Projeto e Otimização da Compensação de um Transformador de Núcleo Separado Usado para Recarregar as Baterias de um Veículo Subaquático Autônomo

Authors

  • Israel Filipe Lopes Universidade Federal de Juiz de Fora, Núcleo de Automação e Eletrônica de Potência 36.036-900 Juiz de Fora, Brasil
  • Rodolfo Lacerda Valle Universidade Federal de Juiz de Fora, Núcleo de Automação e Eletrônica de Potência 36.036-900 Juiz de Fora, Brasil
  • Pedro Gomes Barbosa Universidade Federal de Juiz de Fora, Núcleo de Automação e Eletrônica de Potência
  • Leonardo de M. Honório Universidade Federal de Juiz de Fora, Núcleo de Automação e Eletrônica de Potência 36.036-900 Juiz de Fora, Brasil
  • Nuno A. Cruz Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, Instituto de Engenharia e Sistemas de Computadores 4050-123 Porto, Portugal
  • Aníbal C. Matos Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, Instituto de Engenharia e Sistemas de Computadores 4050-123 Porto, Portugal

DOI:

https://doi.org/10.18618/REP.2014.1.098110

Keywords:

compensação de parâmetros de transformadores, transferência de energia sem contato, transformador de núcleo separado, veículos subaquáticos autônomos

Abstract

Este trabalho apresenta um estudo sobre o projeto e compensação de parâmetros de um transformador de núcleo separado (TNS) usado como circuito de interface de um sistema de transferência de energia elétrica para alimentar um veículo autônomo subaquático (AUV). O circuito de interface transfere energia sem contato elétrico para carregar a bateria de um AUV. Os valores das resistências e reatâncias do circuito equivalente do TNS são determinados experimentalmente a partir da medição da tensão, corrente e potência entrada obtidos com dois ensaios a vazio e um ensaio em curto circuito. Capacitores série e paralelo são conectados aos terminais de entrada e saída do transformador para compensar as indutâncias de dispersão e aumentar o fluxo de magnetização. Uma rotina matemática é usada para otimizar os valores das capacitâncias para aumentar a eficiência e a tensão de saída, induzida no enrolamento secundário do TNS, uma vez que o entreferro do transformador pode variar com a precisão do processo de docagem do AUV. Resultados experimentais são apresentados para validar as análises teóricas e demonstrar o comportamento do transformador para diferentes valores de entreferro, frequência de excitação e da carga.

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Author Biographies

Israel Filipe Lopes, Universidade Federal de Juiz de Fora, Núcleo de Automação e Eletrônica de Potência 36.036-900 Juiz de Fora, Brasil

recebeu os graus de engenheiro e mestre, em Engenharia Elétrica, pela Universidade Federal de Juiz de Fora em 2010 e 2013, respectivamente. Tem experiência na área de Eficiência Energética com ênfase em sistemas motrizes. Atua na área de eletrônica de potência e seus interesses incluem automação e controle de conversores, eficiência energética, fontes alternativas e energia e sistemas de transferência de energia sem contato.

Rodolfo Lacerda Valle, Universidade Federal de Juiz de Fora, Núcleo de Automação e Eletrônica de Potência 36.036-900 Juiz de Fora, Brasil

recebeu o grau de Engenheiro de Controle e Automação (2010) pelo CEFET-MG e grau de mestre em Engenharia Elétrica, na subárea de Eletrônica de Potência, pela Universidade Federal de Juiz de Fora. Atualmente está cursando o doutorado em engenharia elétrica na UFJF. De 2008 a 2010 atuou como professor temporário no CEFET-MG, unidade de Leopoldina. Suas áreas de interesse incluem eletrônica de potência, sistemas de controle digitais, modelagem e controle de conversores estáticos e geração fotovoltaica.

Pedro Gomes Barbosa, Universidade Federal de Juiz de Fora, Núcleo de Automação e Eletrônica de Potência

recebeu o grau de Engenheiro Eletricista pela Universidade Federal de Juiz de Fora, MG, Brasil, em 1986 e os graus de mestre e doutor, em Engenharia Elétrica, pela Universidade Federal do Rio de Janeiro, RJ, Brasil, em 1994 e 2000, respectivamente. Atualmente é professor associado do Departamento de Energia Elétrica da Universidade Federal de Juiz de Fora. Suas áreas de interesse incluem modelagem e controle de conversores estáticos, integração de fontes alternativas de energia, controle digital e topologias de conversores estáticos.

Leonardo de M. Honório, Universidade Federal de Juiz de Fora, Núcleo de Automação e Eletrônica de Potência 36.036-900 Juiz de Fora, Brasil

recebeu o grau de Engenheiro Eletricista pela Universidade Federal de Juiz de Fora, MG, Brasil, em 1993 e os graus de mestre e doutor, em Engenharia Elétrica, pela Universidade Federal de Itajubá, MG, Brasil, em 1999 e 2002, respectivamente. Atualmente é professor adjunto do Departamento de Energia Elétrica da Universidade Federal de Juiz de Fora. Suas áreas de interesse incluem algoritmos evolucionários, métodos probabilísticos, fluxo ótimo de potência, veículos autônomos, fuzzy, reconhecimento de padrões e otimização.

Nuno A. Cruz, Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, Instituto de Engenharia e Sistemas de Computadores 4050-123 Porto, Portugal

recebeu o grau de Engenheiro Eletrotécnico pela Universidade do Porto, Portugal, em 1993, e de mestre em Engenharia de Sistemas Digitais de UMIST , Reino Unido, em 1994. Atualmente é pesquisador senior do Grupo de Robótica e Sistemas Inteligentes do Instituto de Engenharia de Sistemas e Computadores do Porto (INESC Porto). Durante os últimos 15 anos ele esteve envolvido na concepção, desenvolvimento e operação de Veículos Submarinos Autônomos (AUVs) em Portugal e no exterior.

Aníbal C. Matos, Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, Instituto de Engenharia e Sistemas de Computadores 4050-123 Porto, Portugal

recebeu os graus de Licenciatura, mestre e doutor em Engenharia Elétrica e de Computação da Universidade do Porto em 1991, 1994, e 2001, respectivamente. Atualmente ele é professor assistente do Departamento de Engenharia Eletrotecnia e Sistemas de Computadores da Universidade do Porto e pesquisador do Grupo de Robótica e Sistemas Inteligentes do Instituto de Engenharia e Sistemas de Computadores do Porto (INESC Porto). Suas áreas de interesse incluem modelagem, navegação e controle de veículos autônomos, controle de sistemas não lineares e robótica marinha.

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Published

2014-03-31

How to Cite

[1]
I. F. Lopes, R. L. Valle, P. G. Barbosa, L. de M. Honório, N. A. Cruz, and A. C. Matos, “Projeto e Otimização da Compensação de um Transformador de Núcleo Separado Usado para Recarregar as Baterias de um Veículo Subaquático Autônomo”, Eletrônica de Potência, vol. 19, no. 1, pp. 98–110, Mar. 2014.

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Vol. 19 No. 1 (2014)

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Copyright (c) 2014 Revista Eletrônica de Potência

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