Kablosuz Enerji Transferinde Farklı Nüve Yapılarının Verim Ve Hava Aralığına Etkilerinin Bir Uygulama İle Analizi
Tez Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Elektrik Elektronik Mühendisliği, Türkiye
Tez Danışmanı: Selin Özçıra Özkılıç
Tezin Onay Tarihi: 2025
Tezin Dili: Türkçe
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:
Kablosuz enerji transferi (KET) sistemleri, son yıllarda giderek artan bir ilgi görmektedir. Geleneksel kablolu şarj sistemlerine kıyasla, KET temassız enerji iletimi sağlamasıyla güvenlik, kullanım kolaylığı, düşük bakım maliyeti ve hareket halindeyken şarj imkânı gibi önemli avantajlar sunmaktadır. Bu sistemlerde enerji, birincil kaynaktan ikincil kaynağa manyetik endüksiyon yöntemiyle aktarılmaktadır.
Bu çalışma, yüksek verimli bir KET sistemi tasarlamak ve uygulamaya geçirmek amacıyla gerçekleştirilmiştir. Tasarım sürecinde, yüksek kuplaj katsayısı ve kalite faktörüne sahip bir sistem geliştirilmiş, devre parametrelerinin hesaplanması ve analiz edilmesi amacıyla Matlab App Designer kullanılarak bir arayüz programı tasarlanmıştır. Bu yazılım, dört farklı topolojiyi karşılaştırma ve değişkenlerin grafiksel analizini gerçekleştirme yeteneğine sahiptir. Ayrıca, Excel verilerini okuyarak grafik oluşturan bağımsız bir yazılım geliştirilmiştir.
Çalışmada, sistemin endüktans, kapasite ve frekans değerleri hesaplanmış; bobin yapısının fiziksel özellikleri titizlikle belirlenmiştir. Simülasyonlar AnSYS Maxwell Transient, Matlab Simulink ve PSIM gibi ileri düzey yazılım araçlarıyla gerçekleştirilmiş; farklı değişkenlerin bobin yapısına etkileri detaylı şekilde analiz edilmiştir. Uygulama sürecinde, dört farklı hava aralığı ve 50 kHz ile 100 kHz arasındaki 21 farklı frekans değerinde deneyler yapılmıştır. Nüvesiz, nüveli ve nüve+alüminyum levhalı yapıların performansları karşılaştırılmıştır.
Bu çalışma, KET sistemleri üzerine araştırma yapmak isteyen akademisyenler ve mühendisler için kapsamlı bir rehber niteliği taşımaktadır. Farklı bobin yapıları ve devre parametrelerinin performans üzerindeki etkileri detaylı bir şekilde incelenmiş; yüksek verimli bir KET sisteminin tasarımı ve uygulaması için yol gösterici bilgiler sunulmuştur.