromagnéticas originadas individualmente para cada equipamento eletromédico em operação nestes ambientes e, por fim, caracterizar os parâmetros constitutivos das estruturas arquitetônicas que compõem estes ambientes. A partir destas informações elementares é desenvolvida uma modelagem numérica efetiva da propagação de ondas e dos acoplamentos eletromagnéticos estabelecidos no EAS. Na parte de simulação computacional, a ferramenta numérica empregada nesta pesquisa é baseada no método da modelagem por linhas de transmissão (TLM). Todos os processos de modelagem numérica para os equipamentos médicos, para as fontes eletromagnéticas externas, e para as estruturas arquitetônicas presentes no EAS, são sistematicamente apresentados e discutidos. Finalmente, os modelos desenvolvidos são inseridos em uma série de processos de otimização voltados à gestão da EMC em hospitais. O método da Krigagem é aplicado para desenvolver processos de otimização espacial, enquanto o método dos Algoritmos Genéticos é utilizado para desenvolver processos de otimização geométrica. Os resultados obtidos permitem obter a sinergia entre todos os métodos aplicados, de modo a potencializar as suas principais vantagens e suprimir as suas limitações. The current thesis deals with the assessment of electromagnetic environments in health care facilities (HCF), in order to promote an adequate management program for electromagnetic compatibility (EMC) in clinical areas with a large number of technologies (e.g. hospitals). This work surveys a coordinated approach using different techniques of scientific investigation, such as measurement techniques, numerical simulation, and optimization process. Regarding measurement techniques, it is presented a deep overview about the methods and protocols employed to provide a complete evaluation of wave propagation in hospitals. As a rule, these measurements are related to three main goals, such as to diagnose the electromagnetic profile established in clinical environments, to measure electromagnetic emissions originated from each electrometrical equipment within this area, and also to characterize the constitutive parameters of architectural structures composing the building. Based on that information, it is developed an effective numerical modeling of wave propagation and electromagnetic couplings established in the HCF. As far as computational simulation is concerned, the numerical tool engaged in this research is based on the Transmission Line Modeling Method (TLM). The complete development of numerical modeling for medical equipment, external electromagnetic sources, and also the architectural structures in the EAS, are systematically presented and discussed. Finally, all numerical models developed in this work are employed in a number of optimization processes regarding EMC management in hospitals. The Kriging method is mainly applied to develop spatial optimization process, whereas the Genetic Algorithms method is used to develop geometric optimization assessments. The achieved results allow to obtain synergy between all methods applied, in order to explore the potential of most important advantages and suppress its limitations.

Orientador : Professor Dr. Wilson Arnaldo Artuzi Júnior Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduaçao em Engenharia Elétrica. Defesa: Curitiba, 20/12/2011 Bibliografia: fls. 57-59 Área de concentração: Telecomunicações Resumo: Esta dissertação trata do modelamento de superfícies metálicas perfuradas e recortadas como condições de contorno dispersivas artificiais. O modelo é implementado em uma nova formulação no espaço de estados desenvolvida dentro do método dos elementos finitos no domínio do tempo. Para a superfície perfurada um modelo isotrópico que simula o comportamento de uma susceptância indutiva é proposto. As superfícies recortadas são caracterizadas por um modelo uniaxial anisotrópico, visto apresentarem comportamentos dependentes do sentido de polarização do campo elétrico. São realizadas simulações comparativas para validar a nova formulação e quantificar a eficiência computacional obtida com o emprego do modelo artificial. Verifica-se uma redução significativa no número de elementos tetraédricos necessários para representar artificialmente blindagens perfuradas que apresentam geometrias complexas, refletindo diretamente em uma redução no tempo total de processamento para o cálculo da eficiência de blindagem. Abstract: This work deals with the modeling of perforated and slotted metallic surfaces as dispersive artificial boundary conditions. The model is implemented in a new state-space formulation developed inside the finite element method in time domain. For a perforated surface an isotropic model that simulates the behavior of an inductive susceptance is proposed. The slotted surfaces are characterized by an uniaxial anisotropic model, because their behavior depends on the polarization direction of the electric field. Comparative simulations are performed to validate the new formulation and quantify the computational efficiency obtained with the use of artificial model. There is a significant reduction in the number of tetrahedral elements needed to represent artificially perforated shielding of complex geometries, which reflects in a reduction of the total processing time for the evaluation of the shielding effectiveness.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2011 O presente trabalho tem como objetivo analisar os fenômenos eletromagnéticos que podem causar interferência eletromagnética (IEM) em circuitos digitais, como por exemplo: diafonia e reflexões, bem como abordar os aspectos econômicos causados por problemas de compatibilidade eletromagnética (CEM). Para tanto, foi desenvolvido um circuito digital com o software Proteus e foram realizadas simulações numéricas utilizando os softwares SIwave e Designer. Os resultados foram comparados com dados experimentais. This paper presents the electromagnetic phenomena that can cause electromagnetic interference (EMI) in digital circuits, such as: crosstalk and reflections. Economical aspects caused by electromagnetic compatibility (EMC) issues on the industry are also addressed. A digital circuit was developted using Proteus software and Numerical simulations using the softwares SIwave and Designer were performed and the results were compared to experimental data.