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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/23847| Título: | Transmissão de energia elétrica sem fios através de acoplamento indutivo ressonante utilizando conversor CC-CA |
| Título(s) alternativo(s): | Wireless electric power transmission through inductive resonant coupling using AC-DC converter |
| Autor(es): | Martins, Franciele Lemos Cutinhola, Jade Lessa |
| Orientador(es): | Coutinho, Fábio Rizental |
| Palavras-chave: | Ressonância Conversores de corrente elétrica Energia - Transferência Resonance Electric current converters Energy transfer |
| Data do documento: | 20-Nov-2017 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Toledo |
| Citação: | MARTINS, Franciele Lemos; CUTINHOLA, Jade Lessa. Transmissão de energia elétrica sem fios através de acoplamento indutivo ressonante utilizando conversor CC-CA. 2017. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Eletrônica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Toledo, 2017. |
| Resumo: | O presente trabalho apresenta o desenvolvimento e a implementação de um sistema que realiza a transmissão de energia elétrica sem fios, de um ponto a outro, utilizando o método denominado por acoplamento indutivo ressonante. O sistema de transmissão de energia consiste de um conversor CC-CA em cascata simétrico de cinco níveis, alimentado por duas fontes contínuas e ideais com carga ressonante para realizar a transmissão. O conversor utiliza MOSFETs como chaves semicondutoras e estas são acionadas via software através de um CPLD (Complex Programmable Logic Device). O circuito receptor de energia consiste em um ressonante LC seguido de um retificador de tensão conectado a carga. Os circuitos ressonantes são compostos de bobinas planares com geometrias circulares, confeccionadas artesanalmente com fio Litz Wire e capacitores. O sistema foi projetado para operar com frequências fixas dentro da faixa de 30 a 100 kHz e foi avaliado para quatro topologias distintas de circuitos ressonantes (SS, SP, PS e PP) a 4 distâncias de transmissão diferentes (0, 1, 2 e 3 cm), nos quais são quantizados os níveis de eficiência energética gerados por cada topologia. Os ensaios realizados apontaram que o sistema acoplado a topologia PP apresenta desempenho superior às demais topologias, alcançando 83,3% de eficiência com o sistema submetido a 30 kHz e distância de transmissão mínima (melhor caso estudado). Neste caso, a topologia SS é apontada como a menos eficiente, por alcançar apenas 47,2%. Todo o sistema é construído de modo a possibilitar a troca dos componentes relacionados à frequência de ressonância de maneira manual e sem riscos de danos ao sistema ou ao usuário. |
| Abstract: | The present work presents the development and the implementation of a system that performs the transmission of electric energy wirelessly, from one point to another, using the method inductive resonant coupling. The power transmission system consists of a five-level, symmetrical cascaded AC-DC converter, powered by two continuous, ideal sources with resonant charge for transmitting. The converter uses MOSFETs as semiconductor switches and these were driven via software through a CPLD (Complex Programmable Logic Device). The receiver circuit consists of a resonant LC followed by a voltage rectifier connected to a load. The resonant circuits are composed of planar coils with circular geometries, handcrafted with Litz Wire and capacitors. The system is designed to operate with fixed frequencies within the range of 30 to 100 kHz and is evaluated for four distinct topologies of resonant circuits (SS, SP, PS and PP) at four different transmission distances (0, 1, 2 and 3 cm), in which the energy efficiency levels generated by each topology are quantified. The tests performed show that the topology PP presents superior performance to other topologies, reaching up to 83.3% efficiency with the system submitted to 30 kHz and minimum transmission distance (best case studied). In this case, the SS topology is indicated as the least efficient, reaching only 47.2%. The entire system is constructed so as to enable the exchange of components related to resonant frequency manually and without risk of damage to the system or to the user. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/23847 |
| Aparece nas coleções: | TD - Engenharia Eletrônica |
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