Você está aqui: Página Inicial curitiba Estrutura do Câmpus Diretorias Diretoria de Pesquisa e Pós-Graduação Mestrado e Doutorado CPGEI Edital de Defesas 2017 CPGEI (Mestrado): Marcio Antonio Pimenta da Silva-30/03/17

CPGEI (Mestrado): Marcio Antonio Pimenta da Silva-30/03/17

Defesa Pública de Mestrado do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial
Quando 30/03/2017
das 09h00 até 12h00
Onde Sede Central: Sala C301
Nome do Contato Prof. Paulo José Abatti
Participantes Prof. Paulo José Abatti, Dr. Orientador - UTFPR
Banca examinadora:
Prof. Paulo José Abatti, Dr. Presidente - UTFPR
Prof. Eduardo Parente Ribeiro, Dr. - UFPR
Prof. Caio Marcelo de Miranda, Dr. - UTFPR
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Otimização de Enlace Indutivo Ressonante com Três Bobinas para Transmissão de Energia sem Fio

Resumo: Transmissão de energia sem fio através de indução magnética ressonante foi primeiramente apresentada por Tesla em 1914, mas as limitações tecnológicas da época não possibilitaram sua imediata aplicação. Somente ao final do século XX que sistemas comerciais baseados nesta técnica puderam ser implementados. Atualmente é a tecnologia que se mostra mais adequada para transferência de energia para equipamentos móveis portáteis, como smartphones e tablets. Também hoje é a única tecnologia disponível que permite o desenvolvimento de veículos elétricos energizados dinamicamente, isto é, enquanto em movimento. Nesta técnica de transmissão de energia sem fio, independentemente do nível de complexidade da aplicação, a passagem da energia entre lado da transmissão e recepção se dá por meio de um enlace eletromagnético formado por bobinas ressonantes. Várias configurações de bobinas podem ser usadas na construção deste enlace. Neste trabalho será estudado um sistema baseado em um enlace composto por três bobinas montadas em alinhamento axial. O desempenho do sistema será avaliado em termos da potência entregue à carga, eficiência da transmissão de energia e alcance do enlace. Os resultados do sistema de três bobinas serão comparados aos resultados de um sistema composto por duas bobinas operando sob condições semelhantes. A comparação deixa clara a maior flexibilidade do sistema de três bobinas, que se mostra capaz de operar em uma faixa mais ampla de valores de eficiência e potência que o sistema de duas bobinas. Serão definidas as condições limites que permitam ao sistema de três bobinas operar com maior eficiência, maior potência entregue à carga ou maior alcance de enlace que aqueles obtidos com um sistema de duas bobinas. Serão também apresentados resultados reais que mostram, para condições específicas de operação, uma potência entregue à carga quase duas vezes maior que aquela possível com o sistema de duas bobinas e, ao mesmo tempo, uma eficiência praticamente três vezes maior.
Palavras-chave: Transmissão de energia sem fio. Circuitos ressonantes fortemente acoplados. Acoplamento indutivo. Carro elétrico. Carregamento estacionário.

Optimization of three coils inductive link for wireless power transfer

Abstract: Wireless power transfer through magnetic induction was first presented by Testla in 1914 but, technical limitations did not let its immediate application at that time. Only late of XX Century that commercial systems based on this technology could be offered. Nowadays this technology is considered the most appropriated to be used with portable devices like smartphones, tablets and so on. Additionally, it is the only technology available for dynamic charging of electric vehicles. In other words, charging while they are moving. In this kind of wireless power transfer technology, the energy transfer from the transmitter to the receiver is made through an electromagnetic link created by resonant coils. Several coils configurations can be used to implement the link. This work will focus on a system with three-coils assembled on axial alignment. The system performance will be evaluated in terms of power delivered to the load, efficiency and link reach. The three-coil system results will be compared with two-coil system results working under same operational conditions. That comparison points out the greater flexibility of three-coil system. This kind of system shows to be capable to function over a wider range of efficiency and power delivered to the load, which is not possible to the first one. Moreover, conditions under which the three-coil system shows to be more efficient, or able to deliver greater power to the load than two-coil system, will be discussed. Some real data will be presented, as a case of a specific point of operation, in which the power delivered to the load is quite two times higher than the one verified when using a two-coil system and, moreover, efficiency is almost three times greater too.
Keywords: Strongly Coupled Magnetic Resonance. Electric car. Stationary charging.

Lista de publicações:

ABATTI, P. J. et al. Analysis and Optimization of 3-Coil Wireless Power Transfer Systems. IET Power Electronics, 22 fev 2017, aceito para publicação. Ident. :PEL-2016-0492.R2.

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