Consultar: Programa de Pós-Graduação em Física (Acadêmico)

Título [PT]: Caracterização e desempenho de transformadores de estado sólido radiais multiferróicos
Autor(es): Diogo Zampieri Montanher
Palavras-chave [PT]:

Transformador piezoelétrico. Materiais multiferroicos. Aplicação tecnológica. Dispositivos sensores e atuadores eletromecânicos.

Ivair Aparecido dos Santos [Orientador] - UEM José Antonio Eiras - UFSCar Nelson Guilherme Castelli Astrath - UEM

Resumo: Neste trabalho desenvolvemos um método para montagem de transformadores de estado sólido, do tipo monocamada e de modo de vibração radial, com elementos piezoelétricos atuadores e transdutores (primário e secundário) isoladoseletricamente. Usando esse método montamos dois transformadores, os quais foram denominados por transformador ferroelétrico, TRF, e transformador multiferroico, TRM. O transformador TRF foi montado com duas cerâmicas ferroelétricas de PZT-5A, enquanto que o transformador TRM foi montado com de uma cerâmica ferroelétrica de PZT-5A e uma cerâmica multiferroica de (0.6)BiFeO3-(0.4)PbTiO3, ou simplesmente BF-PT. A caracterização desses transformadores foi realizada por medidas experimentais de ganho de tensão e eficiência, e os resultados foram comparados com um modelo teórico encontrado na literatura. Esses resultados, por sua vez, apresentaram uma concordância satisfatória com aqueles previstos no modelo teórico, divergindo em aproximadamente 10%. Dessa forma, foi possível verificar a viabilidade da utilização de cerâmicas multiferroicas de BF-PT na fabricação de transformadores de estado sólido pela comparação entre os desempenhos dos transformadores TRM e TRF. Com essa comparação, pudemos observar algumas semelhanças e diferenças entre o transformador de estado sólido formado por cerâmicas multiferroicas de BF-PT (TRM) e o transformador de estado sólido formado apenas por cerâmicas ferroelétricas de PZT-5A (TRF), que são as largamente utilizadas na fabricação desses dispositivos. De um modo geral, o comportamento elétrico dos transformadores TRM e TRF são iguais, porém, os ganhos máximos de tensão e as máximas eficiências possuem valores diferentes. Em comparação ao transformador TRF, o transformador TRM apresentou uma redução média de 1,7 vezes no ganho máximo de tensão e também uma redução média de 3,5 vezes na máxima eficiência. Por outro lado, o transformador TRM pode apresentar propriedades magnetoelétricas que modificam o ganho de tensão e a eficiência em decorrência de um campo magnético aplicado, o que abre novas perspectivas de aplicação prática desses dispositivos. Abstract: In this work, it was developed a method for assembly radial vibration mode single-layer solid state transformers by using electrically isolated piezoelectric elements as actuators and transducers (primary and secondary). In this method we assembly two solid transformers, i. e., a ferroelectric one (ferroelectric solid state transformer - TRF) and a multiferroic one (multiferroic solid state transformer - TRM). The TRF transformer was composed by two PZT-5A ferroelectric ceramics, while the TRM transformer was composed by a PZT-5A ferroelectric ceramic and a (0.6)BiFeO3-(0.4)PbTiO3 multiferroic ceramic, or simply BF-PT. The physical characterization of these solid state transformers was carried out by experimental determinations of the gain voltage and the efficiency. The results were compared with a theoretical model found in literature, and presented a satisfactory agreement with the theoretical model, diverging in approximately 10%. In such a way, it was possible to verify the viability for using BF-PT multiferroic ceramics in the manufacture of solid state transformers by comparing the performance between both TRM and TRF devices. In this comparison we observe some similarities and differences between the solid state transformers formed by BF-PT multiferroic ceramics and those solid state transformers formed by PZT-5A ferroelectric ceramics, which are the ceramics widely used in the manufacture of these devices. In general, the electric behavior of the main properties of the TRM and TRF transformers are equal. However, the gain voltage and the efficiency possess different values. In comparison with the TRF transformer, the TRM one presented an average reduction of 1.7 times for the gain voltage, and an average reduction of 3.5 times for the efficiency. On the other hand, the transformer TRM can present magnetoelectrical properties that modify the gain of voltage and the efficiency according of an applied magnetic field, opening in a such a way new perspectives of application of these devices.

Idioma: Português Data de Publicação: 2010 Local de Publicação: Maringá, PR Orientador: Prof. Dr. Ivair Aparecido dos Santos Co-Orientador: Prof. Dr. José Roberto Dias Pereira Instituição: Universidade Estadual de Maringá. Departamento de Física Nível: Dissertação (mestrado em Física)/ UEM: Programa de Pós-Graduação em Física

Responsavel: inez
Categoria: Aplicação
Formato: Documento PDF
Arquivo: diogo_zampieri_montanher_2010.pdf
Tamanho: 4177 Kb (4276868 bytes)
Criado: 05-04-2011 13:52
Atualizado: 05-04-2011 14:00
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