elektrikli araçların batarya dolum sistemlerinde kullanılan

advertisement
DOLUM SİSTEMLERİNDE
ya
ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ
ELEKTRİKLİ ARAÇLARIN BATARYA DOLUM SİSTEMLERİNDE
KULLANILAN TEMASSIZ GÜÇ AKTARIM SİSTEMLERİ
M. Timur Aydemir
ELEKTRİKLİ
ARAÇLARIN BATARYA
aydemirmt@gazi.edu.tr
do
s
Elektrikli araçlar, beklenen hız ve düzeyde
dolum
işleminde
kullanılan
temassız
masa da tüm dünyadaKULLANILAN
yaygınlaşmaktadır.
sistemlerin
yapıları tanıtılacaktır.
TEMASSIZ
GÜÇ
ktrikli
araçların
yaygınlaşmasını
TGA Sistemlerinin Kısa Tarihçesi
AKTARIM
SİSTEMLERİ
vaşlatan etkenlerin
başında mevcut
Elektrik enerjisinin kablosuz olarak
aryaların kısıtlamaları gelmektedir. Bu M. Timur
aktarımı
ilk kez Nikola Tesla tarafından 1891
Aydemir
ıtlamaları ortadan kaldırabilmek amacıyla,aydemirmt@gazi.edu.tr
yılında ortaya atılmış bir kavramdır. Tesla,
k çok üniversitede ve sanayi kuruluşunda
elektrik enerjisinin dünyanın her yerine
lektrikli araçlar,
hız ve maliyeti
düzeyde olmasa da tümkablosuz
Kablosuz olarak
güç aktarımı,aktarılabilmesi
onlarca yıl sonra, mikrodalga
tekerji/güç yoğunluğu
daha beklenen
yüksek,
hedefine
dünyada yaygınlaşmaktadır. Elektrikli araçların yaygınnolojisinin gelişmesiyle yeniden gündeme gelmiştir. İkinci
şük
batarya
teknolojileri
üzerinde
araştırmalar
yapmıştır.
laşmasını yavaşlatan
etkenlerin başında
mevcut bataryalarınyönelik
Dünyaolarak
Savaşı sonrası
dönemde, mikrodalga
frekanslarındaBu
kısıtlamaları
gelmektedir. yapılmaktadır.
Bu kısıtlamaları ortadan kaldıra-amaçla
çalışabilen
yüksek
güçlü vakum
tüplerininIsland
geliştirilmesiyle,
ışmalar
yapılmak
1901
yılında
Long
Sound
bilmek amacıyla, pek çok üniversitede ve sanayi kuruluşunda
uzun mesafelere yüksek güçlü bir ışın gönderilmesi mümtaryalarla enerji/güç
ilgili yoğunluğu
yapılmakta
olan
kulesinin
daha yüksek, maliyeti
düşük bataryayakınlarında
kün olabilmiştir. ―Wardenclyffe‖
ışmalardan teknolojileri
biri de üzerinde
dolumçalışmalar
(şarj) yapılmaktadır.
işlemininBataryalarlayapımına
başlamıştır
(Şekil
1).2007Projenin
TGA sistemleri
üzerine yapılan
çalışmalar
yılında
ilgili yapılmakta olan çalışmalardan biri de dolum (şarj)
MIT’de
bir
grup
araştırmacının
2
m
mesafeden
60
W gümassız olarak
olanak
işlemininyapılabilmesine
temassız olarak yapılabilmesine
olanak sağlayankaynakları tükendiği için kule hiçbir zaman
cünde bir ampulü yakan bir sistemi tanıtmasıyla yeniden
sistemleringeliştirilmesi
geliştirilmesi üzerinedir.
Temassız güç aktarımçalışır hale gelememiştir.
layan sistemlerin
üzerinedir.
ilgi görmeye başlamıştır [4].
(TGA) sistemlerinde, bir primer sargısına uygulanan güç,
massız güç geniş
aktarım
(TGA)
sistemlerinde,
bir hava aralığı
üzerinden
sekonder sargısına aktarılır.
Sekonder sargısında oluşan gerilim doğrultularak batarya
primer sargısına
uygulanan güç, geniş bir
dolum işleminde kullanılır. Arada bir temas olmaması netemassız güç
aktarım sistemleri;
kullanım kolaylığı,
va aralığı deniyle
üzerinden
sekonder
sargısına
yüksek emniyet, yüksek güvenilirlik, düşük bakım maliyeti
arılır. Sekonder
oluşan
gerilim
ve uzun sargısında
kullanım ömrü gibi
avantajları
beraberinde getirmektedir.
Ayrıca
meteorolojik
ve
çevresel
etkenlerden bağrultularak batarya dolum işleminde
ğımsız olarak kesintisiz güç sağlayabilen bu sistemler birçok
lanılır. Arada
bir çalıştırılabilmektedir.
temas olmaması
ortamda güvenle
Bu sistemlerin bir
başka
olumlu
yanı
da
kablo
karmaşası
ve
kirliliğini
deniyle temassız güç aktarım sistemleri; azaltması
ve dolum işlemini daha hızlı ve zahmetsiz hale getirmesidir.
lanım kolaylığı,
yüksek
emniyet,
yüksek
Öte yandan,
gücün geniş
bir hava aralığı
üzerinden aktarılmak
zorunda
olması,
doğal
olarak
verimin
düşük olmasına
venilirlik, düşük
bakım maliyeti ve uzun
yol açar. TGA sistemlerinde verimin yüksek olması için özel
lanım ömrükompanzasyon
gibi avantajları
beraberinde
devreleri kullanılmalıdır.
Manyetik bağlaşımı
(kuplaj) yüksek sargı yapıları da dolum işleminin verimini
irmektedir. Ayrıca
meteorolojik ve çevresel
arttırmak için önemlidir.
maliyetl
enlerden bağımsız
güç gelişimifrekanslarında çalışabilen yüksek güçlü
Bu makalede olarak
önce TGAkesintisiz
sistemlerinin tarihsel
vakum tüplerinin geliştirilmesiyle, uzun
üstünlük
üzerine
kısa bir bilgi verilecek,
elektrikli araçların
layabilen bu
sistemler
birçokardından
ortamda
Gevş
batarya dolum işleminde kullanılan temassız sistemlerinmesafelere yüksek güçlü bir ışın gönderilmesi
venle çalıştırılabilmektedir.
Bu sistemlerin
yapıları tanıtılacaktır.
mümkün
olabilmiştir.
Şekil
1. Tesla‘nın Wardenclyffe kulesi [1, endükta
Şekil 1: Tesla’nın Wardenclyffe Kulesi [1, 2]
başka olumlu yanı da kablo karmaşası ve
doğal a
2]
TGA Sistemlerinin Kısa Tarihçesi
liliğini azaltması ve dolum işlemini daha
Verimi
Elektrik enerjisinin kablosuz olarak aktarımı ilk kez Nikola
lı ve zahmetsiz
hale1891getirmesidir.
