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Tipo: Dissertação
Título: Controle da Tensão ou Corrente de Saída por Meio da Estimativa de Parâmetros em Sistema de Transferência de Energia Sem Fio Com Topologia Duplo-LCC
Autor(es): THAÍS MARIA TOLFO
Primeiro orientador: Ruben Barros Godoy
Resumo: A Transferência de Energia Sem Fio (Wireless Power Transfer– WPT) configura-se como uma tecnologia estratégica na fronteira da inovação, com elevado potencial de impacto em aplicações como o carregamento de veículos elétricos, sistemas de micromobilidade e dispositivos portáteis. O desenvolvimento de soluções eficientes e robustas nessa área contribui diretamente para a mobilidade sustentável e para o fortalecimento da soberania tecnológica nacional. Nos sistemas WPT, variações na carga conectada ao lado receptor podem causar instabilidades nas formas de onda de tensão e corrente de saída, devido à sensibilidade do sistema a mudanças na impedância da carga. Para mitigar esse problema, este trabalho propõe um esquema de controle voltado para o controle da tensão e da corrente na saída de um sistema WPT com a topologia híbrida duplo-LCC, utilizando bobinas solenoides concêntricas. A principal contribuição deste trabalho consiste na proposição de um esquema de controle baseado na estimativa da resistência equivalente de carga e da tensão de saída no lado secundário, assumindo que o coeficiente de acoplamento das bobinas concêntricas permanece próximo ao valor de projeto durante a operação. Dessa forma, o controle é realizado exclusivamente a partir de medições no lado primário, não sendo necessária a comunicação entre os lados primário e secundário do sistema. A metodologia inicia-se com a modelagem matemática dos circuitos ressonantes primário e secundário. A partir das medições de tensão e corrente de entrada, a impedância de carga é estimada e utilizada para calcular a tensão de saída, bem como a referência para a tensão de entrada. Para garantir a estabilidade, o sistema ajusta dinamicamente a tensão de entrada de modo a mantê-la alinhada com o valor de referência teórico. Foram realizadas análises e simulações nos softwares MATLAB®/Simulink® para validar a abordagem proposta. Os resultados de simula ção confirmaram as previsões teóricas para um sistema sem fio operando a 120 kHz e transferindo 100 W de potência. Observou-se que a tensão de saída se mantém estável em 32 V, mesmo sob variações de carga, e que a corrente de saída permanece em 3 A, apesar das flutuações na tensão da bateria.
Abstract: Wireless Power Transfer (WPT) has emerged as a strategic technology of iinnovation, with strong potential impact on applications such as electric vehicle charging, micromobility systems, and portable electronic devices. Advances in efficient and robust WPT solutions play an important role in promoting sustainable mobility and supporting technological development. In Wireless Power Transfer Systems (WPTS), variations in the load connected to a receiver can cause instability in the waveforms of output voltage and current due to their sensitivity to changes in load impedance. To overcome such drawbacks, this paper presents a control scheme for regulating voltage and current at the output of a WPTS system with the double LCC topology, employing concentric solenoidal coils. The main contribution of this work lies in the development of a control strategy based on the estimation of the equivalent load impedance and the output voltage at the secondary side, under the assumption that the coupling coefficient of the concentric coils remains close to its design value during operation. As a result, the control system relies solely on measurements at the primary side, eliminating the need for communication between the primary and secondary sides of the system. The proposed method is based on estimating secondary-side parameters while assuming that the coupling coefficient of the concentric coils remains close to its design value during operation. The methodology begins with the mathematical modeling of the primary and secondary resonant circuits. By measuring the input voltage and current, the system estimates the load impedance, which is then used to derive the expected output voltage and a reference for the input voltage. To maintain a stable output, the system dynamically adjusts the input voltage, ensuring that it aligns with the theoretical reference value. Analytical calculations and simulations were performed using the MATLAB®/Simulink® platform to validate the proposed approach. Simulations confirmed the theoretical predictions for a wireless system operating at 120 kHz with a power transfer of 100 W. The results demonstrated that the load voltage remains stable at 32 V, even under varying load conditions, while the output current remains at 3 A despite fluctuations in battery voltage.
Palavras-chave: Estimativa , Parâmetros em Sistema, Transferência de Energia
País: Brasil
Editor: Fundação Universidade Federal de Mato Grosso do Sul
Sigla da Instituição: UFMS
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.ufms.br/handle/123456789/14239
Data do documento: 2025
Aparece nas coleções:Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica

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