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:34Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-01-27Bitstream added on 2014-06-13T20:49:15Z : No. of bitstreams: 1 sartin_acp_me_bauru.pdf: 2377399 bytes, checksum: d4b29001d0dcb0173350d8175fba63b3 (MD5) Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) O presente trabalho possui como foco principal a apresentação de proposições técnicas para a avaliação da suscetibilidade eletromagnética de cabos metálicos isolados, blindados ou não, para atender aos sistemas de supervisão, proteção, comunicação e controle de subestações de alta tensão frente às interferências eletromagnéticas provocadas pelas descargas atmosféricas, manobras de chaveamento, campo magnético na frequência de 60Hz e do efeito corona. Para a realização destas proposições foram analisados e estudados diversos cabos usados em uma subestação de 440kV. A diretriz metodológica adotada nesta pesquisa incorporou simulações de modelo computacional, ensaios laboratoriais recomendados pelas normas e publicações técnicas correlatas com a finalidade de identificar os efeitos provocados pelas interferências eletromagnéticas nesses cabos. Os resultados obtidos conduziram a uma análise da interferência eletromagnética nos diversos cabos avaliados fornecendo, assim, um valor de imunidade de cada cabo estudado. Constatou-se que os cabos sem blindagem devem ser usados com reservas e podem ser instalados em sistemas poucos sujeitos a interferências eletromagnéticas ou promover uma blindagem adicional. Os cabos blindados, menos suscetível a interferências eletromagnéticas, podem ser instalados em pátios de subestações, entretanto devem-se tomar os devidos cuidados com o aterramento da blindagem. Desta forma, a pesquisa realizada contribuiu para o desenvolvimento de um procedimento técnico para o uso adequado de cabos em questão visando minimizar os efeitos provocados pelas interferências eletromagnéticas nos sistemas de supervisão, proteção, comunicação e controle presentes em subestações de alta tensão. The main focus of this work is the presentation of technical propositions to assessing the electromagnetic susceptibility of isolated metallic cable, shielded or not, in order to comply with the supervision, protection, communication and control systems of high voltage substations in the presence of electromagnetic interferences caused by lightning discharge, switching maneuver, electromagnetic field at 60Hz and corona effect. Several cables used in 440 kV substation were analyzed and studied for accomplishing these propositions. The methodological guideline adopted in this research has included simulations of computational models, laboratorial tests recommended by standards and technical publications correlated in order to identifying the effects provoked by electromagnetic interferences to these cables. The obtained results led to an analysis of the electromagnetic interference in the several cables assessed, thus providing a value of immunity for each cable studied. It was verified that cable without shielding must be employed with restrictions and can be installed in systems which are little subject to electromagnetic interference or to promote an additional shielding. The shielding cables less susceptible to the electromagnetic interference can be installed in substation courtyard; however, it is important to pay special attention to the grounding of the shielding. Thus, this research contributed to the development of a technical proceeding for employing the mentioned cables suitably, aiming at minimizing the effects provoked by the electromagnetic interferences in the supervision, protection, communication and control systems which are present at the high voltage substations.

thèse réalisée en co-encadrement dans le cadre de l'accord CAPES-COFECUB 568 / 09; This Thesis presents a proposition of a Transmission Line Excited Chamber configuration. This configurations is considered to be a potential solution for the constraints of reverberation chambers of nowadays. Among this constraints, e.g. the ones related to chamber operation at some MHz, will make a physical restriction to implement in tests environments. Moreover the work volume and the canonical chamber excitation ways are also considered are also considered restrictions. In order to satisfy the chamber evaluation indexes of merit applicability, several transmission line sets are evaluated, including the details concerned to electronic exciting variation and load variation. The chamber performance analysis methodology that is proposed in this Thesis is based on analytical and numerical methods, and also experimental evaluations. Not only application of optimization algorithms and methods recommended by literature were used for configurations searching that can reach the adopted indexes of merit but also procedures that were developed and adapted by the authors. To analyze the chamber capacity to reach all the electromagnetic compatibility test requirements applied to equipments and electric and electronic systems, several results, were performed over one Transmission Line Excited Chamber prototype. The results obtained by numerical simulations and experimental evaluations are presented and compared.; Este trabalho propõe uma configuração de câmaras excitadas por linhas de transmissão, considerada como potencial solução para as restrições das câmaras reverberantes atuais. Entre estas restrições, menciona-se, por exemplo, as relativas à operação das câmaras em baixas freqüências, cujas dimensões poderão representar uma restrição física à sua implementação em ambientes de teste. Outras características físicas podem ser consideradas também restritivas, ao se considerar o volume útil de trabalho e o modo de excitação das câmaras canônicas. Visando satisfazer os índices de mérito aplicáveis, as diversas configurações propostas são avaliadas, onde, além dos arranjos das linhas de transmissão, também são considerados os detalhes relativos à variações da excitação e da carga via controle eletrônico. A metodologia de análise de desempenho da câmara proposta utiliza, basicamente, métodos analíticos, numéricos e avaliações experimentais. A aplicação de algoritmos e métodos de otimização recomendados pela literatura atual e alguns procedimentos desenvolvidos e adaptados pelos autores, foram utilizados na busca de configurações que melhor satisfaçam os índices de mérito adotados. Diversos resultados, obtidos através de simulações numéricas e de avaliações experimentais realizadas em um protótipo, são apresentados e comparados, visando uma análise das potencialidades e da aplicabilidade deste tipo de câmara às necessidades dos ensaios de compatibilidade eletromagnética de equipamentos e sistemas elétricos e eletrônicos.