Tesla tarafından
yılında ortaya atılmışÖte
bir kavramdır. Teknik
olanakların yetersizliğine karşı sekonde
enerjisinin
dünyanın
her yerine kablosuz
katsayıs
ndan, gücün Tesla,
genişelektrik
bir hava
aralığı
üzerinden
olarak aktarılabilmesi hedefine yönelik olarak araştırmalarTesla, Şekil 2‘de görülen sistemi geliştirmiş bağlanır
arılmak zorunda
olması,
olarak
yapmıştır. Bu
amaçla 1901doğal
yılında Long
Island Sound yave 10 – 20 kHz aralığında denemiştir. Tesla, Endü
kınlarında “Wardenclyffe” kulesinin yapımına başlamıştır
imin düşük(Şekilolmasına
yol
açar.
TGA
1). Projenin kaynakları tükendiği için kule hiçbirmanyetik olarak bağlaşımlı sargılar arasında [7] veya
zaman çalışır
hale gelememiştir.
emlerinde verimin
yüksek
olması için özel
verimli
bir
güç
aktarımının sistemle
olanakların yetersizliğine
karşı Tesla, Şekil 2’de
mpanzasyonTeknikdevreleri
kullanılmalıdır.
için
manyetik altına k
görülen sistemi geliştirmiş ve 10 – 20 kHz aralığında dene-gerçekleştirilebilmesi
sargının
nyetik bağlaşımı
(kuplaj)
yüksek
miştir. Tesla,
manyetik olarak
bağlaşımlısargı
sargılar arasındarezonansın
olduğunu
göstermiştir.
Şekil 2.gerekli
Tesla tarafından
geliştirilen
ilk
verimli
bir güç aktarımının
gerçekleştirilebilmesi
halinde
Şekil 2: Tesla Tarafından Geliştirilen İlk Sistemin Kendi
pıları da dolum
işleminin
verimini
arttırmak için man- Kablosuz
sistemin
kendi
elinden çizimi
[3] yıl sonra,
güç
onlarca
Elinden
Çizimi
[3] aktarımı,
yetik rezonansın gerekli olduğunu göstermiştir.
Dinamik
n önemlidir.
mikrodalga
teknolojisinin
gelişmesiyle serili b
2016 Eylül
• Sayı-458 TGA
TGA sistemleri
yapılan çalışmalar
Bu makalede
önce
sistemlerinin
27
yeniden
gündemeüzerine
gelmiştir.
İkinci Dünya
yandan
2007 yılında MIT‘de bir grup araştırmacının 2
hsel gelişimi üzerine kısa bir bilgi
Savaşı
sonrası
dönemde,
mikrodalga
m mesafeden 60 W gücünde bir ampulü yakan
ilecek, ardından elektrikli araçların batarya
E
do
s
ya
ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ
Endüktif Güç Aktarım Sistemlerinin Genel Yapısı
Mikrodalga frekanslarında kullanılan TGA sistemleri uzun
süredir günlük yaşamımızın bir parçasıdır. Elektrikli diş fırçaları ve kablosuz algılayıcı ağlar bu sistemlere örnek olarak
gösterilebilir. Bu sistemlerde aktarılacak gücün düşük olması frekansın yüksek tutulabilmesine olanak sağlamaktadır.
Elektrikli araçlarda güçler yüksek, sargılar arası mesafe de
maliyetleri
ve uzun
kullanım
süresi
gibiBu
yüksek olduğundan
çalışma
frekansı düşük
tutulmalıdır.
nedenle bu
sistemlerde güçgetirir
aktarımı[5].
endüktif bağlaşım yarüstünlükleri
beraberinde
dımıyla gerçekleştir. Bağlaşım katsayısının düşük olmasından
Gevşek
bağlaşımlı
sistemlerde
dolayı bu sistemlere
“gevşek bağlaşımlı
sistem” adıkaçak
da verilir.
endüktans
değerleri
çok
büyük
olur
[6]
ve
Gevşek bağlaşımlı
sistemlerde
primer ve süresi
sekondergibi
sargılarıçlü
maliyetleri
ve uzun
kullanım
güç
aktarımı
verimlidir.
nıalarak
üzerinde barındıran
ortakgetirir
bir düşük
çekirdek
Ancak
zun doğal
üstünlükleri
beraberinde
[5]. bulunmaz.
her
iki
sargı
da
ayrı
ayrı
bir
çekirdek
üzerine
sarılabilir.
yükseltebilmek
için primer
esi Verimi
Gevşek
bağlaşımlı
kaçakveizin
Bu
yapı, sekonderin
primere sistemlerde
göre hareketli olmasına
sekonder
sargılara,
rezonansa
girmeleri
ve ve
güç
endüktans
değerleri
çok büyük
olur
[6]
verdiğinden,
elektrikli
araçların
batarya
şarj uygulamaları
için kullanışlıdır.
bir temas
olmaması
ve dolayısıyla
doğal
alarak
güçArada
aktarımı
verimlidir.
katsayısını
düzenlemek
içindüşük
kondansatörler
galvanik
yalıtımın
sağlanmış
olması
nedeniyle
güvenlik,
Verimi yükseltebilmek için primer
ve gübağlanır.
venilirlik, düşük bakım maliyetleri ve uzun kullanım süresi
sekonder
sargılara,
rezonansa
girmeleri
ve güç
Endüktif
bağlaşımlı
güçgetirir
aktarımı
durağan
gibi üstünlükleri
beraberinde
[5].
düzenlemek
için kondansatörler
[7] katsayısını
veya
hareket
halinde
olabilir
[8]. Durağan
Gevşek
bağlaşımlı
sistemlerde
kaçak endüktans
değerleri
bağlanır.
çok
büyük
olur
[6]
ve
doğal
alarak
güç
düşük
sistemlerde (Şekil 3) sistemin primeraktarımı
tarafı yol
EndüktifVerimi
bağlaşımlı
güç aktarımı
durağan
verimlidir.
yükseltebilmek
için primer
ve sekonder
altına
kurulur.
Bataryası
dolacak
araç,
rezonansa
girmeleriolabilir
ve
güç katsayısını
düzenlemek
[7]sargılara,
veya
hareket
halinde
[8].olan
Durağan
için kondansatörler
bağlanır.
sargının
bulunduğu
konumaprimer
gelerek
sistemlerde
(Şekil 3)
sistemin
tarafı park
yol
halinde
beklerken
dolum
işlemi
başlatılır.
Endüktif
bağlaşımlı
güç
aktarımı
durağan
[7]
veya
hareket
altına kurulur. Bataryası dolacak olan araç,
halinde
olabilir
[8].
Durağan
sistemlerde
(Şekil
3)
sistemin
Dinamik
sistemlerde
4) gelerek
ise araçpark
yere
sargının
bulunduğu (Şekil
konuma
primer tarafı yol altına kurulur. Bataryası dolacak olan araç,
k
halinde
beklerken
dolum
işlemi
başlatılır.
serili
bir iletken
hat
üzerinde
ilerlerken
bir
sargının
bulunduğu
konuma
gelerek
park
halinde
beklerken
Dinamik
sistemlerde
(Şekil
4)
ise araç(Şekil
yere4) ise
dolum
başlatılır.
