Manyetik Rezonansa Dayalı Kablosuz Güç Transferi İçin Yeni Bir Nüve Geometrisi

Abstract

Kablosuz Güç Transferi (KGT) uygulamalarında en önemli hedef, verimli bir enerji transferi sağlamaktır. KGT günümüzde cep telefonu şarjı, elektrikli araç şarjı, aydınlatma, kontrol vb. birçok alanda uygulanmaktadır. Yüksek verimi, çevresel olumsuz etkilerinin az olması gibi avantajlarından dolayı, manyetik rezonans yöntemi kısa hava aralıklı mesafelerde KGT için en çok tercih edilen yöntemdir. Manyetik rezonansa dayalı KGT sistemlerinde, sistem verimini artırmak için yüksek verimli bir KGT transformatörü kullanılmalıdır. Bu çalışmada manyetik rezonansa dayalı bir KGT sisteminin tasarımı yapılmıştır. Bu amaçla öncelikle hibrit (hava-ferrit) nüveli özgün bir transformatör tasarlanmıştır. Transformatörün Dairesel-Dilimli Parçalı(D-DP) ferrit nüve yapısı ilk defa bu çalışmada kullanılmıştır. Transformatörün sargıları litz iletken olarak tasarlanmıştır. Transformatörde kaçak akıları en aza indirmek amacıyla sargıların dış yüzeylerine alüminyum levhalar kullanılarak manyetik akı sargılar arasında kalmaya zorlanmıştır. Tasarlanan transformatörün sonlu elemanlar yöntemi ile manyetik analizleri yapılmış ve sonuçları nümerik hesaplarla doğrulanmıştır. Manyetik analiz sonuçları kullanılarak, KGT transformatörü benzetim devresi üzerinden yüklenmiş ve 5 cm’lik bir hava aralığında % 97 verim ile güç transferi gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlar D-DP ferrit nüve yapısının KGT transformatörü uygulamalarında başarı ile kullanılabileceğini göstermiştir.