This Thesis presents a proposition of a Transmission Line Excited Chamber configuration. This configurations is considered to be a potential solution for the constraints of reverberation chambers of nowadays. Among this constraints, e.g. the ones related to chamber operation at some MHz, will make a physical restriction to implement in tests environments. Moreover the work volume and the canonical chamber excitation ways are also considered are also considered restrictions. In order to satisfy the chamber evaluation indexes of merit applicability, several transmission line sets are evaluated, including the details concerned to electronic exciting variation and load variation. The chamber performance analysis methodology that is proposed in this Thesis is based on analytical and numerical methods, and also experimental evaluations. Not only application of optimization algorithms and methods recommended by literature were used for configurations searching that can reach the adopted indexes of merit but also procedures that were developed and adapted by the authors. To analyze the chamber capacity to reach all the electromagnetic compatibility test requirements applied to equipments and electric and electronic systems, several results, were performed over one Transmission Line Excited Chamber prototype. The results obtained by numerical simulations and experimental evaluations are presented and compared., Este trabalho propõe uma configuração de câmaras excitadas por linhas de transmissão, considerada como potencial solução para as restrições das câmaras reverberantes atuais. Entre estas restrições, menciona-se, por exemplo, as relativas à operação das câmaras em baixas freqüências, cujas dimensões poderão representar uma restrição física à sua implementação em ambientes de teste. Outras características físicas podem ser consideradas também restritivas, ao se considerar o volume útil de trabalho e o modo de excitação das câmaras canônicas. Visando satisfazer os índices de mérito aplicáveis, as diversas configurações propostas são avaliadas, onde, além dos arranjos das linhas de transmissão, também são considerados os detalhes relativos à variações da excitação e da carga via controle eletrônico. A metodologia de análise de desempenho da câmara proposta utiliza, basicamente, métodos analíticos, numéricos e avaliações experimentais. A aplicação de algoritmos e métodos de otimização recomendados pela literatura atual e alguns procedimentos desenvolvidos e adaptados pelos autores, foram utilizados na busca de configurações que melhor satisfaçam os índices de mérito adotados. Diversos resultados, obtidos através de simulações numéricas e de avaliações experimentais realizadas em um protótipo, são apresentados e comparados, visando uma análise das potencialidades e da aplicabilidade deste tipo de câmara às necessidades dos ensaios de compatibilidade eletromagnética de equipamentos e sistemas elétricos e eletrônicos.

Os campos elétricos elevados são intrínsecos às subestações de extra-alta tensão, onde seus efeitos são particularmente pronunciados. O trabalho em áreas desenergizadas, mas nas proximidades de barramentos energizados de subestações de alta tensão, provoca desconforto nos trabalhadores devido às descargas eletrostáticas entre pessoas e objetos metálicos. Estes choques são bastante desagradáveis e, além disso, há o risco de queda da estrutura quando da reação impulsiva involuntária ao choque. Neste contexto, tais situações requerem estudos teóricos e experimentais que possam levar ao desenvolvimento de dispositivos, que permitam ao trabalhador executar suas atividades sem desconforto e numa condição segura. Diante do exposto, a proposta desta dissertação é consolidar uma fundamentação teórica dos efeitos dos campos elétricos no corpo humano a partir de revisão da literatura, levantamento de dados em campo, ensaios em laboratórios e subestações, visando contribuir para o desenvolvimento e implantação na CEMIG de dispositivos de mitigação de descargas eletrostáticas para trabalho em subestações de alta tensão; elaboração de uma metodologia que venha de encontro a uma necessidade, atual e já identificada, de avaliação dos níveis de exposição ao campo elétrico, preliminarmente à realização de atividades de manutenção, como instrumento de investigação e pesquisa ocupacionais e se antecipando a alguns aspectos normativos prescritos na norma brasileira NR-10 e, por fim, a inserção dos novos modelos de medidores de campo e pacotes computacionais disponíveis para modelagem e simulação de campos elétricos ao material teórico acadêmico disponível para estudos e pesquisas. High intensity electric fields are intrinsic to extra-high voltage substations, where the effects are particularly pronounced. The work at non-energized areas, but in the vicinity of energized of high-voltage bus bars, may lead to discomfort in the workers due to the spark discharges between people and metallic objects. The resulting electric shocks are very annoying and present risks of fall from the structure, due to the involuntary impulsive reaction to the shock. In this context, the question involving the discomfort and the risk of fall from the structure requires theoretical and experimental studies aiming the development of devices to allow the workers to execute their tasks without discomfort and in a safe condition. As explained above, the proposal of this dissertation is to consolidate a theoretical base concerning the effects of the electric fields in the human body from literature review, field surveys and tests in laboratories and substations, aiming to present contributions for the development and implementation in CEMIG of the devices for mitigation of sparks discharges during work in high voltage substations; improvement of a methodology of evaluation of undisturbed electric field, from studies regarding the correlation between leakage current through the workers body and electric field. This methodology satisfies a present need for the evaluation of levels of exposition to the electric field prior to the work in energized substations, as an instrument for occupational healthy investigation, looking ahead to some prescribed normative aspects in Brazilian standard NR-10; and, finally a knowledge base updates regarding the work under high intensity electric fields exposure, through the literature review and its adequacy to the new available electric field probes and software for modeling and simulation of electric fields.