Manyetik Rezonansa Dayalı Kablosuz Enerji Transferi İçin Yeni Bir Nüve Geometrisi

Abstract

Kablosuz Enerji Transferi (KET) uygulamalarında en önemli hedef, verimli bir enerji transferi sağlamaktır. KET 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 en çok tercih edilen KET yöntemidir. Manyetik rezonansa dayalı KET sistemlerinde, sistem verimini artırmak için yüksek verimli bir KET transformatörü kullanılmalıdır. Bu çalışmada manyetik rezonansa dayalı bir KET 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, KET transformatörü simülasyon devresi üzerinden yüklenmiş ve % 97 verim ile elektrik enerjisi transferi gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlar D-DP ferrit nüve yapısının KET transformatörü uygulamalarında başarı ile kullanılabileceğini göstermiştir.