Design and performance analysis of inductive and capacitive wireless power transfer systems for UAV applications
İHA uygulamalarında endüktif ve kapasitif kablosuz güç transfer sistemlerinin tasarımı ve performans analizi
- Tez No: 966868
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET ZAHİD EREL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Savunma ve Savunma Teknolojileri, Electrical and Electronics Engineering, Defense and Defense Technologies
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Ankara Yıldırım Beyazıt Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Savunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışması, yakın alan kablosuz güç transferi (WPT) teknolojilerinden iki temel ve yaygın olarak tercih edilen yöntemi (IPT ve CPT) karşılaştırmalı olarak analiz etmektedir. Araştırmanın odak noktası, bu teknolojilerin İHA platformlarına entegrasyonudur. Her iki sistem, benzer tasarım koşulları altında modellenmiş ve aynı simülasyon parametreleri kullanılarak analiz edilmiştir. Böylece, bu sistemlerin İHA uygulamalarındaki avantaj ve sınırlılıkları adil bir biçimde değerlendirilmiştir. İlk olarak, IPT sistemi için planar olan dairesel, dikdörtgen ve kare bobin tipleri tasarlanmış; tasarım verileri ve ferrit kullanımı temel alınarak performansları değerlendirilmiştir. IPT sistemi için Seri-Seri kompanzasyon topolojisi tercih edilmiştir. CPT sistemi ise dört plakalı bir kuplaj yapısı ve LC–LC kompanzasyon ile modellenmiştir. Her iki sistem, MATLAB/Simulink ortamında ortak bileşenler kullanılarak oluşturulan eşdeğer devrelerle simüle edilmiştir. Bu yaklaşım, karşılaştırmanın yalnızca teorik değil, aynı zamanda pratik tasarım koşullarını da yansıtmasını sağlamıştır. Simülasyon sonuçlarına göre, IPT sistemi ideal hizalanma durumunda %88'e varan verimlilik sunmaktadır. Ancak hizalama bozulduğunda sistem performansında önemli düşüşler gözlemlenmiştir. CPT sistemi ise maksimumda %81 ile daha düşük verimliliğe sahip olmasına rağmen, farklı hizalama koşullarında dahi performansını sabit tutarak daha dengeli ve dayanıklı bir yapı sergilemiştir. Ayrıca, CPT sistemi sekonder taraf ağırlığı ve toplam sistem maliyeti açısından belirgin avantajlar sunmaktadır. Sonuç olarak, bu tez, İHA uygulamaları için IPT ve CPT teknolojilerini kapsamlı bir biçimde karşılaştırmaktadır. Performans, maliyet, ağırlık ve hizalama toleransı gibi temel parametrelere dayalı olarak hangi sistemin hangi senaryolarda daha uygun olduğuna dair öneriler sunulmuştur. Bu çalışma, akademik araştırmalar ve mühendislik uygulamaları için karar vericilere yol gösterici bütüncül bir değerlendirme sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
This thesis presents a systematic comparison between two basic and most prefered near-field wireless power transfer (WPT) technologies (IPT and CPT). The research is focusing on these technologies' integration into UAV platforms. Both systems were modeled under similar design conditions and analyzed using the same simulation parameters, aiming to fairly assess the advantages and limitations of these systems in their integration with UAV platforms. First, planar circular, planar rectangular, and planar square coil types were designed for the IPT systems, and their performance was examined using these design data and the use of ferrite. A series-series compensation topology was chosen for the IPT system. The four-plate coupling structure used in the CPT system was selected and modeled with an LC-LC compensation topology. These systems were simulated using circuits built with common components in the MATLAB/Simulink environment. This approach allowed the comparison to be based not only on theoretical but also on practical design conditions. According to the simulation results, the IPT system offers efficiency up to 88% under ideal alignment. However, it was observed that misalignment caused significant degradation in system performance. In contrast, the CPT system, with its highest efficiency value of 81%, maintained its performance across various alignment distances, demonstrating a more balanced structure. Furthermore, the CPT system offers remarkable advantages in terms of secondary side weight and total system cost. In conclusion, this thesis presents a comprehensive comparison of IPT and CPT technologies for UAV applications. Inferences are drawn as to which system is more suitable for which scenarios, based on key parameters such as performance, weight, cost, and alignment tolerance. The research provides a comprehensive evaluation to guide decision-makers for academic studies and engineering applications.
Benzer Tezler
- Applications of artificial intelligence for the security of networks
Ağ güvenliği için yapay zeka uygulamalari
SELEN GEÇGEL ÇETİN
Doktora
İngilizce
2025
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜNEŞ ZEYNEP KARABULUT KURT
- Optimization of wireless power transfer by for electrical vehicles by using CPT and IPT composite equipments
Elektrikli araçlarda CPT ve IPT bileşik sisteminin kullanımı ile kablosuz enerji aktarımı optimizasyonu
NOOR QASIM ATIYAH ALSAEDI
Doktora
İngilizce
2025
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKarabük ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUHAMMET TAHİR GÜNEŞER
- İzmir'de bazı yolların kapatılarak yaya bölgeleri oluşturma da kent peyzajını geliştirme açısından yeniden planlanması üzerinde araştırmalar
Başlık çevirisi yok
BAHAR TÜRKYILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Şehircilik ve Bölge PlanlamaEge ÜniversitesiŞehir ve Bölge Planlama Ana Bilim Dalı
- Ağızlık açma mekanizmalarının tasarımı
Başlık çevirisi yok
RECEP EREN
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiUludağ ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HALİL R. ALPAY
- Sonbahar sera yetiştiriciliğine uygun hıyar çeşit seçimi
Selecting a cucumber variety suitable for glasshouse production in Autumn
MESUT OKTAY