Universidad, Ciencia y Tecnología

Comparación de tres topologías de transformadores de alta frecuencia y alta potencia mediante el uso de elementos finitos magnéticos

Este trabajo compara el comportamiento magnético de tres transformadores de alta frecuencia y alta potencia diseñados para producir las mismas características de salida, usando tres topologías diferentes en los arrollados del secundario y en el circuito magnético, una convencional, que se usa como base de referencia, y dos de bobinado coaxial, una con núcleos E (Transformador Coaxial Modelo EE) y la otra con núcleos toroidales (Transformador Coaxial Toroidal). Los parámetros básicos de los tres modelos se calculan con un método simplificado de diseño genérico de transformadores. Una vez diseñados los transformadores, se utiliza un programa de Elementos Finitos Magnéticos para calcular los parámetros más importantes de cada diseño (densidad de campo, líneas de flujo, etc.) y se comparan los resultados obtenibles de las tres topologías, resultando evidente de la comparación que la configuración del Transformador Coaxial Toroidal es la que logra el mejor aprovechamiento del material magnético, manteniendo la mejor distribución del flujo magnético y evitando las concentraciones de flujo que sobrepasen los valores permitidos en el material del núcleo, causando sobre calentamiento y daños en el transformador.

This work compares the magnetic behavior of three high frequency, high power transformers designed to produce the same output characteristics, using three different topologies in the secondary windings and the magnetic circuits, a conventional one, used as the reference, and two with coaxial windings, one with E-cores (EE Model Coaxial Transformer) and the other with toroidal cores (Coaxial Toroidal Transformer). The three models basic parameters are calculated with a generic simplified transformer design method. Once the transformers are designed, a Magnetic Finite Elements program is used to calculate each design main parameters (flux density, flux lines, etc), and the results obtained in the three topologies are compared, being evident that the Coaxial Toroidal Transformer is the one that achieves the best magnetic material use, keeping the best magnetic flux distribution and avoiding flux concentrations over the values allowed by the core material, that can cause over-heating and damages in the transformer.

La indizacion de patrones de difraccion de electrones al alcance de todos y sus aplicaciones: Sistema HCP. Parte II

Como se recordará, este trabajo había sido dividido en dos partes. En esta oportunidad se tratará sobre la indización de patrones de difracción de electrones del sistema hexagonal compacto (hcp). Este es un sistema no ortogonal, razón por la cual se necesita ser más cuidadoso en la elaboración de los patrones estándar. Geométricamente se analizará en detalle la celda hexagonal, así como también las ventajas y desventajas de usar tres índices (Miller) o cuatro índices (Miller-Bravais) para indizar planos y direcciones, y su relación con un álgebra vectorial en el sistema recíproco. En la anterior edición (Parte I) se habían dejado algunos conceptos para que el novel investigador los investigara y los pusiera en práctica. Algunos de estos conceptos serán desarrollados en esta ocasión a fin de esclarecer el método propuesto para indizar patrones de difracción de electrones. El factor de estructura, a veces ignorado en la indización convencional, ha sido analizado, en profundidad, y aplicado a la indización de un patrón de difracción de un acero inoxidable 18/10 deformado a temperatura criogénica y a una matriz de titanio. El método propuesto está dirigido a noveles investigadores. Sin embargo, investigadores experimentados descubrirán, con sorpresa, que muchos patrones de difracción hcp, indizados con el método convencional, han sido mal indizados. El método de difracción empleado es el de área selecta.

As it shall be remembered, this work had been divided into two parts. Electron diffraction patterns indexation in the hexagonal close-packed system (hcp) will be treated at this opportunity. This is a nonorthogonal system and some diffraction properties are not as evident as in orthogonal systems, by which reason it is necessary to take a little more care when drawing the standards patterns. The hexagonal closepacked will be analyzed geometrically in detail and so the use of three (Miller) and four (Miller-Bravais) indices used for indexation in such system taking into account its advantage and disadvantage, and its relationship with a vector algebra in the reciprocal space. Some concepts which had left to search for the novel researcher have been developed in this issue as an attempt to clarify the indexation method proposed here. The structure factor, some times ignored in the conventional method, has been analyzed in deepness and applied to 18/10 stainless steel diffraction pattern, deformed at cryogenic temperature, and to a titanium matrix. The method is mainly directed to novel researchers. Nevertheless, expert researchers will find out, surprisingly, that many of the electron diffraction patterns, indexed by using the conventional method, have been bad indexed. Selected area diffraction is the method employed.