Dinamik
sistemlerde
yandan
da işlemi
batarya
dolum
işlemi
yürütülür.
alar
n2
kan
eye
araç yere
bir iletken
üzerindeilerlerken
ilerlerken birbir
yandan
serili
bir serili
iletken
hat hat
üzerinde
da batarya dolum işlemi yürütülür.
yandan da batarya dolum işlemi yürütülür.
geçirilerek yer platformunda bulunan primer
sargısına
geçirilerek yeruygulanır.
platformundaAraç
bulunan üzerine
primer
yerleştirilmiş
sekonder sargısına
primer
sargısına
uygulanır.
Araç
üzerine
Gevşek bağlaşımlı
endüktif TGA
sistemlerinin
ilk aşamasınsargısından
yansıyan
gerilim
yeniden
yerleştirilmiş
sekonder
sargısına
primer
geçirilerek
platformunda
bulunan
da alternatifyer
akım
kaynağından alınan
gerilim primer
doğrultulur.
doğrultulur
ve yansıyan
doğrultulmuşgerilim
gerilim bir
başka
sargısından
yeniden
Doğrultulmuşuygulanır.
gerilim, rezonans
frekansında
çalışan evirici
sargısına
Araç
üzerine
güç
dönüştürücü
kullanılarak
doğrultulur
ve
doğrultulmuş
gerilim
bir primer
başka
tarafından
anahtarlanarak
bir bataryanın
gerilim
şekli elde
yerleştirilmiş
sekonderkaremsi
sargısına
şarjında
kullanılır.
Şekil
5‘te
bu
sistemler
blok
edilir.
Bu
gerilim
kompanzasyon
devresinden
geçirilerek
güç dönüştürücü
kullanılarak
bataryanın
sargısından
yansıyan
gerilim
yenidenAraç
yer platformunda
bulunan primer
sargısına uygulanır.
diyagram
olarak gösterilmektedir.
şarjında
kullanılır.
Şekil
5‘te
bu
sistemler
blok
doğrultulur
ve
doğrultulmuş
gerilim
bir
başka
üzerine yerleştirilmiş sekonder sargısına primer
sargısındiyagram
olarak
gösterilmektedir.
dan dönüştürücü
yansıyan
gerilim
yeniden
doğrultulurbataryanın
ve doğrultulmuş
güç
kullanılarak
gerilim bir başka güç dönüştürücü kullanılarak bataryanın
Sekonder
şarjında
kullanılır. Şekil
blok
Güç 5‘te bu sistemler
Yükkullanılır. Şekil 5’te bu sistemler blok diyagram
şarjında
Kompanzasyonu
Dönüştürücü
diyagram
olarak
gösterilmektedir.
Sekonder
olarak gösterilmektedir.Güç
Yük
Yük
AA
Kaynak
AA
Kaynak
Kompanzasyonu
Dönüştürücü
Güç
Dönüştürücü
Güç
Dönüştürücü
Güç
Dönüştürücü
M
Sekonder
M Kompanzasyonu
Primer
Kompanzasyonu
Primer
MKompanzasyonu
Şekil 5. Endüktif TGA sisteminin genel
yapısı sisteminin genel
Şekil
AA 5. Endüktif TGA
Primer
Güç
Kaynak
Kompanzasyonu
Dönüştürücü
yapısı
Gevşek bağlaşımlı sistemlerde, sıkı
Şekil
5.
Endüktif
TGA
sisteminin
genel
Şekil
5: Endüktif
TGA Sisteminin
Genel
Yapısı primer
bağlaşımlı
sistemlerden
farklı
olarak
Gevşek
bağlaşımlı
sistemlerde,
sıkı
yapısı
ve
sekondersistemlerden
kompanzasyon
blokları
yer primer
almak
bağlaşımlı
farklı
olarak
zorundadır.
Kompanzasyon
devresi
olmadan
bağlaşımlı
sistemlerde, blokları
sıkı
bağlaşımlı
sistemlerden
ve Gevşek
sekonder
kompanzasyon
yer
almak
Gevşek
bağlaşımlı
sistemlerde,
sıkı yer
farklı
olarak
primer
ve
sekonder
kompanzasyon
blokları
sargılar
güç aktarımının
nasıl
zorundadır.arasında
Kompanzasyon
devresi olmadan
almak
zorundadır.
Kompanzasyon
devresi
olmadan
sargılar
bağlaşımlı
sistemlerden
farklı
primer
gerçekleştiği,
Şekil
6‘daolarak basitçe
sargılar
güç nasıl
aktarımının
arasında arasında
güç aktarımının
gerçekleştiği,nasıl
Şekil 6’da
ve
sekonder kompanzasyon
almak
gösterilmektedir
[9].
gerçekleştiği,
Şekil[9]. blokları
6‘da yerbasitçe
basitçe gösterilmektedir
zorundadır.
Kompanzasyon
devresi
olmadan
gösterilmektedir [9].
sargılar arasında güç aktarımının nasıl
gerçekleştiği,
Şekil
6‘da
basitçe
gösterilmektedir [9].
nin
GA
zın
ve
nek
rde
sın
ır.
ılar
ma
bu
şım
nın
ere
ve
tak
da
Bu
etli
rın
dır.
yla
Şekil 3. Örnek bir durağan TGA sistemi [7]
Şekil 3. Örnek bir durağan TGA sistemi [7]
Şekil 3: Örnek Bir Durağan TGA Sistemi [7]
DA
Alıcı
Alıcı
sargı
sargı ve
ve
kompan
kompan
-zasyon
-zasyon
Güç
Güç
DönüşDönüştürücü
türücü
DA
geçirilerek
yer platformunda bulunan primer
GirişGiriş
Alıcı
sargı
sargısına
uygulanır.
Araç
üzerine
Alıcı
sargı
Güç Kaynağı
GüçVe
Kaynağı sekonder
yerleştirilmiş
sargısına primer
Ve Çıkış
sargısından
yansıyan
gerilim
yeniden
ÇıkışKompanzasyonu
Kompanzasyonu
Yola serilibir
iletken
doğrultulur ve doğrultulmuş gerilim
başka
Yola serili iletken
güçŞekil
dönüştürücü
kullanılarak
bataryanın
4. Örnek bir dinamik
TGA sistemi
[8]
Şekil
Örnek
birŞekil
dinamik
TGA
[8]
Şekil 4.
4: Örnek
Bir Dinamik
TGA
[8] sistemi
şarjında
kullanılır.
5‘teSistemi
bu
sistemler
blok
diyagram
gösterilmektedir.
Gevşek olarak
bağlaşımlı
endüktif
TGA
Gevşek
bağlaşımlı
endüktif
TGA
28
sistemlerinin ilk aşamasında alternatif akım
kaynağındanilk alınan
gerilimalternatif
doğrultulur.
sistemlerinin
aşamasında
akım
Sekonder
Güç
Yük
Doğrultulmuşalınan
gerilim,
rezonans frekansında
kaynağından
gerilim
doğrultulur.
