Investigação

Programa BRIDGE e o modelo Maxwell 3D da ligação de 5 kW a 1 m.

Universidade de Coimbra

Laboratory coil — Fig. R-01Condutor Litz e bobina de precisão — fotografia de laboratório de referência, não o ensaio de 5 kW.

Setup FEM da ligação de 5 kW / 1,00 m (simulado). Graus de liberdade e tempos são da última adaptação aceite.
Solver	Física	f	Incógnita	Malha	Aceitação
Ansys Maxwell 3D	Eddy Current	85 kHz	A	tetra + prisma	M, k, R_ac, P_eddy
COMSOL AC/DC	Magnetic Fields	85 kHz	A_φ (2D-axi)	mapeada + refine	J_Litz, \|B\|, ferrite
COMSOL 3D	Magnetic Fields	85 kHz	A	tetra adaptativa	k(Δx), F_Lorentz

COMSOL |B| — Fig. FEM-01COMSOL AC/DC — |B| em corte axisimétrico. Ilustração do tipo de pós-processamento; grandezas simuladas.

COMSOL mesh — Fig. FEM-02Malha FEM (COMSOL): refinamento no cobre e no entreferro de 1,00 m.

COMSOL J Litz — Fig. FEM-03Densidade de corrente J no Litz a 85 kHz (COMSOL) — pele e proximidade.

COMSOL A_phi — Fig. FEM-04COMSOL — potencial vectorial A_φ em corte axisimétrico, 85 kHz. Simulado.

COMSOL misalignment — Fig. FEM-05COMSOL — |B| com desalinhamento lateral (~150 mm). Estudo paramétrico simulado.

COMSOL ferrite |B| — Fig. FEM-06COMSOL — |B| nas placas de ferrite (saturação). Simulado.

Ansys eddy loss — Fig. FEM-07Ansys Maxwell 3D — densidade de perdas de Foucault no cobre/ferrite. Simulado.

Ansys streamlines — Fig. FEM-08Linhas de campo no relé de três bobinas (Maxwell 3D). Simulado.

Ansys ICNIRP — Fig. FEM-09Contornos ICNIRP no plano do sítio (Maxwell). Raios 3,3 m e 6,3 m: simulados.

Ansys 3D mesh — Fig. FEM-10Ansys Maxwell 3D — malha tetraédrica adaptativa nas bobinas e no entreferro.

Ansys |B| slice — Fig. FEM-11Ansys Maxwell 3D — fatia de |B| no entreferro de 1,00 m. Simulado.

Ansys force density — Fig. FEM-12Ansys Maxwell 3D — densidade de força de Lorentz. Simulado.

Programa BRIDGE

Investigação em Engenharia Electrotécnica na Universidade de Coimbra: modelo Maxwell 3D, modos acoplados e o pacote de fabrico da ligação de 5 kW / 1 m / 85 kHz.

O corpus inclui o modelo Maxwell 3D, cruzamento em COMSOL AC/DC, análise em modos acoplados, pacote de fabrico e especificação de hardware da ligação de 5 kW / 1 m / 85 kHz. Colaboração: research@nwpt.pt.

Formulação e validação cruzada

Maxwell: formulação em A (eddy-current) no domínio da frequência. COMSOL: Magnetic Fields em 2D-axisimétrico para A_φ e malha do Litz, e 3D onde o desalinhamento quebra a simetria.

A indução mútua segue o integral de Neumann; o FEM substitui o integral por uma extracção de energia W = ½ Iᵀ L I. k e R_ac são as grandezas de aceitação — não o aspecto visual do campo.

Investigação em transferência indutiva de elevada potência: Maxwell 3D, modos acoplados e o pacote de fabrico da ligação de 5 kW a 1 m.

O trabalho por detrás da ligação de 5 kW a 1 m, 85 kHz, com relé de três bobinas: modelo Ansys Maxwell 3D, cruzamento em COMSOL AC/DC (A_φ, malha, J no Litz), análise em modos acoplados, pacote de fabrico e especificação de hardware.

A formulação é eddy-current em A; a mutua segue Neumann / extracção de energia. A aceitação do modelo é a convergência de M e R_ac, não o aspecto do campo. Nenhum número desta página é uma medição acima de 1 kW.

Sistema de 5 kW a 1 metro: projeto concluído e verificado em Ansys Maxwell 3D, com 97,18 % de eficiência bobina-a-bobina simulada. Ensaios em curso.

Colaboração e publicações: research@nwpt.pt.

Cartão do modelo — ligação de 5 kW

Grandezas de aceitação: M e R_ac. O aspecto do campo não é critério.
Geometria	Ø 1,10 m, pilha axial, relé de três bobinas
Entreferro	1,00 m (projecto)
Frequência	85 kHz
Solver	Ansys Maxwell 3D eddy-current; COMSOL AC/DC
Fronteira	A × n = 0 a ≥ 5 raios de bobina
Malha	tetra / prisma; refine até δ/3 a 85 kHz
Convergência	ΔM e ΔR_ac < 0,5 % entre adaptações
k (simulado)	0,117 relé / 0,037 directo
η bobina-a-bobina	97,18 % (simulada)
Medido (G0)	não publicado

Citar este trabalho

Não há DOI de revista. Cite o relatório técnico do sítio até existir preprint.

@techreport{nwpt2026link5kw,
  title       = {5 kW inductive link at 1.00 m: Maxwell 3D specification},
  author      = {{NOVEA Wireless Power Transmission, Lda}},
  year        = {2026},
  institution = {NWPT},
  address     = {Coimbra, Portugal},
  url         = {https://www.nwpt.pt/en/research/},
  note        = {Coil-to-coil efficiency 97.18 percent is simulated. Not energised above 1 kW.}
}

cite.bib

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