Ajuste del cierre del mecanismo de descarga de un vagón tolva usando miembros ajustables

La empresa Venezolana Ferrominera Orinoco utiliza para el transporte de mineral de hierro, 350 vagones tipo tolva. Cada uno posee un mecanismo de palancas de nueve elementos móviles más el bastidor para abrir y cerrar dos compuertas rotatorias localizadas en el piso del fondo de los vagones. Se debe proveer un cierre hermético de las compuertas para evitar que el mineral se derrame y el vagón se descarrile. Al mismo tiempo, se debe asegurar que el cierre no induzca fuerzas de apertura excesivas que imposibiliten abrir las compuertas. Este artículo presenta el desarrollo del modelo matemático que sirve para encontrar cómo la calibración longitudinal de los cuatro elementos de longitud variable del mecanismo, permite ajustar con precisión la posición angular de las compuertas en torno a la posición de cierre hermético. El modelo se obtiene al tomar la diferencial total de cada una de las ecuaciones de restricción cinemática que rigen cada ciclo cinemático independiente del mecanismo. El modelo se utiliza para encontrar los coeficientes de influencia relativa de la variación longitudinal de cada miembro ajustable sobre la exactitud de posicionamiento de las compuertas. Los resultados muestran que el error depende principalmente del correcto posicionamiento del elemento primario. Se demuestra también que uno de los miembros ajustables en el diseño original no juega un papel importante en la calibración del cierre.

Among other types of wagons, CVG Ferrominera Orinoco (FMO) uses 350 hopper type wagons for ore transportation. Each of these wagons has a mechanical linkage system, made up of nine mobile elements plus a frame to open and close two rotary doors located at the bottom of the wagons. This paper presents development of a mathematical model to find out how the calibrating lengths of the operating mechanisms four adjustable members allow variations of the angular position of the doors from its fully closed position. The mathematical model is obtained from the total differentials of the kinematics constraints equations and is used to find the relative influence coefficients of each adjustable member on the kinematic accuracy of the doors motion. The results show that the maximum error depends mainly upon the correct positioning of the primary element. It is also proved that two of the adjustable members in the original design do not play an important role in the tight closing. Keywords: Hopper type wagons/ discharge doors/ positional control/ Adjustable members/tight closing.

Diseño de una turbina de torsión, para contrarrestar el torque generado por una maquina rotativa de base flotante libre

Con el propósito de ampliar el conocimiento en el campo de la ingeniería, se presenta en esta investigación las pautas para el diseño de una turbina de aire para contraposición de torque, sustentado en un modelo paramétrico que explique mediante su diseño, basado en las leyes clásicas de conservación de la cantidad de movimiento, el comportamiento seguido por este tipo de turbina. El objetivo del diseño es suministrar un medio o dispositivo que permita estabilizar una máquina rotativa de base flotante libre. Los resultados a la vista indican que se puede establecer un método para determinar el modelo matemático que establezca la relación entre torque, velocidad angular y número de álabes de una turbina con aspas planas y uniformes. También indica la factibilidad de poder deducir la relación que determina el número óptimo de álabes para obtener un torque máximo preestablecido. Dado que el modelo matemático se comprueba experimentalmente, se concluye afirmando la factibilidad del diseño.

For the purpose of widening the knowledge in the engineering field, this research provides a guide for the design of an air turbine to oppose torsion based on a parametric model that can explain, through its design based on classical laws of conservation of the linear momentum, the behavior of this kind of turbine. The objective of the design is to provide an effective way to stabilize a rotating machine mounted on a free floating base. The results indicate the possibility of establishing a method to determine a mathematical model that will establish the relationship between torque, angular velocity and number of blades of a turbine with flat uniform blades. It also indicates the possibility of reducing the relationship that determines the optimal number of blades to achieve a predetermined maximum momentum. Since the mathematical model may be experimentally tested, the feasibility of the design can be assured.

Modelo y control asistido por computadora de un sistema industrial. Caso: Planta piloto compacta-UCV

Este trabajo presenta funciones en Scilab/Scicos bajo Linux para obtener modelos, desde datos experimentales, y controladores discretos en un sistema industrial. Se toma como caso de estudio la Planta Piloto desarrollada con componentes industriales, para fines educativos y de investigación. Se generaron los modelos de la planta y los controladores Deadbeat para las variables caudal, presión y nivel. Estos representan al sistema, siendo mínima la suma del error cuadrático cometido en las medidas; los lazos de control no presentan error en estado permanente ni componente oscilatoria entre los muestreos. Las funciones, libretos y módulos funcionales generados son un aporte para el diseño de sistemas de control por computadora.

