Partially overlapped inductors applied to domestic induction heating

La principal tendencia en sistemas de inducción domésticos de media-alta gama consiste en aportar flexibilidad al usuario en cuanto al número, forma y posición de los recipientes utilizados. En la actualidad, estas superficies se generan mediante una matriz de inductores de tamaño reducido, lo cual...

Descripción completa

Detalles Bibliográficos
Autores: Serrano Trullén, Javier, Lope Moratilla, Ignacio, Acero Acero, Jesús
Tipo de recurso: tesis de maestría
Estado:Versión publicada
Fecha de publicación:2022
País:España
Institución:Universidad de Zaragoza
Repositorio:Zaguán. Repositorio Digital de la Universidad de Zaragoza
OAI Identifier:oai:zaguan.unizar.es:145238
Acceso en línea:http://zaguan.unizar.es/record/145238
Access Level:acceso abierto
Palabra clave:electromagnetismo
electrónica
inducción
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spelling Partially overlapped inductors applied to domestic induction heating Serrano Trullén, JavierLope Moratilla, IgnacioAcero Acero, Jesús electromagnetismoelectrónicainducciónLa principal tendencia en sistemas de inducción domésticos de media-alta gama consiste en aportar flexibilidad al usuario en cuanto al número, forma y posición de los recipientes utilizados. En la actualidad, estas superficies se generan mediante una matriz de inductores de tamaño reducido, lo cual supone un alto coste, tanto en inductores como en la electrónica que los alimenta.<br />En la presente tesis se propone como una alternativa de coste contenido el uso de inductores solapados. El solapamiento de inductores permite el uso de inductores de mayor tamaño, que presentan una mayor eficiencia, y al mismo tiempo supone una reducción en el número de inductores y de salidas de potencia.<br />El trabajo de investigación realizado consiste en el análisis de la operación simultanea de dos o más inductores fuertemente acoplados prestando especial atención a aquellos aspectos que, teniendo el acoplamiento magnético como origen, influencian el rendimiento del sistema. De este análisis surge una guía de diseño para sistemas con inductores solapados atendiendo a los parámetros más relevantes.<br />Tras el análisis teórico, se proponen tres alternativas de implementación. Los sistemas propuestos han sido modelados para su simulación por el método de elementos finitos, haciendo especial énfasis en la predicción de las variables más importantes para el rendimiento del sistema: corriente por los inductores, distribución de calor y eficiencia.<br />La primera alternativa consiste en el uso de inductores planos bobinados con hilo de litz situados en dos capas. El sistema es de construcción sencilla pero presenta algunos inconvenientes que surgen de la distinta distancia de cada inductor a la carga. La principal consecuencia es un desbalanceo entre las corrientes de cada inductor, que genera una mala distribución de calor en el recipiente y un control complejo.<br />La segunda implementación consiste en utilizar inductores no planares, es decir, que ocupan dos planos al mismo tiempo. De esta forma todos los inductores son iguales y tienen la misma distancia media a la carga, haciéndolos eléctricamente equivalentes.<br />La tercera implementación se basa en el uso de bobinas integradas en una PCB. De esta forma, debido al bajo espesor del sustrato, los inductores se pueden solapar sin que se aprecie en gran medida la distinta distancia a la carga. Además, con esta implementación se consigue una alta repetibilidad y una mayor facilidad de montaje.<br />Los sistemas propuestos han sido modelados, prototipados y caracterizados. Esta caracterización proporciona una evaluación de la adecuación del sistema a los sistemas de inducción domésticos. Finalmente, se presentan las conclusiones obtenidas del trabajo.<br /><br />Universidad de Zaragoza, Prensas de la Universidad2022info:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionapplication/pdfhttp://zaguan.unizar.es/record/145238reponame:Zaguán. Repositorio Digital de la Universidad de Zaragozainstname:Universidad de ZaragozaInglésinfo:eu-repo/semantics/openAccessoai:zaguan.unizar.es:1452382026-05-29T13:59:51Z
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