Universitat Politècnica de Catalunya. Departament d'Enginyeria Electrònica, Castilla Fernández, Miguel, Momeneh, Arash, Universitat Politècnica de Catalunya. Departament d'Enginyeria Electrònica, Castilla Fernández, Miguel, and Momeneh, Arash
In recent years, contactless energy transfer systems have been developed and investigated widely. As evident, the transfer energy is performed without physical connection. This technology is classified according to power level and place of use. However, the most commonly used one is inductive contactless energy transfer system due to its higher efficiency. The inductive contactless system is responsible to deliver the electrical energy to the loads by means of a long winding loop and sliding transformers. In this system, the output converter and load are directly connected to the secondary side of transformer. Moreover, the secondary side transformer has the capability to move along the primary winding loop. According to this capability, and also possibility to construct long contactless system, it can be used as an electrical energy delivery system for mobile receivers. Also, the ICET technologies improve the safety of the final user by means of the elimination of electrical shocks. It is resulted from using a high-frequency resonant transformer which provides electrical isolation. This feature is particularly important in wet environments such as in swimming pools, gardens and bathrooms. Therefore, it is a good alternative system for implementing in the residential area instead of conventional systems. Implementation of the inductive contactless system in residential area presents several challenges. In this dissertation, several solutions are presented and discussed. In the first chapter, the concept of the contactless energy transfer system is explained. Also, the chapter classifies the contactless system according to the technology and the output power. In chapter two, a new adaptive control algorithm for the fully-controlled contactless energy transfer system is presented. The new adaptive algorithm operates dynamically with the load changes, resulting in maximum efficiency in all the load conditions. Moreover, the mathematical framework of the contactless sys, En los últimos años, los sistemas de transmisión de energía sin contacto han sido ampliamente investigados y desarrollados. Como es evidente, en estos la transmisión de energía se realiza sin conexión física. Esta tecnología se suele clasificar de acuerdo al nivel de potencia y el lugar de utilización. Sin embargo, los más usados son los sistemas inductivos de trasmisión de energía sin contacto (Inductive contactless energy transfer systems, ICET) debido a su alta eficiencia. Los sistemas ICET envían la energía eléctrica a las cargas a través de grandes bobinados y transformadores sliding. En estos sistemas, la salida del convertidor y las cargas están directamente conectadas al lado secundario del transformador. Este, tiene la capacidad de moverse a través del bobinado primario. Debido a esta capacidad y a la posibilidad de construir sistemas de gran tamaño, pueden ser usados como sistemas de suministro de energía para receptores móviles. Por otro lado, las tecnologías ICET mejoran la seguridad de los usuarios finales ya que eliminan el riesgo de electrocución, como resultado del uso de transformadores resonantes de alta frecuencia que proveen un aislamiento eléctrico. Esta característica es particularmente importante en ambientes húmedos como las piscinas, jardines y baños. Además, es una buena alternativa para la implementación residencial, en lugar de los sistemas convencionales. La implementación de sistemas ICET en áreas residenciales presenta ciertos retos. En esta tesis de doctorado, se presentan diversas soluciones a estos. En el primer capítulo, el concepto de sistemas de transmisión de energía sin contacto es explicado y se presenta una clasificación de acuerdo al nivel de potencia. En el segundo capítulo, se propone un algoritmo de control adaptativo para sistemas de transmisión de energía sin contacto totalmente controlados. Este algoritmo adaptativo opera dinámicamente con los cambios de carga, alcanzando la máxima eficiencia ante diferentes condicione, Postprint (published version)