Comportamento térmico de capacitores eletrolíticos de alumínio para aplicações automotivas

• Autor(a) principal: Girardi, Alessandro
• Data de Publicação: 2015
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/134909
• topic: Engenharia elétrica; Aluminum electrolytic capacitors; Thermal behavior; Automotive application

Esse trabalho apresenta o estudo do comportamento térmico de capacitores eletrolíticos de alumínio que se destinam às aplicações automotivas embarcadas com base nos requisitos da indústria automotiva. A utilização dos sistemas eletrônicos no setor automotivo é crescente e, substitui sistemas hidráulicos e mecânicos convencionais em alguns casos. Assim, as exigências para os módulos eletrônicos e, consequentemente, para seus componentes, têm aumentado, tanto nos requisitos de altas correntes de ondulação, quanto para temperaturas de operação de ou até . Alguns módulos eletrônicos podem ser operados em situações ambientais extremas e têm seu maior pico de carga justamente nesta condição. Um modelo térmico simplificado foi proposto com o objetivo de analisar o comportamento da temperatura de operação do capacitor. Foram realizadas medições de temperatura no núcleo, na caneca e no ambiente próximo ao capacitor em teste. Foi determinado o circuito térmico equivalente, com parâmetros de resistência térmica e capacitância térmica em capacitores de diferentes dimensões. A determinação dos parâmetros térmicos foi realizada a partir da analogia com parâmetros elétricos como: potência elétrica, resistência elétrica e capacitância elétrica. Utilizou-se um simulador de circuitos elétricos para determinar as temperaturas do capacitor eletrolítico analisado em função da corrente de ondulação aplicada. Nos testes realizados, os erros entre valores medidos e simulados foram de no máximo , os maiores erros ocorreram porque o modelo proposto não considera o atraso entre o aquecimento do núcleo e da caneca. Observou-se que quanto maior a massa do capacitor, maior o atraso. Os valores em regime permanente tiveram erros menores, de . Para um mesmo capacitor analisado, foram encontrados diferentes parâmetros quando a temperatura ambiente foi variada de para , o que mostra que cada modelo pode ser considerado válido quando o aquecimento é de até em relação à temperatura ambiente. A partir dos modelos obtidos é possível aplicar um perfil de corrente e determinar o comportamento do aquecimento e resfriamento do capacitor ao longo do tempo.