1kW contactless slip ring design using series-series resonant converter topology

Bilezik sistemleri sargı rotorlu senkron makinelerde dönüş sırasında gerekli rotor uyartısını sağlamakta kullanılır. En temel olarak karbon fırçalara ve bakır bilezik şeklinde halkalara sahiptir. Dönüş sırasında güç aktarımı fırçaların bileziklere sürekli olarak sürtmesi ile sağlanmasına rağmen karbon fırçalar zamanla sürtümeye bağlı olarak zarar görmektedir. Bu durumu engellemek için rotor kısmına ufak bir sabit mıknatıslı motor koyulabilir ancak bu motorlar düşük hızlarda problem ortaya çıkartmaktadır. Bu tezde, hata toleransı yüksek bir kablosuz kontak halkası tasarlanması amaçlanmaktadır. Tasarlanan systemin sargı rotorlu senkron makinelerede kullanılması, fiziksel kontağın elenmesi ve yalnızca mekanik limitlere takılan geniş bir çalışma hız aralığı olması amaçlanmaktadır. Sistem güvenilirliğini arttırmak için modüler yapı kullanılmıştır. Güç aktarımı iki verici ve dört alıcı ile sağlanmaktadır. Alıcı modüllerin çıkışları paralel bağlanmış ve ortak DC bara elde edilmiştir. Sistemde seri-seri kompenzasyon topolojisi kullanılmıştır. Sistem tasarımı sırasında ortaya çıkan akım dağılımı problemi ilk olarak analitik olarak çözülmüş ve alıcılar arasına ortak induktans ve alıcı rezonans frekansını değiştirme metotları ortaya çıkarılmıştır. 1~kW bir prototip sistem ile bu etkiler deneysel olarak doğrulanmıştır. İlk sistemde akım dağılımı iyileşmesine rağmen, hata toleransını arttırmak için orta kısıma ek bir rezonatör koyulmuştur. Yeni sistemi test etmek için yeni bir prototip kurulmuş ve bu sistem döner şafta takılmıştır. Sistem testleri sonunda hata toleransının arttırıldığı gözlenmiştir.