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. Este trabalho apresenta um estudo dos problemas da interferência eletromagnética (EMI) nas fontes de alimentação chaveadas para uso comercial. Na primeira parte do trabalho é feito um breve estudo conceitual da compatibilidade eletromagnética (EMC) e das normas aplicáveis. Logo a seguir é apresentado um breve estudo das principais topologias de fontes e como ocorre a interferência eletromagnética, os mecanismos de acoplamento de ruído conduzido e radiado, o comportamento não ideal dos componentes da fonte e o estado da arte atual. Para continuidade do trabalho e execução de ensaios foram escolhidos os conversores #flyback# e #forward#, baseados na popularidade. São dois tipos de fonte chaveada bastante difundidas no mercado, pela simplicidade e facilidade no projeto. Para o conversor do tipo #flyback# são estudadas, projetadas e avaliadas algumas variações topológicas, principalmente no modo de controle das fontes. Em primeiro lugar, com a topologia trabalhando no modo convencional, com freqüência de chaveamento fixa, depois com uma topologia auto-oscilante e, finalmente, com uma topologia quase-ressonante. São observados os efeitos da variação dos tempos de subida e descida do comando dos MOSFETs. É feito um estudo do efeito da variação da freqüência de chaveamento com a fonte trabalhando no modo convencional e com algumas formas construtivas do transformador principal. No caso do conversor #forward#, são feitas algumas variações topológicas, focadas na forma como é feita a desmagnetização do transformador principal. É feito um estudo do comportamento não ideal de alguns componentes da fonte, por meio de simulação. No capítulo final é dada maior ênfase ao acoplamento entre alguns componentes da fonte e são apresentados os resultados do ensaio de um projeto otimizado para a redução de EMI. Como contribuição final é proposto um #roteiro para EMI, aplicado a fontes de alimentação chaveadas# para as duas topologias estudadas até aqui, com uma potência de saída de 60W.

Dissertação (mestrado) - Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Eletrica. Bibliografia: f. 90-96. Resumo: Esta dissertação faz parte de um projeto de pesquisa envolvendo PUC Minas, UnB, CEFET-MG, UFMG, FIAT Automóveis e financiamento do CNPq. Esse projeto teve como o objetivo avaliar a viabilidade do uso de uma câmara semianecóica de dimensões reduzida para a condução de testes de imunidade eletromagnética em alternativa ao que é proposto pela (ISO 11451-2, 2001), com o uso de câmara semianecóica de grandes dimensões. A configuração de testes de imunidade eletromagnética proposta pelo projeto de pesquisa consiste em utilizar somente a parte frontal do veículo. A justificativa dessa configuração baseia-se no fato de que a maior parte da eletrônica embarcada está concentrada na parte frontal do veículo. Com isso espera-se poder criar uma proposta de metodologia de testes capaz de atender preliminarmente aos requisitos normativos com uma estrutura laboratorial menos onerosa. Nesse contexto o presente trabalho concentra-se no uso de metodologias numéricas de cálculo de campo eletromagnético como ferramenta para reproduzir e validar no ambiente computacional os experimentos propostos no projeto de pesquisa. É abordada ainda a utilização de modelos simplificados como forma de compreensão dos fenômenos eletromagnéticos, penetração de campo em aberturas e cavidades ressonantes eletromagnéticas, presentes em uma estrutura veicular complexa. Abstract: This dissertation is part of a research project involving PUC Minas, UnB, CEFET-MG, UFMG, FIAT Automóveis financed by CNPq. The project objective is to evaluate the viability of the use of a semi-anechoic chamber with reduced dimensions for the conduction of electromagnetic immunity test as an alternative to what it is established by (ISO 11451-2, the 2001), where is applied semi-anechoic chamber with large dimensions. The configuration of tests of electromagnetic immunity proposed by the project consists of using only the frontal part of the vehicle in the test. This is justified by the fact that most of the embedded electronics is concentrated in this part of the vehicle. It is the project expectancy the creation of an alternative proposal for preliminary vehicle radiated electromagnetic immunity test, applying cheaper laboratory structures. In this context the present work concentrates in the development of computational simulations of the tests configurations in order to evaluate the research project proposal. Simplified models are used as form of understanding the electromagnetic phenomena, field penetration in apertures and electromagnetic resonance cavity, in a complex vehicular structure. The results had demonstrated hopeful and satisfactory in comparison to the degree of difficulty for electromagnetic numerical simulations in large structures as automotive vehicle. O CD-ROM encontra-se no Setor de Coleções Especiais

