Kablosuz güç transferinin küçük ev aletlerine uygulanması
Application of wireless power transfer for small home appliances
Yazar: CANBERK SEZER
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ NİHAN ALTINTAŞ
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik Makineleri Ana Bilim Dalı / Elektrik Makinaları ve Güç Elektroniği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Benzetim = Simulation ; Güç transformatörü = Power transformer ; Küçük ev aletleri = Minor household appliances ; Modelleme = Modelling ; İndüksiyon = Induction

Özet:
Günümüzde gelişen teknoloji ile birlikte günlük hayatımızda farklılıklar yaşamaktayız. Bu değişimlerin temeli insan yaşantısını kolaylaştırmak ve daha güvenli hale getirmektir. Bu çalışmaların elektrik ile kesiştiği noktada kablosuz güç transferi konusu da bulunmaktadır. Otomotiv sektörü, sağlık sektörü gibi alanlarla birlikte kullanıcı elektroniği olan cep telefonlarında da bu teknoloji yer edinmektedir. Bu değişim ile birlikte kullanıcı kullanım kolaylığı bakışaçısı daha ilerilere taşınmaktadır. Tüm bunlarla birlikte kablosuz güç transferi sisteminin getirdiği diğer bir olumlu etki, sistemin daha güvenilir çalışmasıdır. Herhangi bir elektriksel kontak bulunmayan bu sistemler sayesinde nem, sıvı teması gibi kulllanıcıyı tedirgin edebilecek etkenlere karşı dayanım arttırılmaktadır. Bu gelişmeler ile birlikte bahsedilen kablosuz güç transferi sisteminin günlük hayatta oldukça sık karşılaştığımız küçük ev aletleri ile buluşturulması anlatılan bu gelişmeleri destekleyecek yönde bir girişimdir.
Yapılan bu tez çalışmasında küçük ev aletlerinin genel yapısı incelenip test edildikten sonra kablosuz güç transferine uygun hale getirilebilmeleri için uyumlaştırma çalışmaları yapılmıştır. Ayrıca küçük ev aletleri ile uyumlu çalışabilecek güç aktarım kartı tasarımı yapılmıştır. Tasarlanan kablosuz güç transferi sisteminin sistem modellemesi yapılarak kapalı çevrim simüle edilmiştir. Bobin manyetik analizi, elektriksel devre simülasyonları birleştirilerek ortak çalışma gerçekleştirilmiştir. Tasarım gerçeklenerek laboratuvar ortamında testleri yapılmış ve sonuçları simülasyon sonuçları ile karşılaştırılmalı olarak sunulmuştur.
Sonuç olarak halihazırda kullanmaya devam edilen küçük ev aletleri için yapılabilecek uyumlaştırma devreleri ile önerilen sistemle uyumlu bir çalışma sağlanabilmektedir. Ayrıca önerilen bu sistemin geleceğe yönelik indüksiyonlu ocaklarla kullanımı mümkündür. Hatta bu ocakların mutfak tezgahı altına yerleştirilmesiyle tezgah üstü kullanım gibi daha yenilikçi ve kullanım kolaylığı sunan tasarımlara temel oluşturabilir.

Abstract:
Today, people experience differences in their daily lives with the developing technology. The basis of these changes is to make human life easier and safer. At the intersection of these studies with electricity, there is also the issue of wireless power transfer. In addition to areas such as the automotive sector and the health sector, this technology also takes place in mobile phones with user electronics. With this change, the user-friendliness perspective is moved further. Along with all this, another positive effect brought by the wireless power transfer system is the more reliable operation of the system. Thanks to these systems, which do not have any electrical contacts, resistance to factors such as moisture and liquid contact that may disturb the user is increased. Along with these developments, combining the mentioned wireless power transfer system with small household appliances that people frequently encounter in daily life is an attempt to support these developments.
In this thesis study, after examining and testing the general structure of small household appliances, harmonization studies were carried out to make them suitable for wireless power transfer. In addition, a power transfer board has been designed to work in harmony with small household appliances. The system modeling of the designed wireless power transfer system was made and closed loop was simulated. Coil magnetic analysis and electrical circuit simulations were combined and a collaborative study was carried out. The design was realized and tested in the laboratory environment and the results were presented in comparison with the simulation results.
As a result, with the harmonization circuits that can be made for small household appliances that are currently in use, a compatible operation with the proposed system can be achieved. It is also possible to use this proposed system with future-oriented induction cookers. In fact, by placing these hobs under the kitchen counter, it can form the basis for more innovative and easy-to-use designs such as countertop use.