Author(s): Leite, Larissa
Date: 2017
Persistent ID: http://hdl.handle.net/10400.22/10531
Origin: Repositório Científico do Instituto Politécnico do Porto
Subject(s): Transferência de energia sem fios; Cavidade ressonante; MatLab®; Coeficiente de acoplamento; Wireless Power Transfer; Resonant cavity; Coupling coefficient; Telecomunicações
Os sistemas de transferência de energia sem fios (Wireless Power Transfer - WPT) são muito eficientes quando se deseja alimentar um ou dois dispositivos localiza-dos em uma área 2D específica. No entanto, estes métodos não são adequados aos casos em que se necessita carregar uma maior quantidade de aparelhos situados em diversas localizações de um volume 3D. Assim, neste trabalho, propõem-se o desenvolvimento de um algoritmo em linguagem MATLAB capaz de simular uma técnica de transferência de energia sem fios ainda pouco conhecida, a WPT ativada por cavidade ressonante. Neste método, utilizam-se os modos eletro-magnéticos naturais de uma câmara metálica, preenchida com ar, para produzir campos magnéticos uniformes, e assim alimentar pequenas bobinas recetoras contidas no interior desta câmara. A cavidade pode apresentar dimensões bastante variadas, tratando-se desde uma caixa de brinquedos até a sala de uma casa. O código desenvolvido permite prever o coeficiente de acoplamento e a máxima eficiência possível deste tipo de sistema para uma pequena bobina recetora, diversos tamanhos de câmara e um grande número de modos eletromagnéticos.
Wireless power transfer (WPT) systems are very efficient for powering one or two devices located in a specific 2D area. However, these methods are not appropriate in cases where it is necessary to load a greater amount of devices located in several parts of a 3D volume. Thus, in this work, it is proposed the development of an algorithm, in MATLAB language, capable of simulating a still little known WPT technique, the resonant cavity enabled wireless power transfer. In this method, the natural electromagnetic modes of an air-filled metal chamber are used to produce uniform magnetic fields, and therefore feed small coils contained within this chamber. The cavity can present quite varied dimensions, from a box of toys to the room of a house. The developed code allows to predict the coupling coefficient and maximum possible efficiency of this type of system for a small receiver coil, several chamber sizes and a large number of electromagnetic modes.
