docente:marco antonio dalla costa 19 a 23 de novembro de 2012 sistemas eletrônicos para...

Docente: Marco Antonio Dalla Costa

19 a 23 de Novembro de 2012

Sistemas Eletrônicos para Iluminação

Universidade Federal de Santa Maria

SOBRE LA UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA

Más de 80 Cursos de Grado

Más de 65 Cursos de Posgrado

Colegios Técnico y Politécnico

1.645 Profesores

25.491 Alumnos

Hospital Universitario con 28.435,11 m² de área construida

Estaciones de Radio y Televisión

Área total de 1.933,57 hectáreas, donde 267.588,3 m2 son de área

construida en el campus universitario y 22.259,41 m2 en el centro

de la ciudad

PROGRAMA DE POSGRADO EN INGENIERÍA ELÉCTRICA

Concepto 5 em CAPES

Curso de Máster en Ingeniería Eléctrica desde 1974

Curso de Doctorado en Ingeniería Eléctrica desde 1999 (el primero en el estado de Rio Grande do Sul)

Becas CAPES y CNPq (Máster y Doctorado)

Estudiantes Extranjeros: Becas PEC-PG

Área: Procesamiento de Energía

GRUPOS DE INVESTIGACIÓN EN EL PPGEE

CEEMA: Centro de Estudos em Energia e Meio Ambiente

GEDRE: Grupo de Estudos e Desenvolvimento de Reatores Eletrônicos

GEPOC: Grupo de Eletrônica de Potência e

Controle

GMICRO: Grupo de Microeletrônica

GRUPO GEDRE - PANORAMA ACTUAL 5 Profesores Orientadores e Investigadores:

Prof. Dr. Alexandre Campos Prof. Dr. Alysson Raniere Seidel Prof. Dr. Marco Antônio Dalla Costa Prof. Dr. Ricardo Nederson do Prado Prof. Dr. Tiago Bandeira Marchesan

8 Doctorandos 11 Mestrandos 29 Alumnos da Grado 2 Profesores Colaboradores 15 años de existencia

INFRAESTRUCTURA

Laboratorios de Pesquisa

Doctorandos y mestrandos con becas

Becas de Iniciación Científica (IC)

Laboratorios son financiado por proyectos

Se emplea la infraestructura de la UFSM

LABORATORIOS

LABORATÓRIOS

Fluorescentes

Redes

HID

LEDs

UV

AREAS DE INVESTIGACIÓN

FEA

LÂMPADAS FLUORESCENTES

LÂMPADAS FLUORESCENTES

Circuitos auto-oscilante

Variação da intensidade luminosa (Dimming)

Sistemas com entrada universal / saída universal

Desenvolvimento de novas topologias

Integração de conversores

Electrodeless

APLICAÇÕES E BENEFÍCIOS

Iluminação Residencial

Iluminação de Exteriores

Iluminação de Hospitais, Shoppings,

Comércio, etc.

ORIENTAÇÕES EM ANDAMENTODoutorando: Juliano de Pelegrini Lopes (Alysson Raniere

Seidel):

Assunto: Desenvolvimento de Metodologia do Projeto do Reator

Eletrônico Auto-Oscilante com Entrada Universal

Descrição:Estudo, desenvolvimento e implementação de reatores

eletrônicos com correção de fator de potência, alimentação

universal e reconhecimento de lâmpadas fluorescentes. Estão

sendo desenvolvidas estruturas de baixo custo com a utilização

de circuitos integrados e circuitos de comando auto-oscilante,

capazes de reconhecer lâmpadas fluorescentes de diferentes

potências.

ORIENTAÇÕES EM ANDAMENTO Doutorando: Marcelo Freitas da Silva (Ricardo Nederson do

Prado):

Assunto: Desenvolvimento de Uma Família de Reatores Eletrônicos para Lâmpadas Fluorescentes Sem Eletrodos Empregando

a Técnica de Integração de Conversores

Descrição: Esse trabalho apresenta e analisa uma família de reatores eletrônicos capazes de acionar lâmpadas fluorescentes sem eletrodos (Electrodeless). Este tipo de lâmpada apresenta uma grande vida útil, principalmente pela ausência de eletrodos. Além disso, oferece ótimas qualidades ambientais pela baixa quantidade de mercúrio, caracterizando-as como uma alternativa a ser aplicada em sistemas de iluminação.

LIGHT EMITTING DIODES – LEDS

LIGHT EMITTING DIODES - LEDS

Desenvolvimento de Drivers

Projeto Térmico (ANSYS)

Controle de Clusters de LEDs

Integração de Conversores


Iluminação pública

LEDterapia

Iluminação residencial

Iluminação de emergência

Iluminação decorativa (RGB)

ORIENTAÇÕES EM ANDAMENTO Doutorando:Rafael Adaime Pinto (Ricardo Nederson do Prado):

Assunto: Sistemas Eletrônicos para Iluminação de Exteriores Empregando

Diodos Emissores de Luz (LEDs)

Descrição: O objetivo das topologias desenvolvidas neste trabalho é

alimentar os LEDs através da rede elétrica com alto fator de potência, e

através de baterias quando necessário. Para isso, são propostas e

analisadas algumas topologias empregando conversores CC-CC

integrados. Estas topologias têm como principal aplicação sistemas de

iluminação pública sem consumo de energia a partir da rede elétrica

durante o Horário de Ponta, alimentando o circuito por baterias. Além

disso, as baterias podem manter o funcionamento do sistema durante uma

possível falha no fornecimento de energia pela rede elétrica, operando

como um sistema de iluminação de emergência.

