PPGEE

Programa de Pós-graduação
em Engenharia Elétrica

UFRGS

Defesa Pública da Tese de Doutorado do Mestre em Engenharia Elétrica RODRIGO WOLFF PORTO, a realizar-se:

Data: 05/04/2019 - sexta-feira
Horário: 14h00min
Local: Salão de Eventos do Instituto Eletrotécnico da UFRGS (Av. Osvaldo Aranha, 103 - 1º andar - Campus Centro)

Banca Examinadora:
Prof. Dr. Fernando Rangel de Sousa - PPGEEL - UFSC (Relator)
Prof. Dr. Sérgio Francisco Pichorim - PPGEI - UTFPR
Prof. Dr. Sérgio Luís Haffner - PPGEE - UFRGS
Prof. Dr. Jeferson Vieira Flores - PPGEE - UFRGS
Prof. Dr. Ivan Müller - PPGEE - UFRGS
Orientador: Prof. Dr. Valner João Brusamarello - PPGEE - UFRGS

Título da tese: "ESTUDO DA MAXIMIZAÇÃO DA POTÊNCIA NA CARGA EM SISTEMAS DE TRANSFERÊNCIA DE ENERGIA SEM FIOS DE BAIXA POTÊNCIA"

Resumo:
"A transferência de energia sem fios tem sido utilizada para alimentação de dispositivos e sistemas remotos, em que o uso de fios é inadequado, custoso ou até mesmo proibitivo. As suas aplicações abrangem desde dispositivos biomédicos implantáveis, passando pelo setor de eletrônicos de consumo, até recarga de baterias em veículos elétricos. A potência transferida à carga depende dos parâmetros do circuito equivalente, entre os quais o coeficiente de acoplamento magnético e o valor da carga desempenham um papel importante. O desalinhamento entre as bobinas transmissora e receptora bem como as condições de carga variável torna o problema de maximização da energia transferida não trivial, pois a função objetivo muda de acordo com os parâmetros do circuito equivalente, causando um decréscimo significativo na potência transmitida fora das condições iniciais de projeto. Portanto, maximizar a energia transmitida à carga é um problema pertinente em todas as aplicações. Neste trabalho, são apresentadas contribuições para a metodologia de projeto de acoplamentos indutivos compensados, em que os diâmetros de bobinas planares circulares são escolhidos de forma a maximizar o coeficiente de acoplamento magnético. Além disto, é apresentado um circuito eletrônico capaz de simular um capacitor controlado por tensão, cuja aplicação é realizada na rede capacitiva de compensação no lado primário do acoplamento indutivo. Pela medida da impedância de entrada do circuito é possível estimar a potência na carga e assim maximizá-la através do ajuste da capacitância da rede de compensação. A partir do estudo de caso apresentado, um aumento de 67% na potência dissipada na carga é conseguido em comparação a um acoplamento magnético com rede de compensação fixa. Por fim, é apresentada a maximização da potência entregue à carga utilizando não somente a capacitância de compensação variável, mas também a frequencia de operação variável. Com a metodologia proposta, é possível manter a potência dissipada na carga aproximadamente constante para uma faixa de coeficiente de acoplamento magnético de 0,2 a 0,8 e carga de 10Ω a 100Ω, permitindo assim aumentar o grau de liberdade de posicionamento entre os circuitos transmissor e receptor.

Palavras-chave: Acoplamento indutivo, rede de compensação, maximização, capacitor variável, transferência de energia"