This work presents functions in Scilab/Scicos under Linux to obtain models from experimental data and discreet controllers in an industrial system. The Pilot Plant developed with industrial components for educational and research purposes, was taken as a typical case. The models of the plant and the Deadbeat controllers were generated for the variables of flow, pressure and level. These represent the system, being minimal the sum of the quadratic error made in the measures; the control bonds do not display errors in a permanent condition or oscillating components among the sampling. The functions, scripts and functional modules generated are a contribution for the design of control systems by computer.

Herramienta de rehabilitacion cognitiva en pacientes con esquizofrenia

Este estudio, enmarcado dentro del área e-Health, presenta una herramienta de soporte a la rehabilitación cognitiva de pacientes con esquizofrenia, la cual a través de la personalización de las terapias intenta reincorporar al paciente de manera segura, productiva e independiente a sus actividades cotidianas. La herramienta está basada en la teoría de sistemas hipermedia adaptativos, con el propósito de brindar una terapia personalizada, en la cual el nivel de complejidad de los ejercicios de rehabilitación se ajuste a los signos de avance del paciente. La metodología empleada en el estudio se enmarca en el mejoramiento de procesos y abarca diversas etapas que han permitido incorporar las nuevas tecnologías en el sector salud, generando una herramienta de apoyo en los tratamientos de rehabilitación neuropsicológica de personas con deterioro cognitivo. Este desarrollo ha generado un repositorio de datos, correspondientes a los avances del paciente lo cual facilitará significativamente la validación clínica de las pruebas en distintos entornos clínicos, así como investigaciones cognitivas que ayuden a luchar contra esta enfermedad.

This study, framed within the area of e-Health, presents a tool to support the cognitive rehabilitation of patients with schizophrenia, which through the personalization of therapies try to reinstate the patient in a safe, productive and independent in their activities daily. It is based on the theory of adaptive hypermedia systems, to deliver personalized therapy in which the level of complexity of the rehabilitation exercises adjusts to the signs of progress of the patient. The methodology used in the study is framed in improving processes and covers various steps that have allowed the incorporation of new technologies in the health sector, creating a support tool in the treatment of neuropsychological rehabilitation of people with cognitive impairment. This development has created a repository of data, covering the patient's progress which will provide significant clinical validation of tests in different clinical settings, as well as cognitive research to help fight this disease.

Metodologías de desarrollo para sistemas de tiempo real. Un estudio comparativo

Este trabajo incentiva el uso de las metodologías de desarrollo de software de Tiempo Real. Se facilita una herramienta de soporte a los desarrolladores para determinar la metodología mas adecuada de acuerdo a las necesidades del problema. Se establecen un conjunto de criterios para comparar metodologías de desarrollo de software: COMET, Octopus/UML y ROPES, y en base a estos resultados se logra seleccionar entre ellas la más apropiada a un problema en particular. Durante la investigación, expertos y desarrolladores revisan y ratifican cada uno de estos criterios. Finalmente, se identifican las ventajas de aplicar en un proceso de desarrollo de un sistema de tiempo real los conceptos de calidad de software y evaluación arquitectónica, como herramientas para garantizar características de calidad en el sistema. Se utiliza como metodología de investigación la Investigación-Acción.

This work promotes the use of a methodology for the development of Real Time software. We offer a tool that could help to determine the most appropriate methodology, according to problem needs. A set of criteria is established to compare methodologies for the development of software, such as: COMET, Octopus/UML and ROPES. On the basis of these results the most appropriate methodology can be selected to deal with a particular problem. During the research process, experts and developers verify and ratify every one of these criteria. Finally, the advantages of applying software quality and architectural evaluation concepts to the development process of a real time system, are identified as tools to guarantee the quality characteristics of the system. Research-Action is used as a research methodology.

Estimador de canal diferencial sobre-completo para sistemas STBC-OFDM con tres antenas transmisoras

Se propone un método de estimación de canal para sistemas OFDM con tres antenas transmisoras utilizando una representación sobre-completa. Se codifican símbolos pilotos utilizando un código de espaciotiempo ortogonal de bloques de tasa 3/4, y aprovechando redundancia ofrecida por la matriz de transmisión no cuadrada del código para seleccionar instantáneamente una de un conjunto de soluciones válidas. Simulaciones muestran que el método propuesto puede alcanzar en ciertas condiciones un rendimiento cercano a aquel conseguido con conocimiento perfecto del estado del canal en recepción.