Submitted by Cristhiane Guerra (cristhiane.guerra@gmail.com) on 2017-01-26T15:58:10Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 3388107 bytes, checksum: 48ff7cbfb8a2e7ebf66dbee553830f28 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-26T15:58:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 3388107 bytes, checksum: 48ff7cbfb8a2e7ebf66dbee553830f28 (MD5) Previous issue date: 2016-06-28 / This work presents a study of the behavior of a nanocrystalline core with toroidal shape based on experimental data where a mathematical model basic on hyperbolic tangent and Maxwell's equations is used, and is demonstrated useful and able to characterize the parameters of the nonlinear magnetic core with some level of precision. The model presented was run on Matlab software, which is needed to introduce the core properties to predict the characteristics of the desired energy harvester considering a specified power. The resulted computational tool can be used to determine the behavior of magnetic and electrical parameters of the core. The obtained simulations were compared with experimental results to validate the modeling used. / Neste trabalho é apresentada uma pesquisa sobre o comportamento de um núcleo nanocristalino com forma toroidal, com base em dados experimentais. Sendo realizada a partir do estudo de um modelo matemático utilizando a tangente hiperbólica e as equações de Maxwell, que demostra ser útil e capaz de caracterizar os parâmetros de um núcleo magnético não linear com aproximações. O modelo apresentado foi implementado no software Matlab, em que é necessário introduzir as propriedades do núcleo para prever as características de um dispositivo captador de energia com uma potência desejada. A ferramenta computacional implementada pode determinar o comportamento das grandezas magnéticas e elétricas do núcleo. As simulações obtidas foram comparadas com resultados experimentais a fim de validar a modelagem utilizada.

Made available in DSpace on 2015-05-08T14:57:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2214960 bytes, checksum: 19c32eb87f26c7216c71bf67ed3cfb98 (MD5) Previous issue date: 2013-02-25 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In this work it is presented an energy harvesting system based on disperse magnetic energy produced by electric current across power line of a power distribution network in order to supply energy for devices in a wireless sensor network. The system is based on toroidal cores tested and validated with different materials and dimensions (five based on ferrite, seven based on nanocrystalline, three based on iron powder) aiming harvesting optimal power device. From principles of magnetic ferromagnetic materials, it is discussed the magnetic field theory to obtain energy for supplying power to devices. It was implemented a prototype consisting of a test bench capable of emulating power-line high currents and of a power conditioning circuit. Test procedures were executed in three parts. The first was to determine the magnetic parameters (e.g. relative permeability and magnetic curve) of each harvester using a circuit able to measure core permeability in order to obtain B x H cycle. The second was to test a proposed power conditioning circuit composed of an AC/DC rectifier and a voltage regulator. The third, the experimental results were compared with theoretical ones. The obtained experimental results have been in agreement with theory, showing that the energy harvesting system is capable of supplying up to 315.6 mW from ferrite based core, 54mW from nanocrystalline based cores and 0.77mW from iron powder based ones, by capturing magnetic dispersion produced by a 15A current in the power line, which can be applied to various low power devices, mainly in wireless sensor network for data acquisition and control parameters of the power line itself / Neste trabalho é apresentado um sistema de captação de energia por dispersão magnética produzida pela corrente elétrica em uma linha de potência de uma rede de distribuição de energia, para alimentação de dispositivos de uma rede de sensores sem fio. Esse sistema é baseado em núcleos toroidais testados e validados com diferentes materiais e dimensões (cinco de ferrite, sete nanocristalino e três de pó de ferro) objetivando a obtenção do captador com maior de potência. Partindo do princípio magnético dos materiais ferromagnéticos, é analisada a teoria do campo magnético dos dispositivos de captação de energia do sistema. Foi desenvolvido um protótipo do sistema que consiste de uma planta piloto capaz de emular as altas correntes da linha de potência e de um circuito condicionador de potência para o tratamento da energia captada. Os testes foram divididos em três etapas. O primeiro restringe-se a determinação dos parâmetros magnéticos (como permeabilidade relativa e curva de magnetização) de cada captador através do uso de um circuito de medição de permeabilidade para a determinação do laço B x H. O segundo, ao circuito de condicionamento de potência, composto de um retificador AC/DC e de um regulador de tensão para a obtenção do maior valor de potência no ensaio dos captadores. O terceiro, a comparação dos resultados experimentais com os resultados teóricos. Os resultados experimentais obtidos, que foram condizentes com os teóricos, comprovam que o sistema captador de energia é capaz de fornecer níveis de potência na escala de até a 315,6 mW para captadores de ferrite, 54mW para captadores nanocristalinos e 0,77mW para captadores de pó de ferro, através da captação por dispersão magnética produzida por uma corrente de 15A na linha de potência, a qual pode ser aplicado para dispositivos diversos de baixo consumo, principalmente, em rede de sensores sem fio para a aquisição de dados e os parâmetros de controle da própria linha de potência