ORIENTAÇÕES EM ANDAMENTO

Mestrando: César Augusto Furlanetto (Marco Antonio Dalla Costa):

Assunto: Sistema de Iluminação Decorativa utilizando LEDs RGB

Descrição: Este trabalho visa o desenvolvimento de um sistema de

iluminação decorativa utilizando LEDs RGB. Serão analisados métodos

de controle de modo a compensar o efeito da temperatura nas diferentes

cores de LEDs sem utilizar realimentação ótica.


Mestrando: Douglas Camponogara (Alexandre Campos):

Assunto: Desenvolvimento de topologias para o emprego da

modulação de corrente binível em LEDs de alta potência

Descrição: Análise das topologias candidatas para aplicação da

modulação bínível na alimentação de LEDs de alta potência, além

de um estudo sobre a comutação com diferentes frequências de

chaveamento.


Mestrando: Marcelo Rafael Cosetin (Ricardo Nederson do Prado):

Assunto: Desenvolvimento de Sistema de Iluminação para Alimentar Clusters de LEDs com Alto Fator de Potência e Baixo Conteúdo Harmônico.

Descrição: Esse trabalho tem por objetivo desenvolver um sistema para iluminação utilizando LEDs de potência com o intuito de atender as normas para a corrente de entrada.

ORIENTAÇÕES EM ANDAMENTOMestrando: Tiago Maggi (Marco Antonio Dalla Costa ):

Assunto: Aplicação de LEDs na Iluminação Pública

Descrição: Este trabalho consiste no estudo de normas aplicadas à

iluminação pública, de modo a permitir o desenvolvimento de uma

luminária de LEDs que cumpra as mesmas. Também serão analisadas

topologias de potência para a confecção do circuito de alimentação dos

LEDs.

ORIENTAÇÕES EM ANDAMENTOMestrando: Vitor Cristiano Bender (Ricardo Nederson do

Prado):

Assunto: Projeto e Desenvolvimento de Um Sistema de Iluminação de

Alto Desempenho Empregando Diodos Emissores de Luz (LEDs)

Descrição: Este trabalho consiste na análise do desempenho térmico dos

diodos emissores de luz (LEDs), relacionando temas como fluxo luminoso,

eficiência luminosa, tensão e corrente de alimentação e dissipadores de

calor.


Mestrando: Paulo Cesar Vargas Luz (Ricardo

Nederson do Prado):

Assunto: Integração de conversores estáticos para acionamento de LEDs

de potência aplicados em iluminação pública.

Descrição: Esse trabalho tem por objetivo desenvolver um sistema para

iluminação utilizando LEDs de potência com o intuito de atender as

normas para a corrente de entrada.


Mestrando: Maicol Flores de Melo (Marco Antonio Dalla

Costa)

Assunto: sistema híbrido de geração distribuída em iluminação pública.

Descrição: trabalho em fase inicial

LÂMPADAS DE DESCARGA EM ALTA PRESSÃO

LÂMPADAS DE DESCARGA EM ALTA PRESSÃO

Desenvolvimento de topologias

Estudo e minimização de ressonância

acústica

Integração de conversores (técnicas)

Análise da estabilidade dos conversores

Caracterização dinâmica das lâmpadas

Redes inteligentes


Iluminação Pública

Iluminação Arquitetônica

Elevada Eficiência Energética

Ótima relação Custo/Benefício


Doutorando: Adriano José Bombardieri (Marco Antonio Dalla Costa):

Assunto: Conversores intercalados para

alimentação de lâmpadas HID de alta potência.

Descrição: trabalho em fase inicial.

SISTEMAS EMBARCADOS E REDES DE SENSORES

SISTEMAS EMBARCADOS E REDES DE SENSORES

Desenvolvimento de protocolos de redes de

comunicação sem fio

Projeto de hardware de sensores e atuadores

sem fio

Desenvolvimento de algoritmos de controle para

redes de sensores sem fio


Controle de Iluminação Pública

Controle inteligente de iluminação residencial

Redução do consumo de energia elétrica

Monitoramento de qualidade de energia elétrica

Medição e monitoramento de fontes de geração

distribuída


Doutorando: Carlos Henrique Barriquello (Alexandre Campos):

Assunto: Smart Grid: Uma Abordagem baseada em Redes

de Sensores Sem Fio

Descrição: métodos e algoritmos para avaliação e controle

da qualidade de energia elétrica fornecida em redes de

distribuição secundárias com aplicação de sensores e

atuadores sem fio.


