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Análise de elementos finitos de um acoplador magnético para carregador dinâmico sem contacto aplicado a VEs

2019-11-26Master thesis Open access
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dc.contributor.advisorLuís, Ricardo Jorge Ferreira
dc.contributor.authorPaiva, Carlos Manuel Ribeiro
dc.date.accessioned2020-09-04T20:06:03Z
dc.date.available2020-09-04T20:06:03Z
dc.date.issued2019-11-26
dc.descriptionDissertação para a obtenção do grau de Mestre em Engenharia Eletrotécnica – ramo de Energiapt_PT
dc.description.abstractNesta dissertação é descrita a modelação de um acoplador magnético para carregamento estacionário e dinâmico sem contacto de veículos elétricos, com o propósito de avaliar a sua viabilidade para aplicabilidade na vida real. Numa primeira fase é introduzido o conceito de um sistema de transferência de energia sem contacto, categorizando para as várias tecnologias existentes. Posteriormente este conceito é individualizado para os veículos elétricos em que são especificadas as várias tecnologias e formas de carregamento, bem como as várias topologias de acopladores magnéticos atualmente existentes para carregamento sem contacto de veículos elétricos. São ainda expostos os parâmetros de avaliação da qualidade dos sistemas de carregamento dinâmico sem contacto para veículos elétricos, tendo por base os acopladores magnéticos. Consequentemente, é exibido o desenvolvimento do modelo de elementos finitos de um acoplador magnético para o carregamento dinâmico aplicado a veículos elétricos, no qual são especificados os pormenores que resultam na sua construção e preparação para a realização de ensaios de qualidade, tais como a geometria, definição de materiais, excitação de circuitos elétricos, condições de fronteira, deslocamentos e número de elementos finitos utilizados. Após isto é explicado o processo de análise utilizado, através de fundamentação teórica e formulação do método dos elementos aplicado a um elemento tetraedro de 1ª ordem, com o intuito de interligar com o modelo tridimensional do acoplador magnético. São ainda explicadas as análises por varrimento de frequência e temporal utilizadas no programa de simulação numérica, através do método dos elementos finitos. Finalmente, com base nesta análise, os resultados para o modelo de acoplador magnético são mostrados, com o objetivo de avaliar estaticamente e dinamicamente, a qualidade da densidade do fluxo magnético, o fator de acoplamento e a eficiência do sistema de transferência de energia sem contacto.pt_PT
dc.description.abstractThis dissertation describes the modelling of a magnetic coupler for stationary and dynamic wireless charging of electric vehicles, to evaluate their viability for applicability in real life. The concept of a wireless power transfer system is introduced, categorizing the various existing wireless power technologies. Subsequently, this concept is later individualized for the electric vehicles in which are specified the various technologies and forms of charging, as well as the multiple topologies of existing magnetic couplers. The quality evaluation parameters of the wireless power transfer systems of electric vehicles, based on magnetic couplers are also presented. Hence the development of a specific finite element model of a magnetic coupler for dynamic loading applied to electric vehicles is shown. Details are specified that result in its construction and preparation for conducting quality tests, such as geometry, material definition, electrical circuit excitation, boundary conditions, displacements and number of finite elements used. After this, the analysis process is explained, through theoretical basis and formulation of the method of the elements, applied to a 1st tetrahedron element to interconnect with the three-dimensional model of the magnetic coupler. Also explained are the frequency and time analyzes used in the numerical simulation program through the finite element method. Finally, based on this analyzes, the results for magnetic coupler model are shown, to evaluate statically and dynamically, the quality of the magnetic flux density, the coupling factor, and the efficiency of the wireless power transfer system.pt_PT
dc.description.versionN/Apt_PT
dc.identifier.citationPAIVA, Carlos Manuel Ribeiro - Análise de elementos finitos de um acoplador magnético para carregador dinâmico sem contacto aplicado a VEs. Lisboa: Instituto Superior de Engenharia de Lisboa, 2019. Dissertação de mestrado.pt_PT
dc.identifier.tid202515745
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/10400.21/12217
dc.language.isoporpt_PT
dc.peerreviewedyespt_PT
dc.publisherInstituto Superior de Engenharia de Lisboapt_PT
dc.subjectVEspt_PT
dc.subjectEVspt_PT
dc.subjectTransferência de energia sem contactopt_PT
dc.subjectWireless power transferpt_PT
dc.subjectCarregamento dinâmicopt_PT
dc.subjectDynamic chargingpt_PT
dc.subjectAcoplador magnéticopt_PT
dc.subjectMagnetic couplerpt_PT
dc.subjectMétodo dos elementos finitospt_PT
dc.subjectFinite element methodpt_PT
dc.subjectGrau de exposição biológicopt_PT
dc.subjectLevel of biological exposurept_PT
dc.subjectFator de acoplamentopt_PT
dc.subjectCoupling factorpt_PT
dc.subjectDensidade de fluxo magnéticopt_PT
dc.subjectMagnetic flux densitypt_PT
dc.subjectDensidade de correntept_PT
dc.subjectCurrent densitypt_PT
dc.subjectEficiênciapt_PT
dc.subjectEfficiencypt_PT
dc.titleAnálise de elementos finitos de um acoplador magnético para carregador dinâmico sem contacto aplicado a VEspt_PT
dc.typemaster thesis
dspace.entity.typePublication
rcaap.rightsopenAccesspt_PT
rcaap.typemasterThesispt_PT

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