Kompanzasyonu
Dönüştürücü
Şekil 6. Bağlaşımlı sargılarda güç
aktarımı sargılarda
6. Bağlaşımlı
Şekil 6:Şekil
Bağlaşımlı
Sargılarda Güç
Aktarımı güç
aktarımı
Sargılar arasındaki bağlaşımın kalitesi
Sargılar
arasındaki
bağlaşımın
kalitesi sargıların
öz ve ortak
sargıların
öz arasındaki
ve ortak
endüktans
değerlerine
Sargılar
bağlaşımın
kalitesi
Şekildeğerlerine
6. Bağlaşımlı
sargılarda
güç
endüktans
bağlı
olarak
tanımlanan
bağlaşım
bağlı
olarak
bağlaşım katsayısı
ile
sargıların
öztanımlanan
ve ortak
endüktans
değerlerine
aktarımı
katsayısı ile gösterilir:
gösterilir:
bağlı olarak tanımlanan bağlaşım katsayısı ile
gösterilir:
Sargılar
arasındaki bağlaşımın kalitesi
√
sargıların
ve ortak iki
endüktans
Ortak√ öz
endüktans,
sargı değerlerine
arasındaki
Ortak
endüktans,
iki
sargı
arasındaki
mesafeye
ve bu
bağlı
olarak
tanımlanan
bağlaşım
katsayısı
ilesarmesafeye
ve
bu sargıların
birbirlerine
göre
Ortak birbirlerine
endüktans,
iki yerleştirildiğine
sargı
arasındaki
gıların
göre nasıl
bağlı
olarak
gösterilir:
nasıl
yerleştirildiğine
bağlı olarak
değişir. göre
değişir.
mesafeye
ve
bu
sargıların
birbirlerine
Kompanze edilmemiş bir sistemde yüke
nasıl
yerleştirildiğine
bağlı
olarakyüke
değişir.
Kompanze
edilmemiş
sistemde
aktarılacak
aktarılacak
gücün bir
maksimum
değeri,gücün
√
maksimum değeri, maksimum güç aktarım teoremi yardımaksimum
güç aktarımikiteoremi
Ortak endüktans,
sargı yardımıyla
arasındaki
mıyla hesaplanabilir. Bu işlemler yapılırsa maksimum güç
hesaplanabilir.
Bu
işlemler
yapılırsa
mesafeye
bu bulunur:
sargıların birbirlerine
göre
değeri şu ve
biçimde
maksimum
güç değeribağlı
şu biçimde
nasıl
yerleştirildiğine
olarak bulunur:
değişir.
Bu eşitlikte primerden akan akımını ve
2016 Eylül • Sayı-458
anahtarlama
frekansını
göstermektedir.
Bilindiği üzere, maksimum güç elde
edildiğinde güç aktarımı %50 verimle
gerçekleşebilmektedir. Eğer bu değerden daha
Kompanz
aktarılacak
Kompanz
maksimum
aktarılacak
hesaplanabili
maksimum
Kompan
maksimum
g
hesaplanabili
aktarılacak
maksimum
maksimumg
hesaplanabi
Bu eşitlik
maksimum
anahtarlama
Bu eşitlik
Bilindiği
anahtarlamaü
edildiğinde
Bilindiği
Bu eşitliü
gerçekleşebil
edildiğinde
anahtarlama
büyük
bir
gerçekleşebil
Bilindiği
sargının
kom
büyük bir
edildiğinde
Sekonder
sargının
kom
gerçekleşeb
kapasitesini
Sekonder
büyük bir
eşdeğer
kapasitesinide
sargının ko
Şekildeki
eşdeğer de
de
Sekonde
bir
kondansa
Şekildeki
de
kapasitesini
bir
kondansa
eşdeğer d
Şekildeki d
bir kondans
Şe
Şe
Eğer kond
seçilirse,
ser
Eğer kond
Ş
etkisini
yok
seçilirse, ser
etkin
gücün
etkisini
yok
en
yüksek
de
ko
etkinEğer
gücün
enseçilirse,
yüksek des
etkisini yo
Bu eşitlik
etkin
gücün
katsayısı
olud
eşitlik
enBu
yüksek
elemanın
ak
katsayısı olu
tanımlanır:
elemanın ak
tanımlanır:
Bu eşitl
katsayısı
ol
Görüldüğ
elemanın ak
olması
Görüldüğ
tanımlanır:ak
yükseltebilm
olması
ve sabi
yükseltebilm
maksimize
sabi
veGörüldü
maksimize
olması
maksimize
yükseltebil
ve sab
maksimize
maksimize
nrimer
rimer
kniden
niden
nu
onder
onder
nzasyonu
nzasyonu
nu
mer
mer
nzasyonu
nzasyonu
enel
enel
ı
sıkı
sıkı
rrimer
rimer
kalmak
nalmak
madan
madan
lnasıl
nasıl
asitçe
easitçe
çç
alitesi
alitesi
lerine
lerine
ısı
ısı ile
ile
si
e
e
ındaki
ındaki
göre
göre
..
ki
e
anahtarlama
frekansını
göstermektedir.
Bilindiği
üzere, maksimum
güç elde
Bu
Bu eşitlikte
eşitlikte primerden
primerden akan
akan akımını
akımını ve
ve
edildiğinde
güç
aktarımı
%50
verimle
anahtarlama
frekansını
göstermektedir.
Bu eşitlikte I primerden
akan akımını
ve ω anahtarlama
anahtarlama
frekansını
göstermektedir.
gerçekleşebilmektedir.
Eğer
bu
değerden
daha
Bilindiği
üzere,
maksimum
güç
elde
frekansını
göstermektedir.
Bilindiği
üzere,
Bilindiği üzere, maksimum güç maksimum
elde
güç elde
güç
aktarımı %50
%50 verimle
gerçekleedildiğinde
güç
verimle
büyük
bir edildiğinde
gücün
aktarılması
isteniyorsa
edildiğinde
güç aktarımı
aktarımı
%50
verimle
şebilmektedir. Eğer bu değerden
daha
büyük daha
bir gücün
gerçekleşebilmektedir.
Eğer
bu
değerden
sargının
kompanze edilmesi
gerekmektedir.
gerçekleşebilmektedir.
Eğer bu
değerden
daha
aktarılması isteniyorsa sargının
kompanze
edilmesi
gerekbüyük
bir
gücün
aktarılması
isteniyorsa
büyük
bir
gücün
aktarılması
isteniyorsa
Sekonder
kompanzasyonunun
güç
aktarma
mektedir.
sargının
kompanze
edilmesi
gerekmektedir.
sargının
kompanze
edilmesi
gerekmektedir.
kapasitesini
nasıl
yükselttiği
Şekil
7‘deki
Sekonder
kompanzasyonunun
güç aktarma
kapasitesini
Sekonder
kompanzasyonunun
güç
aktarma
Sekonder
kompanzasyonunun
güç
aktarma
nasıl
yükselttiği
Şekil
7’deki
eşdeğer
devre
yardımıyla
inceeşdeğer
devre
yardımıyla
incelenebilir.
kapasitesini
nasıl
yükselttiği
Şekil
7‘deki
lenebilir. Şekildeki
sekonderŞekil
sargısı seri
bağlı bir
kapasitesini
nasıl devrede
yükselttiği
7‘deki
Şekildeki
devrede
sekonder
sargısı
seri bağlı
eşdeğer
devre
yardımıyla
incelenebilir.
kondansatörle
kompanze
edilmiştir.
eşdeğer
devre
yardımıyla
incelenebilir.
devrede
sekonder
seri
bir Şekildeki
kondansatörle
edilmiştir.