Doutorando: Gustavo Weber Denardin (Alexandre Campos):

Assunto: Smart Grid / Redes de Comunicação Sem Fio

Descrição: Proposta de uma arquitetura de hardware e

software para desenvolvimente de uma rede urbana de

comunicação sem fio. Inicialmente, a rede será aplicada ao

sistema de iluminação pública, permitindo o controle e

leitura do conjunto reator + lâmpada.


Mestrando: Diogo Vargas (Alexandre Campos):

Assunto: Redes / Sistemas Inteligentes aplicados à

Iluminação Pública / Sistemas Operacionais

Descrição: este trabalho consiste na análise do impacto

do JITTER de RTOS no monitoramento em tempo real de

parâmetros do sistema de distribuição de energia


Mestrando: Victor Paula Oberto (Alexandre Campos):

Assunto: Redes / Sistemas Inteligentes aplicados à

Iluminação Pública / Sistemas operacionais

Descrição: Controle distribuído


Mestrando: Márcio Dalcul Depexe (Alexandre Campos):

Assunto: Redes


TRANSFORMADORES DE ESTADO SÓLIDO

TRANSFORMADORES DE ESTADO SÓLIDO Ampla faixa de regulação da tensão, com regulação de

tensão sob carga; Controle bidirecional do fluxo de potência, cada vez mais desejável com a inclusão da geração distribuída; Possibilidade de compensar problemas de qualidade de energia, tais como: componentes harmônicos e baixo fator de potência; Redução de peso e volume; Elevada eficiência, uma vez que as perdas no núcleo magnético de transformadores de distribuição independem da carga o que torna transformadores ligados a ramais de elevada variação de carga equipamentos extremamente ineficientes

ORIENTAÇÕES EM ANDAMENTO Doutorando: Andre Luis Kirsten (Marco Antonio Dalla Costa)

Assunto: Transformadores de estado sólido.


SIMULAÇÕES EM ELEMENTOS FINITOS


Redução de tempo e custo do projeto

Alterações de projeto podem ser realizadas

rapidamente

Realização de cálculos complexos via

computador

Redução na realização de protótipos

Aumento da confiabilidade do projeto

PROYECTOS DE COOPERACIÓN

Universidad de Oviedo – España

Fraunhofer Institute AiS - Berlim

Grupos de investigación nacionales

PROYECTOS DE COOPERACIÓN

CURRÍCULO DEL PONENTE

Prof. Dr. Marco Antônio Dalla Costa Escuela técnica - UFSM (1995) Ingeniería Eléctrica - UFSM (2002) Máster en Electrónica de Potencia – UFSM (2004) Doctorado en Ingeniería Industrial – UNIOVI

(2008) Profesor UCS (2008 – 2009) Profesor UFSM (2009 – actual) Áreas de Investigación: Iluminación (fluorescentes,

HID y LEDs) y Energías Renovables. Producción Científica: + de 30 artículos en

periódicos, + de 60 artículos en conferencias internacionales, 2 patentes españolas.

OBJETIVOS DEL CURSOAl fin de este curso el alumno estará apto a interpretar los

conceptos luminotécnicos básicos y su aplicación al proyecto de los sistemas de iluminación. Conocer los principios físicos de funcionamiento de las principales fuentes de luz artificial (fluorescentes, mercurio a alta presión, sodio a alta presión, halogenuros metálicos y LEDs). Estudiar los métodos de alimentación y topologías clásicas para alimentación de las fuentes de luz estudiadas. Saber seleccionar la fuente de luz más indicada para una determinada aplicación, en función de la eficiencia luminosa y los requisitos luminotécnicos exigidos.

MOTIVACIÓN DEL CURSO- Aproximadamente 20% de la energía mundial es consumida en

sistemas de iluminación.

- Busca constante por sistemas de iluminación más eficientes.

FUEGO

GAS

ARCO

SWAN/EDISON DESCARGALED

ACEITE

MOTIVACIÓN DEL CURSO

1784Agrand LampAmi Grand

1850Queroseno Lamp

19501900185018001750 2000 2050

VISIÓN HISTÓRICA DE CONJUNTO

1772Gas LightingWilliam Murdoch

1826LimelightThomas Drummond

1879Íncandescent Lamp(Joseph Wilson Swan)

1900Mercury vapour lampPeter Cooper Hewitt

1938Fluorescent LampsGE and Westinghouse

1910Sodium vapor lampP. Claude

1962Red LEDHolonyak and Bevacqua

ORGANIZACIÓN DEL CURSODÍA 1

Presentación del Curso

Conceptos Básicos: Radiometría, Fotometría y Colorimetría

DÍA 2

Lámparas de Descarga de Baja Presión

DÍA 3

Lámparas de Descarga de Alta Presión

ORGANIZACIÓN DEL CURSO

DÍA 4

Lámparas de Estado Sólido (LEDs)

DÍA 5

Vinculación entre Lámparas y Redes de Suministro

Compatibilidad Electromagnética

F i l t r oE M I

C a p a c i t o r+

F i l t r o

C o r r e ç ã oF a t o r

P o t ê n c i a I n v e r s o r F i l t r o

R e s s o n a n t e1 1 0 / 2 2 0 V

6 0 H zL â m p a d a ( s )

www.ufsm.br/[email protected]

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