Kablosuz enerji transferinde farklı nüve yapılarının verim ve hava aralığına etkilerinin bir uygulama ile analizi
An application-based analysis of the effects of different core structures on efficiency and air gap in wireless power transfer
- Tez No: 983656
- Danışmanlar: DOÇ. DR. SELİN ÖZÇIRA ÖZKILIÇ, DOÇ. DR. ALİ AĞÇAL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektrik Makinaları ve Güç Elektroniği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
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, farklı gerilim değerleri, dört farklı hava aralığı ve 50 kHz ile 100 kHz arasındaki 21 farklı frekans değerinde deneyler yapılmıştır. Nüvesiz, nüveli ve nüve ile alüminyum levhalı yapıların performansları karşılaştırılmıştır. Bu çalışma, KET sistemleri üzerine araştırma yapmak isteyen akademisyenler ve mühendisler için kapsamlı bir rehber niteliği taşımaktadır. Farklı nüve yapıları ve devre parametrelerinin performans üzerindeki etkileri detaylı bir şekilde incelenmiş; yüksek verimli bir KET sisteminin tasarımı ve uygulaması için yol gösterici bilgiler sunulmuştur.
Özet (Çeviri)
Wireless energy transfer (WPT) systems have garnered increasing interest in recent years. Compared to traditional wired charging systems, WPT offers significant advantages, such as safety, ease of use, low maintenance costs, and the ability to charge while in motion, thanks to its contactless energy transmission. In these systems, energy is transferred from the primary source to the secondary source via magnetic induction. This study was conducted to design and implement a high-efficiency WPT system. During the design process, a system with high coupling coefficient and quality factor was developed. Additionally, an interface program was created using Matlab App Designer to calculate and analyze circuit parameters. This software is capable of comparing four different topologies and graphically analyzing variables. Furthermore, a standalone software was developed to generate graphs by reading data from Excel files. In the study, the inductance, capacitance, and frequency values of the system were calculated, and the physical properties of the coil structure were meticulously determined. Simulations were performed using advanced software tools such as AnSYS Maxwell Transient, Matlab Simulink, and PSIM, and the effects of various parameters on the coil structure were analyzed in detail. During the experimental process, tests were conducted at various voltage levels, four different air gaps, and 21 different frequency values ranging from 50 kHz to 100 kHz. The performance of coreless, cored, and core and aluminum plate structures was compared. This study serves as a comprehensive guide for academics and engineers interested in researching WPT systems. The effects of different core structures and circuit parameters on performance were thoroughly examined, providing guiding insights for the design and implementation of a high-efficiency WPT system.
Benzer Tezler
- Design and analysis of optical wireless communication systems under energy constraints
Optik kablosuz iletişim sistemlerinin enerji kısıtları altında tasarım ve analizi
KHADIJEH ALI MAHMOODI
Doktora
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiÖzyeğin ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT UYSAL
- Kablosuz enerji transferinde farklı hava aralıkları ve karakteristik empedanslara göre verim analizi
Examination and analysis of efficiency for air gap and characteristic impedance in wireless energy transfer
ALİ AĞÇAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NUR BEKİROĞLU
- IOT teknolojisi için kablosuz güç transferi ve uygulamaları
Wireless power transfer and applications for IOT technology
AYŞE İNCESU DOKUMACI
Doktora
Türkçe
2025
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİskenderun Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUHARREM KARAASLAN
DR. ÖĞR. ÜYESİ VEDAT ÖZKANER
- Kablosuz enerji transferinde kullanılan düzlemsel spiral kare, dikdörtgen ve DD bobinlerin öz endüktans hesabı
Self-inductance calculation of planar spiral square, rectangular and DD coils used in wireless energy transfer
RAMAZAN ÇETİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ALİ AĞÇAL
- Kablosuz enerji transferi sisteminin modellenmesi
Modeling of wireless energy transfer system
MUSTAFA ÖZSOY
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiTokat Gaziosmanpaşa ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ZAFER DOĞAN
PROF. DR. İRES İSKENDER