Şekildeki
devredekompanze
sekonder sargısı
sargısı
seri bağlı
bağlı
iletkeninin çapı dalma derinliğinden düşük
olan Litz sargılar kullanılarak bu etkiler
minimize edilir.
MÜHENDİSLİĞİ
Şekil 8‘de frekans veELEKTRİK
bağlaşım
katsayısına
bağlı olarak güç aktarım veriminin değişimi
gösterilmektedir [10]
p
Topoloji
Seri-Seri
Şekil 8. Güç aktarım veriminin frekans ve
bağlaşım katsayısına göre değişimi [10]
Şekil 8: Güç Aktarım Veriminin Frekans ve Bağlaşım
Katsayısına Göre Değişimi [10]
Kompanzasyon Yapıları
TGA
sistemi endüktif bir yapıdır. Çalışma
TGA sistemi endüktif bir yapıdır. Çalışma frekansı da
frekansı
da yüksek
kaynak çok
yüksek olduğundan,
kaynakolduğundan,
tarafındaki güç katsayısı
düşük olurgüç
[11]. katsayısı
Bu durumun
neden
olduğu
verim
kaybını
tarafındaki
çok
düşük
olur
[11].
engellemek
için
sargılara
seri
veya
paralel
kondansatörler
Bu durumun neden olduğu verim kaybını
yerleştirmek gerekebilir. Temel kompanzasyon yapıları
engellemek
için sargılara seri veya paralel
Şekil 9’da verilmektedir.
kondansatörler
yerleştirmek gerekebilir. Temel
Kompanzasyon devresi tasarımında ilk olarak sekonderdeki
kompanzasyon
Şekil
9‘da
kapasite değeri seçilir.yapıları
Çalışma frekansı
değerinde sekonder
sargısının öz endüktasını kompanze edecek bir kapasite
verilmektedir.
değeri kullanılır.
Tümdevresi
topolojiler
için kompanzasyon
kompanzasyon
kapasitesinin
değeri
şu biçimde
Kompanzasyon
tasarımında
ilk kapasitesinin değeri şu biçimde hesaplanır:
kompanzasyon
kapasitesinin
değeri
şu biçimde
hesaplanır:
olarak
sekonderdeki
kapasite
değeri
seçilir.
hesaplanır:
Çalışma
frekansı
değerinde
sekonder
sargısının öz endüktasını kompanze edecek bir
kapasite değeri kullanılır. Tüm topolojiler için
Kompanzasyon Yapıları
Eğer
Eğer kondansatörün
kondansatörün değeri
değeri uygun
uygun biçimde
biçimde
Eğer kondansatörün değeri uygun biçimde seçilirse, seri
Eğer
kondansatörün
değeri
uygun
biçimde
seçilirse,
seri
elemanlar
birbirlerinin
seçilirse,
seri reaktif
reaktif
elemanlar
reaktif elemanlar
birbirlerinin
etkisinibirbirlerinin
yok edeceğinden,
etkisini
yok
edeceğinden,
sargıdan
aktarılan
seçilirse,
seri
reaktif
elemanlar
birbirlerinin
sargıdan
aktarılan
etkin gücün
tümü yüke
verilebilir. Bu
etkisini
yok
edeceğinden,
sargıdan
aktarılan
etkin
gücün
tümü
yüke
verilebilir.
Bu
gücün
gücün
en
yüksek
değeri
şu
biçimde
hesaplanır.
etkisini
yok edeceğinden,
sargıdan
aktarılan
etkin gücün
tümü
yüke verilebilir.
Busargının
gücün
sargısını
anma
akımında
çalıştırmak,
en
yüksek
değeri
şu
biçimde
hesaplanır.
en yüksek
değeri
şuyüke
biçimde
hesaplanır.
etkin
gücün
tümü
verilebilir.
Bu gücün
sargısını
anma
akımında
çalıştırmak,
sargının
en
yüksek
düzeyde
kullanımı
anlamına
enen
yüksek
değeri
şuve
biçimde
hesaplanır.
yüksek
düzeyde
kullanımı
anlamına
geldiğinden
hacim
maliyeti
de düşürecektir.
Bu eş
frekansı
değeri d
seçilir. D
Çizelge
primer v
rezonans
Çizelg
bir
bir kondansatörle
kondansatörle kompanze
kompanze edilmiştir.
edilmiştir.
Şekil
Seri
Şekil7.7.
7.Seri
Seri kompanzasyonlu
kompanzasyonlu
Şekil
kompanzasyonlu
Şekil 7: Seri Kompanzasyonlu
Sekonder
sekonder
sekonder
sekonder
do
s
ya
başka
başka
yanın
yanın
rr blok
blok
maksimum
maksimum güç
güç aktarım
aktarım teoremi
teoremi yardımıyla
yardımıyla
hesaplanabilir.
Bu
işlemler
yapılırsa
hesaplanabilir.
Bu
işlemler
yapılırsa
maksimum
şu
primerden
akanbulunur:
akımını ve
Bu
eşitliktegüç
maksimum
güç değeri
değeri
şu biçimde
biçimde
bulunur:
geldiğinden
hacim
vesekonder
maliyeti
dekarmaşıklığını
düşürecektir.
Bu
eşitlikte
kalite
Sistemin
maliyetini
ve sargısının
Bueşitlikte
eşitlikte
sekonder
sargısının
kalite
Bu
Q
sekonder
sargısının
kalite
katsayısı
olup (elesmaliyetini
katsayısı
olup
(elemanda
depolanan
Sistemin
ve karmaşıklığını
etkileyen
diğer
bir unsur
da enerjinin,
çalışılan
katsayısı
olup
(elemanda
depolanan
enerjinin,
manda depolanan enerjinin, elemanın aktif gücüne oranı)
elemanın
aktif
gücüne
oranı)
biçimde
etkileyen
diğer
bir
daşu
sekonder
kalite
Bu
eşitlikte
, unsur
ve
değeri
için güç
frekanstır.
Belli
bir
elemanın
aktif
gücüne
oranı)sargısının
şu çalışılan
biçimde
şu biçimde
tanımlanır:
tanımlanır:
,
ve
değeri
için
güç
frekanstır.
Belli
bir
katsayısı
olup
(elemanda
depolanan
enerjinin,
aktarım
kapasitesi
doğrudan
frekansa bağımlı
tanımlanır:
aktarım
kapasitesi
doğrudan
frekansa
bağımlı
olur. Günümüz
elektroniği
elemanın
aktif güç
gücüne
oranı)sistemlerinde
şu biçimde
olur.
