@unpublished{upm56807,
            year = {2019},
            note = {Unpublished},
           title = {Mejora del c{\'a}lculo de las p{\'e}rdidas por el efecto proximidad en alta frecuencia para devanados de hilos de Litz},
           month = {September},
        abstract = {La transferencia de potencia inal{\'a}mbrica (en ingl{\'e}s, Wireless Power Transfer - WPT), debido a la creciente demanda de energ{\'i}a el{\'e}ctrica, es el m{\'e}todo que se est{\'a} imponiendo en la actualidad para aplicaciones en las que el uso de cables es peligroso o no es posible. Consiste en la transmisi{\'o}n de energ{\'i}a, sin cables o conductores el{\'e}ctricos, mediante la generaci{\'o}n de un campo magn{\'e}tico producido por una bobina primaria conectada a una fuente de potencia y que recibe otra bobina, que ser{\'i}a la receptora conectada a la carga. Esto se basa en la inducci{\'o}n entre las bobinas, en las que haciendo circular una intensidad por la bobina transmisora se induce una corriente en la bobina secundaria. El sector donde m{\'a}s se est{\'a} apostando por este tipo de transmisi{\'o}n es el de los veh{\'i}culos el{\'e}ctricos, sin embargo, estos veh{\'i}culos todav{\'i}a tienen los problemas de largos tiempos para cargarse, poca autonom{\'i}a y p{\'e}rdidas a la hora de transmitir la energ{\'i}a a las bater{\'i}as del coche. La eficiencia es el criterio principal a tener en cuenta en el dise{\~n}o de sistemas WPT y la alta frecuencia contribuye a reducir dicha eficiencia, por culpa de que se acent{\'u}an las p{\'e}rdidas de corriente alterna, con los efectos pelicular y proximidad, que adem{\'a}s provocan un aumento de la resistencia del devanado. Adem{\'a}s, las altas frecuencias dificultar{\'a}n la simulaci{\'o}n porque el mallado aumenta y su resoluci{\'o}n tarda m{\'a}s tiempo. Una posible soluci{\'o}n es utilizar bobinados de hilos de Litz para los sistemas WPT, que permiten mejorar algunos de estos problemas, pero a{\~n}aden otros, como se ver{\'a} en este Trabajo Fin de Grado. Entre los problemas que aparecen est{\'a} que las simulaciones de este tipo de conductores no son sencillas, ya que un conductor de Litz puede estar formado por cientos de hilos y las altas frecuencias dificultan la simulaci{\'o}n, porque se necesita un mallado muy refinado para poder captar correctamente la densidad de corriente por cada hilo. En este trabajo, la simulaci{\'o}n de los sistemas WPT es esencial para obtener las p{\'e}rdidas que se producen en los sistemas de transmisi{\'o}n inal{\'a}mbrica de una manera sencilla y segura, sin tener que construir el sistema. El programa de simulaci{\'o}n que se utiliza es Ansys Electronics, que utiliza M{\'e}todos de Elementos Finitos (FEM) para la resoluci{\'o}n de las simulaciones. La base del FEM es dividir el objeto que se simule en peque{\~n}as regiones finitas y operar en ellas las ecuaciones de Maxwell, imponiendo unas condiciones espec{\'i}ficas y consiguiendo una soluci{\'o}n {\'u}nica. Las regiones creadas son el mallado, que cuanto m{\'a}s refinado sea mejores resultados se obtendr{\'a}n, pero el tiempo que tarde el programa en resolver el problema ser{\'a} tambi{\'e}n mayor. Debido a la dificultad para simular este tipo de conductores, se realiza un proceso de homogenizaci{\'o}n para poder dise{\~n}ar el conductor como un elemento s{\'o}lido con una conductividad y permeabilidad homog{\'e}neas, que provocan que este conductor tenga la misma potencia activa y reactiva que el conductor original de hilo de Litz. Para conseguir esta homogeneizaci{\'o}n se parte de las ecuaciones basadas en funciones de Bessel ya existentes y que permiten calcular las p{\'e}rdidas por proximidad y por efecto pelicular; sin embargo, aunque las p{\'e}rdidas peliculares de las simulaciones a altas frecuencias y con varios conductores coinciden con los valores obtenidos por las ecuaciones te{\'o}ricas, las p{\'e}rdidas por proximidad obtenidas con las ecuaciones tienen un error con respecto a los valores obtenidos en la simulaci{\'o}n cuando lo que se simulan son varios conductores y a alta frecuencia. Este error, aunque peque{\~n}o, debe solucionarse porque ya con la propia homogeneizaci{\'o}n se comete tambi{\'e}n un error inevitable por el hecho de homogeneizar y tratar un conductor que no es s{\'o}lido como si lo fuera. Por estos motivos, mejorar el modelo te{\'o}rico, a partir de los resultados obtenidos de las simulaciones, es necesario y se consigue con una aplicaci{\'o}n de interpolaci{\'o}n de Matlab, Curve Fitting, con la que se obtiene una ecuaci{\'o}n que ser{\'a} parecida a la que ya existe, pero con unos nuevos par{\'a}metros que hacen que el modelo te{\'o}rico proporcione resultados m{\'a}s v{\'a}lidos. Por {\'u}ltimo, se han dise{\~n}ado algunos bobinados con diferentes hilos de Litz, para medir algunas de sus propiedades y comparar los resultados con la simulaci{\'o}n, pudiendo extraer as{\'i} conclusiones acerca de la validez de las simulaciones, la viabilidad del uso de este tipo de conductores y proponer posibles l{\'i}neas futuras en relaci{\'o}n con este proyecto.},
             url = {https://oa.upm.es/56807/},
        keywords = {Transferencia de potencia inal{\'a}mbrica, hilo de Litz, M{\'e}todos de Elementos Finitos, proceso de homogeneizaci{\'o}n, interpolaci{\'o}n},
          author = {Fern{\'a}ndez de Sevilla Gal{\'a}n, Javier}
}