Sistema de mapeamento de indução magnética aplicado a fitas supercondutoras

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MetadadosDescriçãoIdioma
Autor(es): dc.contributorMartins, Flavio Goulart dos Reis-
Autor(es): dc.contributorSass, Felipe-
Autor(es): dc.contributorSotelo, Guilherme Gonçalves-
Autor(es): dc.contributorSantos, Gabriel dos-
Autor(es): dc.creatorPaschoarelli, Miguel Albrecht-
Data de aceite: dc.date.accessioned2024-07-11T17:34:03Z-
Data de disponibilização: dc.date.available2024-07-11T17:34:03Z-
Data de envio: dc.date.issued2021-09-13-
Data de envio: dc.date.issued2021-09-13-
Data de envio: dc.date.issued2020-
Fonte completa do material: dc.identifierhttps://app.uff.br/riuff/handle/1/23190-
Fonte: dc.identifier.urihttp://educapes.capes.gov.br/handle/capes/752917-
Descrição: dc.descriptionA supercondutividade e suas aplicações é um dos campos mais ativos na pesquisa científica e tecnoló- gica moderna devido às suas propriedades físicas únicas. As fitas supercondutoras de segunda geração (2G), compostas por óxido de terras raras, bário e cobre, RE-Ba-Cu-O, em que RE significa terra rara (Rare Earth), são fios em formato de fita capazes de transportar altas densidades de corrente elétrica e são aplicadas em diversos projetos de equipamentos elétricos, como em bobinas de geradores eólicos e limitadores de corrente de curto-circuito. Dentre as possíveis vantagens da utilização desta tecnologia tem-se a melhoria da qualidade da energia, maior confiabilidade e segurança da rede elétrica como também o aumento da capacidade de transmissão e a redução das perdas de energia. As fitas supercondutoras são capazes de transportar elevados valores de corrente quando resfriadas com nitrogênio líquido em temperaturas criogênicas, próximas a 77 K. Neste trabalho, apresenta-se um sistema automatizado de medição de densidade de fluxo magnético desenvolvido para realizar o mapeamento do campo magnético de fitas supercondutoras de segunda geração de YBCO. São realizados experimentos em que a mapeadora de fluxo magnético mede por meio de um sensor de campo de efeito Hall a densidade de fluxo magnético gerada pela corrente elétrica que flui em uma fita supercondutora. O experimento consiste em alimentar uma fita supercondutora com uma fonte de corrente e realizar medições para 50 A, 100 A, 200 A e 300 A. O sistema de mapeamento consiste na coordenação entre os sistemas necessários para movimentação e para medição do sensor Hall. Os motores de passo do sistema de movimentação são acionados pelos seus respectivos controladores e o sistema de medição obtém os dados por meio de um conversor analógico digital. Ambos recebem comandos e são controlados pela interface do programa em LabVIEW responsável pelo controle e aquisição de dados. O presente trabalho é continuidade de um esforço de pesquisa realizado no NITEE da UFF e entrega várias melhorias aqui desenvolvidas que trazem resultados promissores na confiabilidade do sinal medido. O tratamento e processamento de sinais aqui propostos foram cruciais para a melhora de qualidade nas medidas experimentais. Além disso o presente trabalho entrega uma estrutura reformada e mais robusta. Simulações desenvolvidas em COMSOL Multiphysics por métodos de elementos finitos utilizando a Formulação T-A são utilizadas para comparar com os resultados experimentais da distribuição da densidade de fluxo magnético ao longo de uma fita 2G dos ensaios realizados.-
Descrição: dc.descriptionSuperconductivity and its applications is one of the most active fields in modern scientific and technological research due to its unique physical properties. Second generation superconducting tapes, composed of rare earth oxide, barium and copper (RE-Ba-Cu-O) are ribbon-shaped wires capable of carrying high electrical current densities and are applied in several electrical equipment projects, such as superconducting wind generator coils and superconducting short-circuit current limiters. Among the possible advantages of using this technology, there is an improvement in energy quality, greater reliability and safety of the electrical network, as well as an increase in transmission capacity and a reduction in energy losses. In this work, an automated magnetic flux density measurement system developed to map the magnetic field of second generation superconducting tapes of is presented. The superconducting tapes are capable of carrying high current values when cooled with liquid nitrogen at cryogenic temperatures, close to 77 K. In the performed experiments, the magnetic flux mapper measures using a Hall effect sensor the magnetic flux density generated by the electric current flowing in a superconducting tape. The superconducting tape is fed by a controlled current source that increases the value of the applied electrical current while making measurements to 50 A, 100 A, 200 A and 300 A. The system is the coordination between the movement and the measurement of the Hall sensor. The stepper motors are driven by a controller and the measurement system acquires the data through an analog to digital converter. Both receive instructions and are controlled by the program interface in LabVIEW responsible for controlling and acquiring data. The present work is a continuation of a research effort carried out in NITEE in UFF and delivers several improvements here developed that bring promising results in the reliability of the measured signal. The treatment and processing of signals proposed here were crucial for the improvement of quality in experimental measurements. In addition, the present work delivers a reformed and more robust structure. Simulations developed in COMSOL Multiphysics by finite element computational methods using T-A Formulation are used to compare with the experimental results of the distribution of the magnetic flux density along a 2G HTS tape of the tests performed.-
Formato: dc.formatapplication/pdf-
Idioma: dc.languagept_BR-
Direitos: dc.rightsOpen Access-
Direitos: dc.rightsCC-BY-SA-
Palavras-chave: dc.subjectMapeamento de densidade de fluxo magnético-
Palavras-chave: dc.subjectFita supercondutora de segunda geração-
Palavras-chave: dc.subjectFIltro digital-
Palavras-chave: dc.subjectProcessamento de sinais-
Palavras-chave: dc.subjectModelagem computacional-
Palavras-chave: dc.subjectMétodo de elementos finitos-
Palavras-chave: dc.subjectFormulação T-A-
Palavras-chave: dc.subjectSensor hall-
Palavras-chave: dc.subjectEngenharia elétrica-
Palavras-chave: dc.subjectFita magnética-
Palavras-chave: dc.subjectProcessamento de sinais-
Palavras-chave: dc.subjectMagnetic flux density mapping-
Palavras-chave: dc.subjectMagnetic field-
Palavras-chave: dc.subjectSecond generation high temperature superconducting tape-
Palavras-chave: dc.subjectDigital filter-
Palavras-chave: dc.subjectSignal processing-
Palavras-chave: dc.subjectComputacional modeling-
Palavras-chave: dc.subjectFinite element method-
Palavras-chave: dc.subjectT-A Formulation-
Palavras-chave: dc.subjectHall sensor-
Título: dc.titleSistema de mapeamento de indução magnética aplicado a fitas supercondutoras-
Tipo de arquivo: dc.typeTrabalho de conclusão de curso-
Aparece nas coleções:Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense - RiUFF

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