Desenvolvimento de conectores sem contactos para aplicações de elevada potência, baseados em acoplamento indutivo ressonante

01-09-2014

O projeto consiste na criação de um sistema de conectores sem contactos condutores (contactless) baseado em acoplamento indutivo ressonante (transformador ressonante), destinando-se sobretudo a aplicações de aquecimento em materiais têxteis, nomeadamente a toalhas aquecidas para termoterapia e outras finalidades medicinais ou domésticas de potência considerável (100 W a 1000 W). Estas toalhas contêm resistências (aquecimento por efeito de Joule), que se pretendem alimentar através de um conector contactless.

Neste conceito inovador,  a toalha (a laranja na figura) é alimentada através de uma pinça com mola, que é colocada numa zona específica do material fibroso (círculo roxo na figura), sob a qual se encontra o enrolamento secundário do transformador. O enrolamento primário deste e respetiva blindagem residem nas placas circulares da pinça.

O primário é constituído por duas bobinas planares (uma em cada placa da pinça), que são ligadas de forma a que os respetivos fluxos magnéticos sejam aditivos, podendo constituir um primário com tomada central, por exemplo. A dimensão da pinça pretende-se a mais pequena possível, para que o sistema seja funcional. Este requisito obrigará à maximização da densidade de potência (W/m2) na região de transferência de energia.

O paradigma descrito não se limita ao domínio de aplicação têxtil, estendendo-se a aplicações especiais que envolvem um grande desgaste mecânico e/ou químico, decorrente do uso frequente e/ou de ambientes quimicamente hostis. Alguns exemplos de tais aplicações são os conectores para carregamento de baterias de veículos ou de ferramentas elétricas, e conectores para meios corrosivos, esterilizados, explosivos ou subaquáticos, desde que não-condutores (dielétricos).

São também objetivos deste trabalho a minimização da potência radiada em ondas eletromagnéticas (ondas de rádio, no caso) e o estudo de blindagens apropriadas, aspetos importantes para garantir a segurança do sistema. Por fim, construir-se-á um sistema experimental, procedendo-se então à aferição do seu desempenho real através da obtenção de dados experimentais.

Este projeto é financiado pela Fundação para a Ciência e Tecnologia (FCT) através de bolsa de doutoramento, com referência SFRH/BD/80551/2011, e decorre no âmbito do doutoramento do investigador Carlos Marques sob orientação do Professor José Gerardo Vieira da Rocha, do Centro Algoritmi, e tem como co-orientador o professor Raul Fangueiro, do centro 2C2T.

Consórcio

Financiamento

2C2T
Fundação para a Cência e a Tecnologia
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