Cálculo Analítico das Perdas por Correntes Induzidas em Placas Condutoras

Abstract

O estudo de perdas magnéticas possui motivação na busca pela melhoria da eficiência energética de dispositivos eletromagnéticos. No caso de transformadores, as denominadas perdas adicionais correspondem às perdas produzidas pelo fluxo magnético disperso nas partes condutoras do equipamento, como nos enrolamentos, paredes do tanque, tiras de sustentação, nas blindagens eletromagnéticas e etc. Modelar as perdas devido ao campo disperso na estrutura dos transformadores, e encontrar formas de reduzi-las, se tornam essenciais para inteirar-se competitivamente no mercado. Dessa forma, faz-se necessário um estudo e desenvolvimento de técnicas para o cálculo das perdas por correntes induzidas em regiões condutoras. A utilização de uma solução analítica para problemas de perdas por correntes induzidas pode representar uma possível resposta que se mostra útil devido à sua combinação de simplicidade e precisão, onde métodos numéricos apresentam uma complexidade elevada. O cálculo do campo magnético na região condutora é determinado em função da indução magnética incidente na região condutora. Nesta abordagem, a condição de contorno é determinada analiticamente por meio da equação de Biot-Savart em conjunto com o método das imagens, e então expandida em uma série trigonométrica através de uma série dupla de Fourier. As perdas por correntes induzidas surgem da solução da equação da difusão magnética obtida das leis de Maxwell do eletromagnetismo. O método apresentado foi validado através do problema 21 do TEAM Benchmark, Os resultados obtidos apresentam-se de acordo com demais métodos encontrados na literatura.