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. O presente trabalho teve como objetivo mostrar uma forma de aplicação das ferramentas da metodologia Seis Sigma, em um problema típico da área de compatibilidade eletromagnética. Um refrigerador foi o produto sob estudo sobre o qual todas as conclusões foram obtidas. Inicialmente foram criados um Mapa de Raciocínio e um Mapa de Produto, com o intuito de incentivar o raciocínio crítico sobre o problema e auxiliar na determinação de fatores a serem estudados. Seguidos a esta etapa, foram realizados 3 experimentos planejados chamados DOEs (Design of Experiments), que seguiram uma estrutura de raciocínio sequencial. No primeiro experimento, um estudo do sistema de medição utilizando Cartas de Controle auxiliou na determinação de quais variáveis de resposta seriam observadas. De posse dessa informação, os subsequentes experimentos mostraram e confirmaram que o maior ruído emitido pelo produto era de modo comum, e cujo acoplamento se faz via a carcaça metálica do produto. Nesse contexto, alguns fatores foram estudados tentando obter aprovação na norma apropriada com o menor custo possível, mas, dentro dos limites do trabalho, apenas a utilização de um ferrite de modo comum foi capaz de efetivamente enquadrar o produto na norma. O uso de dois ferrites na Linha e no Neutro também foi uma ferramenta eficaz quanto ao ruído conduzido de mais alta freqüência. De forma geral, o resultado do trabalho mostra que são grandes as oportunidades de aprendizado, quando se utilizam ferramentas estatísticas para tratar de problemas de compatibilidade eletromagnética. This work had the objective to show the application of the Six Sigma methodology tools, in a typical Electromagnetic Compatibility problem. A refrigerator was the product under study, and was the one all the conclusions of the work apply. Initially, a Thought Map and a Product Map were developed with the intent of increasing the usage of critical thinking about the problem, and to aid in the discovery of which factors to use in the subsequent tests. With this information obtained, 3 Design of Experiments (DOE's) were executed in a sequential thinking structure. In the first experiment, a Measurement System Evaluation was done using Control Charts, and it helped to choose which response variables to use in the rest of the work. With this information in hands, the other experiments showed and confirmed that the biggest noise emitted by the product was a common mode noise, and it was coupling through the main communication harness, with the external metal structure of the product. In this context, some factors were better studied to get approval in the applicable standard at the lowest cost possible. Although, with the boundaries this work had, the only truly effective solution was the addition of a common mode ferrite in the ground line. The usage of two inductors in the Line and Neutral also aided in the higher frequency components of the noise. Generically speaking, this work shows some of the great opportunities of knowledge acquisition, when using statistical tools to learn about Electromagnetic Compatibility issues.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. O presente trabalho aborda o desenvolvimento e a implementação de um Ensaio de Proficiência através de um Programa de Comparação Interlaboratorial aplicado em dois laboratórios da área de compatibilidade eletromagnética. A exigência deste tipo de atividade em laboratórios de ensaio é um dos mecanismos de controle, exigidos pela Norma NBR ISO/IEC 17025, que estabelece os requisitos gerais para garantia da qualidade em laboratórios de ensaio e calibração. Referente a área de Compatibilidade Eletromagnética, tem se conhecimento de poucos trabalhos de comparação interlaboratoriais realizados em nível nacional e internacional. Esta dissertação apresenta a aplicação de um Ensaio de Proficiência abrangendo nove normas da área de compatibilidade eletromagnética. O trabalho versa sobre ensaios de proficiência, comparação interlaboratorial, cálculos da estimativa de incerteza associada aos ensaios da área, desenvolvimento de artefatos a serem ensaiados e todos os passos pertinentes ao Programa de Comparação executado, desde sua organização até a discussão de seus resultados. This work tackles the development and implementation of a Proficiency Testing by Inter-laboratory Comparison Program applied in two laboratories of electromagnetic compatibility area. The demanding of this sort of activity in testing laboratories is one of the mechanisms for quality control of results, stipulated by the Standard ISO 17025, which establishes the general requirements for the competence of testing and calibration laboratories. Concerning Electromagnetic Compatibility area, only few works are known as achieved in inter-laboratory comparisons at national and international level. This dissertation presents a Proficiency Testing application covering nine standards of electromagnetic compatibility area. The work concerns proficiency testing, inter-laboratory comparisons, uncertainty estimate calculation associated to testing in the area, development of artefacts to be testing and all steps related to the Comparison Program executed, since its organization to its results discussion.