Elektrikli Araçların Kablosuz Şarj Edilmelerinde Kullanılmak Üzere, Manyetik Kuplaj Temelli Kablosuz Güç Transfer Sistemleri İçin Endüktif Çevrimlerin (Loops) Geliştirilmesi

Abstract

Manyetik kuplaj temelli sistemlerde en önemli bilesenlerden birisi endüktif çevrimlerdir. Çevrimlerin düsük elektriksel kayıplar ve yüksek karsılıklı endüktans degeri sergilemesi çevrim tasarımında istenilen özelliklerdendir. Bunun dısında, elektrikli araçlar için kullanılacak çevrimlerin tasarımında dikkat edilmesi gereken asagıda verilen farklı hususlarda vardır: ? çevrimler arası kuplajlanma seviyesinin ya da diger bir ifadeyle karsılıklı endüktans degerinin hizalanmadaki bozulmalarından asgari sekilde etkilenmesi önemlidir. Aksi takdirde sarj edilecek aracın park esnasında park noktasındaki verici çevrime göre hizalanmasındaki bozulmalar güç transfer verimliligini düsürmektedir. ? Güç transfer verimliliginin belli mesafeye kadar mesafe degisiminden bagımsız olmalıdır. Çünkü, farklı taban yüksekliklerine sahip araçların aynı verici çevrimden sarj edilmeleri durumunda, güç transfer verimliliklerinin aynı olması istenilen bir durumdur. Bu baglamda çevrimler mesafeden bagımsız sistemlerin gereksinimlerine uygun tasarlanmalıdır. Bu projede üç farklı türde çevrim tasarımı yapılmıstır. Ilki çok sargılı ve 25 cm yarı çapında çembersel çevrimlerdir. Çembersel çevrimler için, bu çevrimlerin karsılıklı endüktans, endüktans ve kayıp dirençleri gibi parametrelerini veren analitik ifadeler ve güç transfer sistemi için kullanılan lumped devre modeli kullanılarak bir tasarım yöntemi gelistirilmistir. Tasarımı yapılan ikinci tür çevrimler ise dikdörtgensel çevrimlerdir. Hem tek sargılı hem de çok sargılı versiyonları üretilmis ve ölçümleri yapılmıstır. Bu çevrimlerde çevrim büyüklügünün artırılması çevrimlerin karsılıklı endüktans degerinin mesafeye göre ve hizalanmadaki bozulmaya göre degisimini nasıl etkiledigi analiz edilmistir. Tasarımı yapılan son ve üçüncü tür çevrim ise, son zamanlarda özellikle elektrikli araç sarj sistemleri için önerilmis ve manyetik kuplaj seviyesinin yataydaki hizalanmada meydana gelen bozulmaya karsın degisimini azaltan Çift-D (Double-D ya da kısaca DD) çevrimleridir. DD tip çevrimlerde manyetik alanın yataydaki dagılımı daha genis oldugu için çevrimler arası kuplajlanma hizalanmadaki bozulmadan daha az etkilenmektedir. Bu da araç park ettiginde park alanında iyi hizalanamasa dahi, güç transfer verimliliginin düsmesine belli ölçüde mani olacaktır. Her iki D seklindeki çevrim elektriksel olarak birbirleriyle