Projeto e Implementação de um Dispositivo para Transferência de Energia Sem Fios por Modos Ressonantes Autossintonizáveis.

Abstract

Esta tese de doutorado apresenta uma nova abordagem aplicada à técnica de transferência de energia sem fios por modos ressonantes, introduzindo um dispositivo autossintonizável ao sistema. Foi realizada a modelagem de todo o sistema de transferência de energia sem fios, calculados os valores analíticos, realizadas simulações numéricas e implementado um circuito experimental visando aperfeiçoar a eficiência do sistema. Um modelo numérico com casamento em célula em L capacitivo foi projetado para operar na distância de separação de 10 cm. Foi implementado utilizando antenas do tipo quadro de mesma configuração para o sistema emissor e receptor, obtendo-se uma máxima eficiência de 78,39 % para 10 cm, 35,83% para 30 cm, 8,14% para 50 cm e 0,174% para 100 cm. Posteriormente, propôs-se uma nova abordagem de modelo para autossintonia entre os dispositivos emissor e receptor, realizando a autossintonia por frequência e por capacitância. Foi possível obter para um dos casos (autossintonia por capacitância) uma melhora percentual de eficiência de até 27,39% para 30 cm, 98,53% para 50 cm e 154,16% para 100 cm, ou seja, os valores de eficiência obtidos foram 45,64%, 16,16% e 0,4426%, respectivamente, para 30 cm, 50 cm e 100 cm. Experimentalmente, foi implementada a célula L capacitiva e por meio de um circuito embarcado com chaveamento por relés, pode-se realizar a autossintonia por capacitância. Nos ensaios experimentais obteve-se eficiências de 72,20% para 10 cm, 59,10% para 20 cm, 43,42% para 30 cm, 27,07% para 40 cm e 14,45% para 50 cm, com isso, validando o sistema de autossintonia proposto.