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. A crescente inserção de tecnologia eletroeletrônica em estabelecimentos assistenciais de saúde (EAS), seja como equipamentos terapêuticos, de diagnóstico ou até mesmo suporte vital, tem sido vista como a grande responsável pelo aumento dos níveis de energia eletromagnética emitidos ao ambiente hospitalar. Dessa forma, quando a energia eletromagnética presente no ambiente atinge um determinado nível crítico, fica estabelecida uma situação que é propícia para o aparecimento de dois fenômenos indesejados: a interferência eletromagnética (EMI) em equipamentos médicos e os riscos biológicos (RBL) em seres vivos. Assim, uma importante ferramenta para promover a compatibilidade eletromagnética e evitar o aparecimento destes fenômenos é o conhecimento características eletromagnéticas presentes nestes ambientes. O objetivo deste trabalho é justamente diagnosticar o comportamento eletromagnético estabelecido em ambientes de grande inserção tecnológica como, por exemplo, o encontrado em centros cirúrgicos, através de uma série de medições in loco das grandezas eletromagnéticas envolvidas nestes meios (campos elétricos, campos magnéticos, ruídos conduzidos). Com base nestas medidas é realizada uma avaliação crítica de modo a comparar a situação estabelecida nos EAS e os níveis limites de segurança preconizados por organismos competentes, tanto para EMI quanto para RBL. Como resultado desta análise, começa a existir um maior discernimento quanto a real situação do ambiente eletromagnético encontrado em EAS nacionais, e assim, permite a definição de diretrizes mais eficientes para implementação de programas de gestão tecnológica que são direcionados para a verdadeira necessidade destes hospitais. The increased use of electroelectronic technologies within health care facilities (HCF) such as therapeutic, diagnostic or even life support equipments, has been seen as the great responsible for the improvement of electromagnetic energy emitted to the clinical environment. In such circumstances, when the electromagnetic energy present in the environment reaches a certain critical level, it's established a dangerous situation where two undesirable phenomenons can take place, both electromagnetic interference (EMI) in medical equipments and biological risks (RBL) in living beings. Thus, the knowledge of electromagnetic characteristics shown by these environments can represent an important tool in order to promote electromagnetic compatibility and avoid the appearance of undesirable phenomenon. Therefore, this work aims to diagnose the electromagnetic profile established in critical areas, such as operating rooms, through a number of in loco measurement concerning electromagnetic quantities presented by this environment (electric field, magnetic field, conducted noise). Moreover, a critical evaluation is performed in order to compare the established situation within HCF and the safety levels prescribed by regulatory organizations regarding EMI as well as RBL. As a result of this assessment, a better understanding about the real situation concerning the electromagnetic environment in HCF can be achieved, allowing clinical engineers to define better directives in order to implement a management program which is adequate to the real need of these hospitals.

Os equipamentos eletromédicos devem apresentar um desempenho de alto nível com eficiência atestada em organismos reguladores de padrão internacional. Estes tipos de equipamentos devem operar satisfatoriamente em ambientes eletromagnéticos poluídos, apresentando bons resultados de imunidade eletromagnética. Portanto, este trabalho apresenta, no contexto do estudo de compatibilidade eletromagnética, a proposta de testes de imunidade eletromagnética para equipamentos eletromédicos. Para atender a este objetivo toma-se como base o estudo comparativo entre a norma brasileira NBR IEC 60601-1-2 da Associação Brasileira das Normas Técnicas e as normas internacionais da Comissão Eletrotécnica Internacional. Medical equipment must present a high-level performance with efficiency attested by international regulatory agencies. This type of equipment must operate satisfactorily in electromagnetic environments, having good behavior for electromagnetic immunity. This work presents, in the context of electromagnetic compatibility, a proposal for electromagnetic tests on medical equipment. Aiming at this objective, a comparative study between the Brazilian standard IEC-NBR 60601-1-2 and international standards by IEC – International Electrotechnical Commission has been carried out.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. Os níveis de Interferência Eletromagnética (EMI) gerada por uma rede PLC, devido ao número limitado de testes já efetuados, ainda são pouco conhecidos no Brasil. Basicamente, o tema pode ser dividido em duas partes: A interferência provocada pela rede PLC em outros sistemas que compartilham o mesmo ambiente operacional e aquela provocada por outros sistemas licenciados causando distúrbios na operação de um sistema PLC. O primeiro caso se relaciona diretamente ao nível dos sinais interferentes que o organismo de regulação determinará como limite para operação dos sistemas PLC e o segundo caso se refere à redução do espectro disponível para a PLC causado pela interferência gerada por outros sistemas, implicando em taxas de transmissão muito baixas, e inviabilizando assim sua implantação. Considerando o provável público-alvo dessa aplicação, a implantação da PLC se viabilizará em locais de grande concentração urbana onde já existem outros sistemas operando na mesma faixa de frequência. Portanto, o prévio conhecimento do comportamento de uma rede PLC se revela de extrema importância para o sucesso da tecnologia. Diante disto, o objetivo principal deste trabalho é fornecer subsídios técnicos que comprovem a aplicabilidade da PLC em áreas internas a edificações, também conhecida como aplicações indoor da tecnologia Power Line Communication.

