İnsansız hava araçlarının kablosuz şarjı için katlanabilir bobin tasarımı
Foldable coil design for wireless charging of unmanned aerial vehicles
- Tez No: 921080
- Danışmanlar: DR. ALİ AĞÇAL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilim ve Teknoloji, Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Süleyman Demirel Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışmasında, insansız hava araçları (İHA) kablosuz şarjı için iki farklı bobin tasarımı yapılmıştır. İHA'lar uzun süreli çalışması gereken uygulamalarda, batarya kapasitesinin düşük olması nedeniyle bataryalarının bir insan tarafından sürekli olarak değiştirilmesi gerekmektedir. Kablosuz güç aktarımı (KGA) ile bu sorun ortadan kalkmaktadır. Kablosuz şarj kullanılarak güvenilir, etkili ve otonom bir çözüm sunulabilmektedir. İHA'ların yakın mesafeden kablosuz şarjı için en uygun teknik endüktif güç aktarım (EGA) tekniğidir. Bu tezde, İHA'ların kablosuz olarak şarj edilmesi için sabit düzlemsel ve katlanabilir DDD bobin tasarımları olarak iki farklı bobin tasarımı yapılmıştır. DDD bobin tasarımında EGA, İHA bacakları ve şarj istasyonu üzerine yerleştirilen alıcı ve verici bobinler ile sağlanmaktadır. Alıcı bobinler, İHA üzerinde dengesizlik ve ağırlık yaratmamak için İHA'nın her iki ayağına hafif ve dengeli bir şekilde yerleştirilmektedir. Tasarım iki adet dikey alıcı bobinden ve yere yerleştirilen 3 adet yatay verici bobinden oluşmaktadır. Katlanabilir bobin tasarımında farklı olarak iki hareketli kenar sargısı ve sabit bir orta sargısı olan üç dikdörtgen düzlemsel spiral bobin yer almaktadır. Vericinin katlanır sargıları, iniş sırasında İHA'nın hizalanmama toleransı en düşük olan eksenini de hizalamayı sağlamaktadır ve böylelikle manyetik kuplajı arttırmaktadır. İHA'nın katlanabilir kablosuz şarj sistemi, 138,1 kHz frekansında 100 W çıkış gücü için tasarlanmıştır. Katlanabilir bobin tasarımının deneysel ölçümlerinde, hizalanmış durumda %97,66 verimliliğe kadar ulaşılmıştır. İki tasarımında ayrı ayrı düşey eksendeki yanlış hizalama toleransları incelenmiştir. Katlanır tasarım ile 10 cm'ye kadar dikey yanlış hizalanması için %85,48'in üzerinde verimlilik elde edilmiştir. Ayrıca tasarımların manyetik akı yoğunluğu dağılımı incelenerek manyetik saçılım analiz edilmiştir.
Özet (Çeviri)
In this thesis, two different coil designs were developed for the wireless charging of unmanned aerial vehicles (UAVs). In applications requiring long operational durations, UAVs face challenges due to limited battery capacity, necessitating frequent manual battery replacements. Wireless power transfer (WPT) offers a solution to this issue, enabling reliable, efficient, and autonomous charging through wireless methods. The most suitable technique for short-range wireless charging of UAVs is inductive power transfer (IPT). This study proposes two distinct coil designs for the wireless charging of UAVs: a fixed planar design and a foldable Double D Double D (DDD) coil design. In the DDD coil design, IPT is achieved using receiver and transmitter coils positioned on the UAV's legs and the charging station, respectively. To avoid instability and additional weight, the receiver coils are lightweight and symmetrically integrated into both legs of the UAV. The design comprises two vertical receiver coils and three horizontal transmitter coils placed on the ground. In contrast, the foldable coil design incorporates three rectangular planar spiral coils: two movable edge windings and one fixed central winding. The foldable transmitter windings enhance alignment along the axis with the lowest alignment tolerance during landing, thereby improving magnetic coupling. The foldable wireless charging system for UAVs is designed to operate at a frequency of 138.1 kHz, delivering an output power of 100 W. Experimental measurements of the foldable coil design demonstrated an efficiency of up to 97.66% in aligned conditions. The vertical misalignment tolerances of both designs were independently analyzed. The foldable design achieved an efficiency greater than 85.48% for vertical misalignments up to 10 cm. Additionally, the magnetic flux density distribution of the designs was evaluated to analyze magnetic leakage.
Benzer Tezler
- Die Sprache und der Sprachstil Arno Schmidt's in:“Die Gelehrtenrepublik”
Başlık çevirisi yok
ZİHNİ TUNCER
- Streptozotosin ile deneysel diabet oluşturulan hayvanlarda bazı kan parametrelerinin incelenmesi
Başlık çevirisi yok
BELKİS ÜNVER
- Wolfgang Borcherts Stellungnahme zum Krieg in seinen Kurzgeschichten ab 1945
Başlık çevirisi yok
ZEKİ KARAKAYA
- Endüstri meslek lisesi müdürlerinin yeterlikleri
Başlık çevirisi yok
MUSA GÜRSEL
Doktora
Türkçe
1989
Eğitim ve ÖğretimSelçuk ÜniversitesiEğitim Bilimleri Ana Bilim Dalı
PROF.DR. NİYAZİ KARASAR
