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27 Curso Técnico em Eletrotécnica INICIAÇÃO À PRÁTICA PROFISSIONAL INSTALAÇÕES ELÉTRICAS PREDIAIS ELETRICIDADE BÁSICA Projeto de Indutores de Alta Frequência Transformadores 1. Projeto de indutores de alta frequência. Vitória-ES Projeto de Indutores Alta Frequência -1 - 14. Prof. Dorival Rosa Brito -1 - 14.

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    Curso Tcnico em Eletrotcnica

    INICIAO PRTICA PROFISSIONAL INSTALAES ELTRICAS PREDIAIS ELETRICIDADE BSICA

    Projeto de Indutores

    de Alta Frequncia Transformadores 1. Projeto de indutores de alta frequncia.

    Vitria-ES

    Projeto de Indutores Alta Frequncia -1 - 14.

    Prof. Dorival Rosa Brito -1 - 14.

  • Projeto de indutoresProjeto de indutoresProjeto de indutoresProjeto de indutores

    OO projetoprojeto dede umum indutorindutor dependedepende::p jp j pp Da freqncia de operao; Da corrente no mesmo; Do regime de trabalho;Do regime de trabalho; Do material utilizado para o ncleo; Entre outros....

    Projeto de Indutores Alta Frequncia -2 - 14.

    Prof. Dorival Rosa Brito -2 - 14.

  • Projeto de indutoresProjeto de indutoresProjeto de indutoresProjeto de indutores

    NcleosNcleos usadosusados nana implementaoimplementao dede indutoresindutores dede HFHF::p p

    http://www.magmattec.com.brhttp://www.thornton.com.br

    http://www.mag-inc.com

    Projeto de Indutores Alta Frequncia -3 - 14.

    Prof. Dorival Rosa Brito -3 - 14.

  • Projeto de indutoresProjeto de indutores

    CaractersticasCaractersticas dodo ncleoncleo::

    Projeto de indutoresProjeto de indutores

    Projeto de Indutores Alta Frequncia -4 - 14.

    Prof. Dorival Rosa Brito -4 - 14.

  • Projeto de indutoresProjeto de indutores

    MontagemMontagem dodo ncleoncleo (com(com entreferro)entreferro)::

    Projeto de indutoresProjeto de indutores

    MontagemMontagem dodo ncleoncleo (com(com entreferro)entreferro)::

    Projeto de Indutores Alta Frequncia -5 - 14.

    Prof. Dorival Rosa Brito -5 - 14.

  • Projeto de indutoresProjeto de indutores

    11)) DadosDados dede entradaentrada::

    Projeto de indutoresProjeto de indutores

    11)) DadosDados dede entradaentrada::

    100 Indutncia do indutor;20 F i d

    oL HF kH

    =20 Freqncia de operao;10 Corrente de pico;

    s

    Lop

    F kHzI A=

    =( )Li t

    I

    Loef

    Lo

    I =6A Corrente eficaz;I =1A Ondulao de corrente; t

    sT T

    2

    k=0,7 Fator de enrolamento;J=450A/cm Densidade de corrente;

    2s

    sT

    ;B=0

    7

    ,35T Densidade de fluxo mximo;=4 10 / / Permeabilidade no vcuoWb A m o 4 10 / / Permeabilidade no vcuo.Wb A m

    Projeto de Indutores Alta Frequncia -6 - 14.

    Prof. Dorival Rosa Brito -6 - 14.

  • Projeto de indutoresProjeto de indutores

    22)) EscolhaEscolha dodo ncleoncleo::

    Projeto de indutoresProjeto de indutores

    22)) EscolhaEscolha dodo ncleoncleo::

    10,35 0,03510

    LoIB B TI

    = = =10LopI

    4 6 4410 100 10 10 6 10 0 544o Lop Loef

    L I IA A

    40,5440,7 0,35 450

    o Lop LoefAeAw cmk B J

    = = =

    Ncleo Ae (cm2) Aw (cm2) le (cm) lt (cm) ve(cm3) AeAw (cm4)e ( ) w ( ) e ( ) t ( ) e( ) e w ( )E-20 0,312 0,26 4,28 3,8 1,34 0,08

    E-30/7 0,60 0,80 6,7 5,6 4,00 0,48 E-30/14 1,20 0,85 6,7 6,7 8,00 1,02E-42/15 1,81 1,57 9,7 8,7 17,10 2,84 E-42/20 2 40 1 57 9 7 10 5 23 30 3 77E 42/20 2,40 1,57 9,7 10,5 23,30 3,77

    E-55 3,54 2,50 1,2 11,6 42,50 8,85

    Projeto de Indutores Alta Frequncia -7 - 14.

    Prof. Dorival Rosa Brito -7 - 14.

  • Projeto de indutoresProjeto de indutores

    33)) ClculoClculo dodo nmeronmero dede espirasespiras::

    Projeto de indutoresProjeto de indutores

    33)) ClculoClculo dodo nmeronmero dede espirasespiras::

    4 6 410 100 10 10 10 24espiraso LopL I

    N

    = = = 24espiras0,45 1,20e

    NB A

    = = =

    44)) ClculoClculo dodo entreferroentreferro::44)) ClculoClculo dodo entreferroentreferro::

    2 2 2 7 210 24 4 10 1,20 10 0 087o eN Al

    6

    , 0,087100 10

    o e

    o

    lg cmL

    = = =

    Projeto de Indutores Alta Frequncia -8 - 14.