Orientador: Hugo Enrique Hernandez Figueroa Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Resumo: Com o crescente aumento da taxa de utilização do espectro radioelétrico, principalmente em função do avanço e proliferação das comunicações móveis sem-fio, uma maior atenção vem sendo dada à área de Compatibilidade Eletromagnética, no sentido de se estabelecer critérios de controle e prevenção dos efeitos indesejáveis provocados pela Interferência Eletromagnética. Nesse sentido, esforços têm sido direcionados para o desenvolvimento e aplicação de novas tecnologias que possibilitem um controle mais adequado dos sinais de RF emitidos pelos mais diversos tipos de equipamentos. O estudo de metamateriais eletromagnéticos vem sendo cada vez mais justificado, uma vez que tais estruturas apresentam características bastante úteis para a construção de dispositivos de controle e supressão de campos eletromagnéticos indesejáveis. O presente trabalho traz uma contribuição ao estudo dos metamateriais, discutindo o projeto, montagem e validação de um ambiente controlado para ensaios com estruturas periódicas inseridas em campos radiados, assim como todo um estudo do comportamento de grades di elétricas construídas com material de baixo custo, na faixa de freqüência de 8,0 GHz a 13,0 GHz Abstract: With the greater use of the radioelectric spectra, mainly due to the advance and proliferation of the wireless mobile communications, more attention is being given to the area of Electromagnetic Compatibility, trying to establish criteria of control and prevention of the undesirable effect caused by Electromagnetic Interference. In this sense, efforts have been directed aiming the development and application of new technologies that make possible a more adequate control of the signals of RF emitted from most types oí equipments. The study of electromagnetic metamateriais is justified nowadays, since such - structures present sufficient1y useful characteristics for the construction of devices to , control and to suppress undesirable electromagnetic fields. The present work brings a contribution to the study of metamaterials, presenting the Jproject, assembly and validation of a controlled environment for testing the effect oí inserted periodic structures in radiated fields, as well as a study of the behavior oí constructed dielectric gratings with a low cost material, in the frequency band from 8,0 GHz to 13,0 GHz Mestrado Mestre em Engenharia Elétrica

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. Os problemas com a Interferência Eletromagnética (EMI- Eletromagnetic Interference) em conversores estáticos e a preocupação em resolve-los não é algo novo. Porém, freqüentemente são utilizadas técnicas como filtros e blindagem que visam mais evitar a propagação para fora do conversor do que evitar a sua geração. Estas técnicas deveriam ser utilizadas somente quando outras técnicas não fossem suficientemente eficientes para colocar os equipamentos em conformidade com as normas. Portanto, é necessário um conhecimento mais profundo das causas (fontes) e dos caminhos de propagação que levam a EMI para fora do conversor, para se poder aplicar mais eficientemente as técnicas de redução de EMI. Esta tese, visando ajudar a compreensão dos mecanismos que envolvem a compatibilidade associada a conversores estáticos, primeiro mostra a necessidade do estudo destes conversores do ponto de vista da EMC. Em seguida preocupa-se com os princípios fundamentais da EMC, aplicando-os nos referidos conversores. Por fim usa uma ferramenta de simulação numérica para fazer a análise destes conversores, comparando os resultados obtidos com resultados experimentais. Esta comparação mostra a validade do uso da simulação como instrumento no estudo da Interferência Eletromagnética aplicada aos conversores estáticos.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. O presente trabalho aborda o desenvolvimento e a implementação de técnicas para a redução da interferência eletromagnética (EMI) em fontes chaveadas. As fontes chaveadas podem ser caracterizadas como geradoras inerentes de EMI. A EMI gerada pela fonte chaveada pode interferir na própria fonte chaveada e em equipamentos, elétricos ou eletrônicos, que estejam próximos. Existem normas que regulam a EMI gerada por uma fonte chaveada. Assim, tanto do ponto de vista técnico quanto do ponto de vista legal, pode-se perceber que é necessária a aplicação de técnicas para a redução da EMI. Estas técnicas podem ser divididas em duas classes. A primeira classe é a das técnicas preventivas, que consistem basicamente em utilizar as técnicas de redução da EMI desde as primeiras etapas do projeto da fonte (leiaute, elementos, disposição). A segunda classe é a das técnicas corretivas, que consistem no uso de filtros de EMI tanto na entrada da alimentação quanto no próprio circuito da fonte. Através dos resultados experimentais apresentados pode-se verificar que uma redução efetiva da EMI somente foi obtida quando da aplicação em conjunto das duas classes de técnicas de redução da EMI.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. A regulamentação nacional e internacional sobre limitação da exposição à radiação eletromagnética não resolve a polêmica sobre efeito biológico da radiação de radiofreqüência, por outro lado tem havido muita discussão, pesquisa e indicativos de que mesmo em níveis abaixo dos limites estabelecidos nas normas existe risco biológico dessa radiação. Muitas cidades brasileiras têm legislado sobre limitação a campos eletromagnéticos, muitas vezes sem justificativa plausível. Em 02 de Julho de 2002, o Conselho Diretor da Agência Nacional de Telecomunicações, ANATEL, aprovou a Resolução no 303, sobre a limitação da exposição à radiação eletromagnética, o que começa a resolver parte da discussão. Como contribuição ao equacionamento da polêmica, o presente estudo revisa a literatura e pesquisas sobre os efeitos biológicos da radiação eletromagnética, analisa a elaboração das normas e as definições de seus limites, bem como realiza medição do campo eletromagnético em um ambiente urbano típico brasileiro, uma cidade de médio porte - Florianópolis; contribuindo, não para a solução do problema, mas para seu sensato encaminhamento. Por fim, conclui ser necessária a observância aos limites das regulamentações, pela avaliação in loco dos níveis de campo eletromagnético, através do permanente monitoramento, bem como que a continuidade da pesquisa sobre efeitos biológicos, deixe o plano das especulações, para definições mais precisas e viáveis para a sociedade tecnológica.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. Este trabalho tem por objetivo o estudo, projeto e implementação de Unidades Retificadoras de -48V/10A para aplicação em sistemas de telecomunicações, visando um produto comercial que seja competitivo nacional e internacionalmente, atendendo as normas TELEBRÁS

