Kablosuz Güç Aktarımında Kuplaj Katsayısının Analizi ve Frekans Ayrılmasına Etkisi

Yıl 2024, , 9 - 15, 30.06.2024

Beyza Aydoğan , Ali Bekir Yıldız

https://doi.org/10.53410/koufbd.1462178

Öz

Kablosuz Güç Aktarımı, kablo bağlantısı olmadan, herhangi bir kaynaktan herhangi bir yüke enerji aktarma yöntemidir. Kablosuz enerji transferi, birincil (primer) ve ikincil (sekonder) bobinler arasında hava boşluğu üzerinden elektrik iletimini mümkün kılar. Bobinler arasındaki mesafenin değişmesiyle kuplaj (bağlantı) katsayısı ve ortak endüktans gibi verimi doğrudan etkileyen parametreler de değişiklik göstermektedir. Bu makalede kuplaj katsayısının kablosuz güç aktarımı sistemine etkisi araştırılmıştır. Bobinler arası mesafe değiştirilerek kuplaj katsayının değişimi ve sistemin verimine etkisi irdelenmiştir. Bobinler arası mesafenin artttırılması sonucu kuplaj katsayısının ve sistemin veriminin azaldığı görülmüştür. Ayrıca, kuplaj katsayısının değişiminin neden olduğu frekans ayrılması incelenmiştir. Sistemin aşırı (sıkı) ve zayıf (seyrek) kublajlı bölgedeki maksimum verim noktaları grafiklerle açıklanmıştır.

Anahtar Kelimeler

Kablosuz Güç Aktarımı, Bobin Tasarımı, Kuplaj Katsayısı, Frekans Ayrılması

Kaynakça

• [1] Lee, SH., Lorenz, RD., 2011. Development and validation of model for 95%-efficiency 220-W wireless power transfer over a 30-cm air gap. IEEE Transactions on Industry Applications, 47(6), 2495-2504.
• [2] Aydın, E., Pashaei A., Yıldırız E., Aydemir MT., 2018. Elektrikli araçlar için 2.2 kW gücünde bir kablosuz güç aktarım sisteminin tasarımı, Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 30(3) 1-6.
• [3] Fincan, B., 2015. Elektrikli araçlar için kablosuz şarj cihazı tasarımı, Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
• [4] Kızıldağ, U., 2021. Elektrikli Araçlarda Kablosuz Şarj Devrelerinin İncelenmesi ve Modellenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Kahramanmaraş Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Kahramanmaraş.
• [5] Fincan B., 2015. Elektrikli Araçlar İçin Kablosuz Şarj Cihazı Tasarımı, Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
• [6] Khan, S.R., Pavulari, S.K., Cummins, G., Desmullies, M.P.Y., 2020. Wireless Power Transfer Techniques for Implantable Medical Devices, National Library of Medicine
• [7] Avan, O., 2017. Wireless Power Transfer with Bidirectional Telemetry for Active Implantable Medical Devices, MSc. Thesis, METU
• [8] Boztepe, M., Ünal, H., Tezcan Y., 2022. Endüktif Kuplajlı Kablosuz Güç Aktarımı Sistemlerinin Analizi ve Tasarımı, Yüksek Lisans Tezi, Ege Üniversitesi Elektrik Elektronik Mühendisliği Bölümü, İzmir.
• [9] Kaplan O., 2020. Manyetik Rezonans Kuplajlı Kablosuz Enerji Transfer Sistemi için Empedans Analizi ve Değişken Kapasite Dizisi Uygulaması. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, Part C, 8(4), 1005-1020.
• [10] Erol, M., Ateş, K., Özen, Ş., 2023. Elektrikli Araçlarda Kablosuz Güç Transferi Sistem Tasarımı ve Elektromanyetik Alan Maruziyetinin Değerlendirilmesi, Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 6(1), 605-618.
• [11] Lee, H.C., Jung, G., Hosani, A.K., Song, B., Seo, D., Cho, D., 2020. Wireless Power Transfer System for an Autonomous Electric Vehicle, IEEE Wireless Power Transfer Conference (WPTC)
• [12] Ağçal, A., Doğan, T.H., 2021. 1kW gücünde kablosuz enerji transfer sistemi tasarımı ve insan sağlığına etkileri. Mühendislik Bilimleri ve Tasarım Dergisi, 9(3), 856-865.
• [13] Arslan, E., Özüpak, Y., 2021. Kablosuz Güç Transferi İçin Q Faktörü Etkisinin Simülasyonla Analizi, NÖHÜ Müh. Bilim Dergisi, 11(2).
• [14] Sampath, J.P.K., Alphones, A., and Shimasaki, H., 2016. Coil design guidelines for high efficiency of wireless power transfer (WPT), 2016 IEEE Region 10 Conference (TENCON), Singapore.
• [15] Kaplan O., 2019. Kablosuz güç aktarımı için karşılıklı endüktans hesaplama aracının geliştirilmesi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji, 7(1), 37-48.
• [16] Tel Ö., Kuşdoğan Ş., 2019. Elektrikli araçların kablosuz güç iletimi ile şarj edilmesi, Kocaeli Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 2(1), 15-26.
• [17] Özder Ö., 2020. Kablosuz güç transferinde kullanılan bobbin yapılarının incelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Balıkesir Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü
• [18] Özdemir C., 2017. Kablosuz Güç Aktarım Sistemlerinde Maksimum Güç Aktarımı İçin Bir Adaptif Frekans Kontrol Sistemi Tasarlanması ve Gerçeklenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Düzce Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü.
• [19] Abdelatty, O., Wang, X. and Mortazawi, A., 2019. Position-Insensitive Wireless Power Transfer Based on Nonlinear Resonant Circuits, IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques.
• [20] Chai, R., and Mortazawi, A., 2020. A Coupling Factor Independent Wireless Power Transfer System Employing Two Nonlinear Circuits, IEEE/MTT-S International Microwave Symposium (IMS), Los Angeles
• [21] Bicakcı, S., Sis S.A., 2017. Rf Uygulamalarda Genel Amaçlı Tınlama Frekansı Takip Edici Sistem Tasarımı, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C, 5(2).
• [22] Çelik M., Abut N., 2022. Elektrikli Araçlar için Kablosuz Şarj Sistemi Simülasyonu, ELECO 2022, Bursa.