Tese submetida à
Universidade Federal de Santa Catarina
como parte dos requisitos para a
obtenção do grau de Doutor em Engenharia Elétrica
Orientador: Walter Pereira Carpes Jr.
Co-orientador: João Carlos dos Santos Fagundes.
Área de Concentração: Concepção e Análise de Dispositivos Eletromagnéticos.
Palavras-chave: Magnéticos planares, perdas magnéticas, projeto de elementos magnéticos.
Número de Páginas: 184.
RESUMO:
Este trabalho aborda o estudo de transformadores e indutores planares bem
como apresenta o desenvolvimento de uma metodologia para projeto destes elementos
magnéticos, os quais são utilizados em fontes de alimentação que operam em comutação
sob freqüência elevada (de 50 kHz a 100 kHz). O estudo engloba desde os materiais
utilizados na confecção de um elemento magnético até seu projeto e otimização. É
realizada uma análise dos efeitos devidos à operação em alta freqüência. Entre estes
efeitos, destacam-se as perdas no núcleo e nos enrolamentos, as indutâncias de dispersão e
a capacitância entre enrolamentos. Para análise das perdas no núcleo e nos enrolamentos,
foi desenvolvida uma bancada experimental, composta por um circuito inversor em ponte
completa e um instrumento virtual, que permite fazer uma série de medidas e traçar
gráficos do comportamento das perdas com variação de diversos parâmetros. A partir dos
valores adquiridos, foi possível obter modelos para as perdas magnéticas, incluindo o valor
dos seus parâmetros. Com estes modelos e com a utilização de ferramentas de otimização,
foi estabelecida uma relação entre a indução magnética e a densidade de corrente que
possibilita o funcionamento do transformador ou do indutor com perdas magnéticas
mínimas. Para auxiliar no desenvolvimento dos projetos, foi desenvolvido um programa
computacional, no qual foram inseridos os modelos analíticos e os valores dos parâmetros
correspondentes, obtidos no decorrer do trabalho. Vários indutores e transformadores
foram projetados, montados e avaliados, mostrando através dos resultados o bom
funcionamento da metodologia proposta.
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