Elektrikli araçlar için endüktif kuplaj yöntemiyle kablosuz güç aktarımının gerçeklenmesi
Implementation of inductive coupled wireless power transfer method for electric vehicles
Yazar: ABDULLAH ALPER ORAZ
Danışman: DOÇ. DR. ALKAN ALKAYA
Mersin Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Elektrikli araçlar (EA) ve Hibrid elektrikli araçlar (HEA) küresel ısınma, sera gazı emisyonları ve yükselen petrol fiyatları nedeniyle hızlı bir şekilde geliştirilmekte ve piyasaya sürülmektedir. Ancak pillerde temiz ve güvenilir pil dolumu ile ilgili birçok problemle karşı karşıyadır. Bu nedenle son yıllarda EA'larda ve HEA'larda kullanılan pillerin şarj yöntemlerinin geliştirilmesinde önemli araştırmalar yapılmıştır. Pil şarj yöntemlerinin en çekici araştırma konularından biri temassız güç transferidir. Temassız güç transferi (TGT) temel olarak şu dört
yöntemden oluşur; Mikrodalga güç transferi (MGT), endüktif güç transferi (EGT), endüktif kuplajlı güç transferi (EKGT) ve lazer güç transferi (LGT). Bu çalışma, EKGT sisteminin rezonans frekansındaki, farklı mesafe ve çıkış yükü içindeki verimliliğine odaklanarak EKGT sisteminin eşdeğer devre analiz ve deneysel karşılaştırmasını içermektedir. Ayrıca bu çalışmada, SS(seriseri) kompanze edilmiş 30kHz ile sürülen devre ile 0mm-100mm aralığında farklı mesafelerde güç aktarımı deneysel olarak gerçekleştirilmiştir. Deneysel düzeneğin akım, voltaj ve güç verileri gerçek zamanlı olarak alınıp kaydedilmiştir. Deneysel düzenek farklı tipte 2 yük altında test edilmiştir. Bunların yanında bu çalışmada, farklı topolojilerdeki EKGT sistemlerinin eşdeğer devreleri Matlab'ta matematiksel olarak modellenip sargılar arasındaki değişken mesafeye göre giriş gücü, çıkış gücü ve verim grafikleri elde edilmiştir. Bu çalışmada son olarak farklı yüklerle yapılan deneysel sonuçlar ve simülasyon sonuçları karşılaştırılıp yorumlanmıştır.

Abstract:
Electric vehicles (EVs) and Hybrid electric vehicles (HEVs) are developed and commercialized rapidly due to global warming, greenhouse gas emissions and rising oil prices. But, batteries have faced many problems with clean and reliable battery-charging. Therefore substantial researches have been pursued in the development of charging methods of batteries used in EVs and HEVs in the last decades. Contact-less power transfer (CPT) is one of the most
attractive research subjects of battery-charging methods. CPT is divided basically into four methods; Microwave power transfer (MPT), inductive power transfer (IPT), inductive coupled power transfer (ICPT) and laser power transfer (LPT). This study includes equivalent circuit analysis and experimental comparison of ICPT system by focusing on efficiency of ICPT system at resonance frequency, within different distance and output load. In addition, this study has been experimentally carried out the power transfer at different distances between 0mm100mm
with 30kHz SS(series-series) compensated system. The exprimental ICPT system was tested under 2 different types of loads. Also equivalent circuit in different topologies of the exprimental ICPT system are modeled at Matlab. Output power, input power and efficiency of power graphics are obtained according to variable distance between the coils. Finally in this study, simulation and experimental results were compared.