Uma análise matemática e experimental de 3 e 4 bobinas acopladas magneticamente em sistemas de transferência de potência sem fio

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2025
Autor(a) principal: Moraes, Fábio Brignol de
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Curitiba
Brasil
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial
UTFPR
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Transmissão de energia sem fio
Bobinas
Energia elétrica - Transmissão
Circuitos elétricos - Análise
Indução eletromagnética
Modelos matemáticos
Wireless power transmission
Electric coils
Electric power transmission
Electric circuit analysis
Electromagnetic induction
Mathematical models
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::SISTEMAS ELETRICOS DE POTENCIA
Engenharia Elétrica
Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/38135
Resumo: This work demonstrates that, although wireless power transfer (WPT) systems with three coils generally achieve higher efficiency and power delivery to the load than equivalent four-coil systems, the four-coil topology enables unique characteristics not achievable with three coils. In particular, a method is proposed to optimize the power delivered to the load, in which the efficiency becomes independent of the mutual inductance between the communication coils (coils 2 and 3), and remains valid for any load resistance. The necessary conditions for this behavior are derived, supported by circuit analysis and experimental validation. Five identical solenoidal coils (150 mm diameter, 22 turns, 20 AWG wire, ≈138 µH at 552 kHz) were constructed for the experiments. Results show that, in the four-coil configuration, coils three and four can behave as a single unit when closely spaced, enabling power transfer optimization regardless of the load (RL), and confirming the feasibility of controlling transmission efficiency through adjustment of the mutual inductance (M34).
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