Kablosuz enerji transferi sisteminin modellenmesi

Günümüz dünyasında enerjiye olan ihtiyaç her geçen gün artmaktadır. Elektrik enerjisinin günlük hayatta farklı amaçlarla kullanımı beraberinde Kablosuz Enerji Transferi (KET) ihtiyacını ortaya çıkarmıştır. Bu şekilde, temelleri 19. yy'a dayanan kablosuz enerji transferine olan ilgi artmıştır. KET günümüzde artan elektrikli cihaz sayısının getirdiği kablo karmaşası gibi dezavantajları ortadan kaldırmakla birlikte özellikle son yıllarda popüler hale gelen cep telefonu şarjı ve elektrikli araç şarjı gibi konularda da kendisine uygulama alanı bulmaktadır. KET sistemlerinde 2007 yılında MIT'den bir grup bilim adamının ortaya attığı manyetik rezonans kuplajı tekniği ile kaydedilen ilerleme bu alandaki çalışma iştahını hat safhaya çıkarmıştır. Yapılan bu tez çalışmasında tam manyetik rezonans kuplajı tekniği ile çalışan bir KET sisteminin tam modellemesi yapılmıştır. Bir KET sitemini oluşturan yüksek frekanslı giriş sinyali, trafo ve yük kısımlarından en önemli parçayı oluşturan trafo bölümü ayrıntılı olarak modellenmiş ve SEY ile analiz edilmiştir. Yapılan tasarımda trafonun birincil ve ikincil sargılarını oluşturan iletkenler litz kablo olarak modellenmiştir. Sargılardan geçen akımın verimli kullanımı için özel geometriye sahip ferrit nüveler kullanılmıştır. Bu sayede manyetik alan yönlendirilmesi yapılabilmiştir. Bununla beraber kaçak akıları en aza indirgemek amacıyla birincil ve ikincil taraflarda alüminyum levhalar kullanılarak manyetik alan sargılar arasında kalmaya zorlanmış, dolayısı ile enerji kayıpları en aza indirgenmiştir. Tasarlanan KET trafosu devre simülasyonu programının yardımı ile hem AC yük hem de batarya şarjı gibi uygulamalar için DC yük bağlanarak test edilmiştir. Tasarlanan sistemde 50 mm hava aralığına sahip KET transformatörüne uygulanan 10 kHz giriş sinyali % 97 verim ile bir yük üzerine transfer edilmiştir.