Günümüz
güç
elektroniği
sistemlerinde
kilowattlar
düzeyindeki
güçler
için
çalışma
tanımlanır:
Görüldüğü
gibi
kalite
katsayısının
yüksek
Görüldüğü
gibi
kalite
katsayısının
yüksek
kilowattlar
düzeyindeki
güçler
için
çalışma
frekansı
10
kHz
–
100
kHz
aralığındadır.
Bu
olması
güç
Görüldüğüaktarılabilecek
gibi kalite katsayısının
yüksek miktarını
olması aktarılaolması
aktarılabilecek
güç
miktarını
frekansı
10
kHz
–
100
kHz
aralığındadır.
Bu
frekans
olayınınbir
ve sistemde
yakınlık bir
bilecekbölgesinde
güç miktarınıderi
yükseltebilmektedir.
Hareketsiz
yükseltebilmektedir.
Hareketsiz
yükseltebilmektedir.
Hareketsiz
bir
sistemde
frekans
bölgesinde
deri
olayının
ve
yakınlık
sistemde
M
ve
L
sabit
olduğundan,
aktarılacak
enerjiyi
etkisinin
dikkate
alınması
gereklidir.
Heryüksek
bir
Görüldüğü
gibi
kalite katsayısının
s
sabit
olduğundan,
aktarılacak
enerjiyi
ve
sabit
olduğundan,
aktarılacak
enerjiyi
ve
maksimize
edebilmek
için
ωI
değerinin
maksimize
edilmeetkisinin
dikkate
alınması
bir
p gereklidir. Her
iletkeninin
çapı
dalma derinliğinden
düşük
maksimize
edebilmek
için
olması
aktarılabilecek
güç değerinin
miktarını
değerinin
maksimize
için
si gereklidir. edebilmek
Primer sargısını
anma akımında
çalıştırmak,
Şekil 9. Temel kompanzasyon
iletkeninin
çapı
dalma
derinliğinden
düşük
olan
Litzen sargılar
kullanılarak
bu Primer
etkiler
maksimize
edilmesi
gereklidir.
yükseltebilmektedir.
Hareketsiz
bir
sistemde
sargının
yüksek
düzeyde
kullanımı
anlamına
geldiğinden
Şekil 9. Temel
kompanzasyon
maksimize
edilmesi
gereklidir.bu Primer
yapıları
olan
Litz
sargılar
kullanılarak
etkiler
minimize
Şekil 9: Temel Kompanzasyon Yapıları
hacim
veedilir.
maliyeti
de düşürecektir.
sabit
olduğundan,
aktarılacak
enerjiyi
ve
yapıları
minimize
edilir.
Şekil
8‘de
frekans
ve bağlaşımetkileyen
katsayısına
Sistemin maliyetini
ve karmaşıklığını
diğer bir
sistemin
çalışma
(rezonans)
Bu
eşitlikte
maksimize
edebilmek
için
değerinin
Bu eşitlikte
ωo sistemin
çalışma
(rezonans)
frekansıdır.
Şekil
8‘de
frekans
ve
bağlaşım
katsayısına
bağlı
olarak
güç aktarım
değişimi
unsur
da çalışılan
frekanstır. veriminin
Belli bir Ip, M
ve Ls değeri
sistemin
çalışma
(rezonans)
Bu
eşitlikte
Benzer
olarak
primer
kapasite
değeri
de
giriş
güç
katsayısı
frekansıdır.
Benzer
olarak
primer
kapasite
maksimize
edilmesi
Primer
bağlı
güç
aktarım
veriminin
değişimi
içinolarak
güç aktarım
kapasitesi gereklidir.
doğrudan frekansa
bağımlı
gösterilmektedir
[10]
bir
olacak
biçimde
seçilir.
Dört
topoloji
için
yapılan
hesaplafrekansıdır.
Benzer
olarak
primer
kapasite
olur. Günümüz [10]
güç elektroniği sistemlerinde kilowattlar değeri de giriş güç katsayısı bir olacak biçimde
gösterilmektedir
malar Çizelge 1’de verilmektedir. Çizelgede görülen primer
de
giriştopoloji
güç katsayısı
bir olacak
biçimde
seçilir.
Dört
için yapılan
hesaplamalar
düzeyindeki güçler için çalışma frekansı 10 kHz – 100 kHz değeri
ve sekonder
kalite katsayıları
(Qp, Qs) rezonans
frekansında
aralığındadır. Bu frekans bölgesinde deri olayının ve yakınlık seçilir.
Dört
için yapılan
hesaplamalar
Çizelge
1‘detopoloji
verilmektedir.
Çizelgede
görülen
(ωo) tanımlanmıştır.
etkisinin dikkate alınması gereklidir. Her bir iletkeninin çapı Çizelge 1‘de verilmektedir. Çizelgede görülen
primer
vesargısı,
sekonder
kalite
katsayıları
( , için,) sePrimer
giriş güç
katsayısını
iyileştirmek
dalma derinliğinden düşük olan Litz sargılar kullanılarak
, )
primer
ve
sekonder
kalite
katsayıları
(
konder sargısı
da aktarılan
yükseltmek için kompanze
) tanımlanmıştır.
rezonans
frekansında
( gücü
bu etkiler minimize edilir.
edilir.
Eğer
primere
yansıyan
empedans,
primerin
rezonans frekansında ( ) tanımlanmıştır. öz enŞekil 8’de frekans ve bağlaşım katsayısına bağlı olarak güç
düktansının yanında ihmal edilebilir düzeyde ise yalnızca
Çizelge
1. Farklı
kompanzasyon
topolojileri
aktarım veriminin değişimi gösterilmektedir [10]
primer sargısını
kompanze
etmek yeterli
olabilir [12].
Çizelge için
1. Farklı
kompanzasyon
topolojileri
primer
kapasitesi hesabı
Topoloji
Primer
Kapasitansı,
Primer Kalite
için primer
kapasitesi
hesabı Sekonder 29
2016 Eylül • Sayı-458
Topoloji
Seri-Seri
Seri-Seri
Primer Kapasitansı,
Katsayısı,
Primer
Kalite
Katsayısı,
Kalite
Sekonder
Katsayısı,
Kalite
Katsayısı,
SeriParalel
ParalelSeri
ParalelParalel
Prime
iyileştirm
gücü yü
primere
endüktan
düzeyde
kompan
Çizel
durumun
kompan
edilmiş
aktarılab
değerler
nbu
değişimi
n değişimi
değişimi
tsayısına
katsayısına
etkiler
etkiler
katsayısına
değişimi
n
değişimi
tsayısına
katsayısına
nkatsayısına
değişimi
değişimi
n değişimi
değişimi
tsayısına
nkatsayısına
ya
ndeğişimi
değişimi
do
s
frekansıdır.
frekansıdır.
frekansıdır.