    Prof. Dorival Rosa Brito -8 - 14.

  • Projeto de indutoresProjeto de indutores

    55)) PerdasPerdas nono ncleoncleo::

    Projeto de indutoresProjeto de indutores

    55)) PerdasPerdas nono ncleoncleo::

    54 10HK= 104 10EK=

    ( )2 4 2P B K F K F V ( )2,4 2nucleo H s E s eP B K F K F V= +

    ( )2,4 5 10 20 035 4 10 20000 4 10 20000 8P +( )2,4 5 10 20,035 4 10 20000 4 10 20000 8nucleoP = +

    2 46P mW= 2,46nucleoP mW=

    Projeto de Indutores Alta Frequncia -9 - 14.

    Prof. Dorival Rosa Brito -9 - 14.

  • Projeto de indutoresProjeto de indutores

    66)) ProfundidadeProfundidade dede penetraopenetrao::

    Projeto de indutoresProjeto de indutores

    66)) ProfundidadeProfundidade dede penetraopenetrao::

    7,5 7,5 0,053cm = = = ,20000sF

    2 2 0 053 0 106Dfio cm= = =2 2 0,053 0,106maxDfio cm= = =

    No poder ser utilizado condutor com dimetro maior que 0,106 cm.No poder ser utilizado condutor com dimetro maior que 0,106 cm.Portanto, podem ser utilizados condutores mais finos que o fio 18 AWG.Escolheu-se o condutor 22 AWG.

    222 0,003255cuA cm=

    0 000530 /

    222 0,004013S cm=

    22 0,000530 / cm =

    Projeto de Indutores Alta Frequncia -10 - 14.

    Prof. Dorival Rosa Brito -10 - 14.

  • Projeto de indutoresProjeto de indutores

    77)) EscolhaEscolha dada seoseo dosdos condutorescondutores::

    Projeto de indutoresProjeto de indutores

    77)) EscolhaEscolha dada seoseo dosdos condutorescondutores::

    26 0,013450

    LoefIS cmJ

    = = = Maior que a rea do fio 22 AWG.450J

    0,013 5SN fios= = =22

    50,003255fios cu

    N fiosA

    = = =

    88)) ClculoClculo dada resistnciaresistncia dodo fiofio::88)) ClculoClculo dada resistnciaresistncia dodo fiofio::

    22 0,00053024 6,7 0,0175fio

    R N ltN

    = = = 5f fiosN

    Projeto de Indutores Alta Frequncia -11 - 14.

    Prof. Dorival Rosa Brito -11 - 14.

  • Projeto de indutoresProjeto de indutores

    99)) PerdasPerdas nono cobrecobre::

    Projeto de indutoresProjeto de indutores

    99)) PerdasPerdas nono cobrecobre::2 20,017 6 0,614cobre fio LoefP R I W= = =

    1010)) PerdasPerdas totaistotais::

    2,46 0,614 0,616totais nucleo cobreP P P m W= + = + =

    1111)) ElevaoElevao dede temperaturatemperatura::

    ( ) ( )0,37 0,3723 23 1,02 22,832 /oRt AeAw C W = = =( ) ( )

    22,832 0,616 14,066 ototalT Rt P = = =

    Projeto de Indutores Alta Frequncia -12 - 14.

    Prof. Dorival Rosa Brito -12 - 14.

  • Projeto de indutoresProjeto de indutores

    1212)) ClculoClculo dodo fatorfator dede ocupaoocupao::

    Projeto de indutoresProjeto de indutores

    1212)) ClculoClculo dodo fatorfator dede ocupaoocupao::

    22 224 5 0,004013 0 688fiosN N S

    Aw cm

    = = = 0,6880,7 0,7neces

    Aw cm= = =

    0 688Aw 0,688 0,8090,85

    necesocup

    AwKAw

    = = =

    Projeto de Indutores Alta Frequncia -13 - 14.

    Prof. Dorival Rosa Brito -13 - 14.

  • Projeto de indutoresProjeto de indutores

    ExerccioExerccio dede aplicaoaplicao::

    Projeto de indutoresProjeto de indutores

    ExerccioExerccio dede aplicaoaplicao::Projetar um indutor de alta freqncia com as seguintes especificaes.

    500 Indutncia do indutor;L H= 500 Indutncia do indutor;100 Freqncia de operao;

    2 Corrente de pico;

    o

    s

    L HF kHzI A

    ==

    Loef

    2 Corrente de pico;

    I =1,8A Corrente eficaz;LopI A=

    LoI =0,5A Ondulao de corrente;k=0,7 Fator de enrolamento;

    2J=450A/cm Densidade de corrente;B=0,35T Densidade de fluxo mximo.

    Projeto de Indutores Alta Frequncia -14 - 14.

    Prof. Dorival Rosa Brito -14 - 14.