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. Este trabalho está voltado ao estudo de fenômenos ligados à compatibilidade eletromagnética através do uso de modelos numéricos de discretização no domínio do tempo. O texto pode ser dividido em duas partes principais. A primeira apresenta uma comparação dos principais métodos empregados para a solução numérica de problemas da área e aprofunda-se na formulação do método TLM-TD (Transmission-line Modeling Method - Time Domain). Este método é detalhado em suas versões unidimensional, bidimensional e tridimensional. Especial cuidado é dedicado à formulação tridimensional, onde são abordados problemas como a heterogeneidade do meio, presença de perdas e tratamento de malhas irregulares. Uma segunda parte deste trabalho é dedicado à implementação, validação e aplicação de um algoritmo baseado na formulação tridimensional do método TLM-TD para a análise de problemas ligados à compatibilidade eletromagnética. A validação preliminar do algoritmo desenvolvido é feita através da comparação com valores analíticos para problemas de propagação de ondas em meios homogêneos e heterogêneos com perdas. O algoritmo assim validado, é então empregado na análise da efetividade de blindagem de gabinetes metálicos dotados de fendas (slots) e aberturas. Finalmente, são analisadas várias configurações de aterramento impulsivo, investigando-se fluxos de corrente e potenciais nos condutores e na superfície do solo. Vários destes casos têm seus resultados comparados com outras referências.

Orientador: Jose Pissolato Filho Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Resumo: Este trabalho apresenta o estudo da proteção contra descargas atmosféricas através da simulação computacional do transitório de corrente e do campo eletromagnético resultante. Foi necessário o desenvolvimento de uma nova expressão analítica de cálculo do campo eletromagnético (em coordenadas Cartesianas) devido à generalidade das possíveis configurações de uma estrutura. O processo de simulação é composto de quatro fases seqüenciais, as quais foram incluídas em um mesmo programa de computador, escrito em linguagem Fortran. Na primeira fase, a corrente de retomo de uma descarga atmosférica foi modelada como uma linha de transmissão disposta na vertical, ligando a fonte (nuvem) à terra (ou à uma estrutura de proteção). Na segunda fase, a estrutura de proteção foi modelada como sendo constituída de cabos interconectados em geometrias quaisquer, conectada ao canal do raio e á malha de aterramento. Na terceira fase, a malha de aterramento foi modelada também como sendo constituída de cabos interconectados. Na última fase, foi aplicada a expressão de cálculo do campo eletromagnético resultante do transitório de corrente de todo o processo mencionado. Na simulação da expressão de cálculo do campo, cada segmento dos cabos (ou linhas) foi considerado como um pequeno dipolo e o método das imagens foi adotado. A técnica TLM (Transmission Line Modelling) mostrou ser a melhor opção na simulação do transitório de corrente, uma vez que para cada cabo (considerado como urna linha de transmissão), foi possível adotar essa técnica em apenas uma dimensão. Este artificio não é possível em outras técnicas numéricas, como em diferenças finitas, em elementos finitos ou no método dos momentos, sendo nestes casos, necessária a discretização de todo o espaço, além de incorrer em problemas de condições de contorno. Na simulação do campo eletromagnético, foi adotada a técnica de diferenças finitas na nova expressão desenvolvida. Uma grande vantagem de se poder trabalhar com a expressão analítica, é o fato de não se ter que discretizar todo o espaço em volta do sistema simulado, podendo obter resultados de campos em pontos específicos do sistema de coordenadas Cartesianas Abstract: This work presents the study of protection against lightning through current transitory coniputational simulation and electromagnetic field results. The development of a new ana1ytical expression of calculation for the electromagnetic field was necessary (in Cartesian coordinates) due to the generality of the possible configurations of a structure. The process of simulation is composed of four phases, which were included in the same computer program, written in the Fortran language. In the first phase, the lightning return current Was modeled as a transmission line arranged in the vertical axis, connecting the source (cloud) to the earth (or to a protection structure). In the second phase, the protection structure was modeled as cables interconnected in any geometry, connected to the lightning channel and then to the ground mesh. In the third phase, the ground mesh Was also modeled as interconnected cables. In the last phase, the electromagnetic field calcuIation expression of the transitory of current of the whole process mentioned Was applied. In the simulation of the expression of the field calculation each segment ofthe cables (or lines) was considered as small dipoles and the image method was adopted. Transmission Line Modeling TLM showed to be the best option in the current transitory simulation, once for each cable (considered as a transmission tine), which pennitted the adoption of that technique in one dimension. This artífice canoot be used in other numeric techniques, for example in the tinite differences method. In tinite elements, or the Moment method, the discretization of alI the space is necessary, although problems of contour conditions occur. In the simulation of the electromagnetic field, the tinite differences were adopted with a new developed expression. The advantage of this solution is to work with the analytical expressions and the fact oí not having to completely discretize the space around the simulated system Doutorado Engenharia Elétrica Doutor em Engenharia Elétrica