Benzer
Benzer
Benzer
olarak
olarak
olarak
primer
primer
primer
kapasite
kapasite
kapasite
sistemin
sistemin
çalışma
çalışma
(rezonans)
(rezonans)
BuBu
Bu
eşitlikte
eşitlikte
yapıları
yapıları
sistemin
çalışma
(rezonans)
eşitlikte
değeri
değeri
değeri
de
de
de
giriş
giriş
giriş
güç
güç
güç
katsayısı
katsayısı
katsayısı
bir
bir
bir
olacak
olacak
olacak
biçimde
biçimde
biçimde
frekansıdır.
frekansıdır.
Benzer
Benzer
olarak
olarak
primer
primer
kapasite
kapasite
sistemin
çalışma
(rezonans)
Bu
eşitlikte
sistemin
çalışma
(rezonans)
Bu
eşitlikte
frekansıdır.
Benzer
olarakçalışma
primer(rezonans)
kapasite
sistemin
Bu eşitlikte
seçilir.
seçilir.
seçilir.
Dört
Dört
Dört
topoloji
topoloji
topoloji
için
için
için
yapılan
yapılan
yapılan
hesaplamalar
hesaplamalar
hesaplamalar
değeri
değeri
de
de
giriş
giriş
güç
güç
katsayısı
katsayısı
bir
bir
olacak
olacak
biçimde
biçimde
frekansıdır.
Benzer
olarak
primer
kapasite
frekansıdır.
Benzer
olarak
primer
kapasite
sistemin
çalışma
(rezonans)
eşitlikte
sistemin
çalışma
(rezonans)
BuBueşitlikte
değeri
de
giriş
güç
katsayısı
bir
olacak
biçimde
frekansıdır.
Benzer
olarak
primer
kapasite
ELEKTRİK
MÜHENDİSLİĞİ
Çizelge
Çizelge
Çizelge
1‘de
1‘de
1‘de
verilmektedir.
verilmektedir.
verilmektedir.
Çizelgede
Çizelgede
Çizelgede
görülen
görülen
görülen
seçilir.
seçilir.
Dört
Dört
topoloji
topoloji
için
için
yapılan
yapılan
hesaplamalar
hesaplamalar
değeri
de
giriş
güç
katsayısı
bir
olacak
biçimde
değeri
de
giriş
güç
katsayısı
bir
olacak
biçimde
frekansıdır.
Benzer
olarak
primer
kapasite
frekansıdır.
Benzer
olarak
primer
kapasite
seçilir.
Dört
topoloji
için yapılan
hesaplamalar
değeri de
giriş
güç katsayısı
bir
olacak
biçimde
Çizelge
Çizelge
1‘de
1‘de
verilmektedir.
verilmektedir.
Çizelgede
Çizelgede
görülen
görülen
seçilir.
Dört
topoloji
için
yapılan
hesaplamalar
, , , ) ))
primer
primer
primer
ve
ve
ve
sekonder
sekonder
sekonder
kalite
kalite
kalite
katsayıları
katsayıları
katsayıları
(biçimde
(biçimde
(görülen
seçilir.
Dört
topoloji
için
yapılan
hesaplamalar
değeri
de
giriş
güç
katsayısı
bir
olacak
değeri
de
giriş
güç
katsayısı
bir
olacak
Çizelge
1‘de
verilmektedir.
Çizelgede
seçilir.
Dört
topoloji
için
yapılan
hesaplamalar
Çizelge
1‘de
verilmektedir.
Çizelgede
görülen
Çizelge
1‘de
verilmektedir.
Çizelgede
görülen
primer
primer
ve
ve
sekonder
sekonder
kalite
kalite
katsayıları
katsayıları
(
(
, , , ) ))
seçilir.
Dört
topoloji
için
yapılan
hesaplamalar
rezonans
rezonans
rezonans
frekansında
frekansında
frekansında
( kalite
(( )yapılan
tanımlanmıştır.
))tanımlanmıştır.
tanımlanmıştır.
seçilir.
Dört
topoloji
için
hesaplamalar
Çizelge
1‘de
verilmektedir.
Çizelgede
primer
ve
sekonder
katsayıları
(görülen
Çizelge
1:
Farklı
Kompanzasyon
Topolojileri
İçin
Primer
primer
ve
sekonder
kalite
katsayıları
( görülen
, , , ) )) Primer ve sekonder sargıları eş merkezli olmadığında
primer
ve
sekonder
kalite
katsayıları
Çizelge
1‘de
verilmektedir.
Çizelgede
Çizelge
1‘de
verilmektedir.
rezonans
rezonans
frekansında
frekansında
( kalite
( ) tanımlanmıştır.
tanımlanmıştır.
primer
ve
sekonder
katsayıları
((görülen
))Çizelgede
tanımlanmıştır.
rezonans
Kapasitesi
Hesabıfrekansında (
bağlaşım katsayısı ciddi oranda azalır ve yüke aktarılan
Çizelge
Çizelge
Çizelge
1.
1.
Farklı
1.
Farklı
Farklı
kompanzasyon
kompanzasyon
kompanzasyon
topolojileri
topolojileri
topolojileri
primer
ve
sekonder
kalite
katsayıları
(
rezonans
( (( ) tanımlanmıştır.
primer
vefrekansında
sekonder
kalite
( , , ) )
)tanımlanmıştır.
tanımlanmıştır.
rezonans
frekansında
rezonans
frekansında
)katsayıları
güç azalır. Bazı kompanzasyon topolojileri bu tür durumiçin
için
için
primer
primer
kapasitesi
kapasitesi
hesabı
hesabı
hesabı
Çizelge
Çizelge
1.Primer
Farklı
1.primer
Farklı
kompanzasyon
kompanzasyon
topolojileri
topolojileri
Sekonder
) Primer
tanımlanmıştır.
rezonans
frekansında
( ) tanımlanmıştır.
rezonans
frekansında
( kapasitesi
Çizelge
1.
Farklı
kompanzasyon
topolojileri
lardan fazla etkilenmezler. Bunlardan bir tanesi de Şekil
Kapasitansı,
Topoloji
Kalite
Kalite
Topoloji
Topoloji
Topoloji
Primer
Primer
Kapasitansı,
Kapasitansı,
Kapasitansı,
Primer
Primer
Primer
Kalite
Kalite
Kalite
Sekonder
Sekonder
Sekonder
için
için
primer
kapasitesi
kapasitesi
hesabı
hesabı
Çizelge
1.Primer
Farklı
topolojileri
Çizelge
1.primer
Farklı
kompanzasyon
topolojileri
C kompanzasyon
10’da verilen, yüksek hizalama toleransı sağlayan SPS
için
primer
kapasitesi
hesabı
Çizelge
1.
Farklı
kompanzasyon
topolojileri
Katsayısı,
Q
Kalite
Kalite
Kalite
Katsayısı,
Katsayısı,
Katsayısı,Q Katsayısı,
Topoloji
Topoloji Primer
Primer
Kapasitansı,
Kapasitansı,
Primer
Primer
Kalite
Kalite
Sekonder
Sekonder
Topoloji
Kapasitansı,
Primer
Kalite
Sekonder
topolojisidir [12].
için
primer
kapasitesi
hesabı
için
primer
kapasitesi
hesabı
Çizelge
1.
