Transmissão de energia elétrica sem fios através de acoplamento indutivo ressonante utilizando conversor CC-CA

• Autor(a) principal: Martins, Franciele Lemos
• Data de Publicação: 2017
• Outros Autores: Cutinhola, Jade Lessa
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
• Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/23847
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA; Ressonância; Conversores de corrente elétrica; Energia - Transferência; Resonance; Electric current converters; Energy transfer

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.