Farklı
kompanzasyon
topolojileri
Katsayısı,
Katsayısı,
Katsayısı,
Çizelge
1.Primer
Farklı
kompanzasyon
topolojileri
için primer kapasitesi
hesabı Kalite
Kalite
Katsayısı,
Katsayısı,
Kalite
Katsayısı,
Topoloji
Kapasitansı,
Primer
Kalite
Sekonder
Topoloji
Primer
Kapasitansı,
Primer
Kalite
Sekonder
Seri-Seri
Seri-Seri
Seri-Seri Primer
Topoloji
Primer
Kapasitansı,
Primer
Kalite
Sekonder
için
primer
kapasitesi
hesabı
için
primer
kapasitesi
hesabı
Katsayısı,
Katsayısı,
Seri-Seri
Katsayısı,
Kalite
Katsayısı,
Kalite
Katsayısı,
Kalite
Katsayısı,
verilmektedir.
Şekilde
sargının
yükü
direnç
Seri-Seri
Seri-Seri Primer
Topoloji
Primer
Kapasitansı,
Primer
Kalite Katsayısı,
Sekonder
Topoloji
Kapasitansı,
Primer
Kalite
Sekonder
Seri-Seri
Katsayısı,
SeriSeriSeriKatsayısı,
verilmektedir.
Şekilde
yükü gücün
direnç
Kalite
Katsayısı,
Kalite
Katsayısı,
artı
kondansatör
olduğusargının
için
reaktif
Seri-Seri
Seri-Seri
Paralel
Paralel
Paralel
Seri-Seri
Katsayısı,
Katsayısı,
SeriSerifrekans
rekans
kans veve
veişareti
artıSeri-Paralel
kondansatör
olduğu
için
reaktif
gücün
Serieksi olmaktadır. Bu çizelgeden
ParalelParalelParalelSeri-Seri
Seri-Seri
Paralel
Paralel
Paralel
SeriSerimi
mi
[10]
[10]
[10]
Seri
Seri
Serieksi
frekans
kans
veve
vegörüldüğü
işareti
olmaktadır. Bu çizelgeden
Serirekans
ParalelParalel-gibi, sargının kompanze edilmesi
Paralel
Paralel
ParalelParalel
ParalelParalelParalelSeriSerimi
[10]
[10]
görüldüğü
kans
veve
Seri
Seri gibi, sargının kompanze edilmesi
frekans
vedurumunda
mi
[10]
rekans
Seri
ParalelParalelkatına,
Paralel
Paralel
Paralel güç aktarım kapasitesi
ParalelParalel
Paralel
ParalelParalel- güç aktarım kapasitesi
Paralel-Seri
[10]
Seri
mi
[10]
katına,
durumunda
Seri
Paralelrekans
kans
veve
mi
[10]
Seri
ParalelParalelParalel
Paralel değeri ise
anma
VA
√
katına
Paralel
r.
ır.
Çalışma
Çalışma
Çalışma
ParalelParalelmi
[10] anma
Seri
[10]
SeriParalelVA değeri ise
√
katına
Paralel
Paralel
Primer
Primer
Primer sargısı,
sargısı,
sargısı, giriş
giriş
giriş güç
güç
güç katsayısını
katsayısını
katsayısını
Paralel
çıkmaktadır.
n,
,Çalışma
kaynak
kaynak
kaynak
ır.
Çalışma
ParalelParalelr.
Çalışma
çıkmaktadır.
Paralel-Paralel
Paralel
Paralel
iyileştirmek
iyileştirmek
iyileştirmek
için,
için,
için,
sekonder
sekonder
sekonder
sargısı
sargısı
sargısı
dakatsayısını
da
da
aktarılan
aktarılan
aktarılan
Primer
Primer
sargısı,
giriş
giriş
güç
güç
katsayısını
2. sargısı,
Omik
yük
için
sekonder
kn,
olur
olur
[11].
[11].
[11]. Çizelge
kaynak
kaynak
Çalışma
ır.
Çalışma
Primer
sargısı,
giriş
katsayısını
,lur
kaynak
r.
Çalışma
Çizelge
2. Omik
yük
içingüçsekonder
gücü
gücü
gücü
yükseltmek
yükseltmek
yükseltmek
için
için
için
kompanze
kompanze
kompanze
edilir.
edilir.
edilir.
Eğer
Eğer
Eğer
iyileştirmek
iyileştirmek
için,
için,
sekonder
sekonder
sargısı
sargısı
da
da
aktarılan
aktarılan
Primer
sargısı,
giriş
güç
katsayısını
Primer
sargısı,
giriş
güç
katsayısını
m
m
kaybını
kaybını
kaybını
kn,
olur
[11].
[11].
kaynak
sargısının
maksimum
aktarım
değerleri
kaynak
iyileştirmek
için,güç
sekonder
aktarılan
Primer
sargısı,
giriş sargısı
güç dakatsayısını
r.
Çalışma
Çalışma
olur
[11].
,lur
kaynak
sargısının
maksimum
güç
aktarım
değerleri
Sargı iyileştirmek
Kompanze
Seri
Paralel
primere
primere
primere
yansıyan
yansıyan
yansıyan
empedans,
empedans,
empedans,
primerin
primerin
primerin
öz
öz
öz Şekil
gücü
gücü
yükseltmek
yükseltmek
için
için
kompanze
kompanze
edilir.
edilir.
Eğer
Eğer
için,
sekonder
sargısı
da
aktarılan
iyileştirmek
için,
sekonder
sargısı
da
aktarılan
eya
paralel
paralel
paralel
Primer
sargısı,
giriş
güç
katsayısını
m
kaybını
kaybını
lur
[11].
Primer
sargısı,
giriş
güç
katsayısını
kya
olur
[11].
gücü
için
kompanze
edilir.
Eğer
kompanzasyon
topolojisi
[12]
iyileştirmek
için,
sargısı
da
aktarılan
,olur
kaynak
kaynak
Şekil 10:
SPSSPS
Kompanzasyon
Topolojisi
[12]
m
kaybını
[11].
Sargı
Kompanze
Seri
Paralel
Çizelge
2’de,yükseltmek
yükün
dirençsekonder
olması
durumunda,
kompanze
Şekil10.
10.
SPS
kompanzasyon
topolojisi
[12]
Parametreleri
edilmemiş
Kompanzasyon
Kompanzasyo
endüktansının
endüktansının
endüktansının
yanında
yanında
yanında
ihmal
ihmal
ihmal
edilebilir
edilebilir
edilebilir
primere
primere
yansıyan
yansıyan
empedans,
empedans,
primerin
primerin
öz
öz
gücü
yükseltmek
için
kompanze
edilir.
Eğer
Parametreleri
edilmemiş
Kompanzasyon
Kompanzasyo
gücü
yükseltmek
için
kompanze
edilir.
Eğer
bilir.
ilir.
r.
Temel
Temel
Temel
iyileştirmek
için,
sekonder
sargısı
da
aktarılan
eya
paralel
paralel
kaybını
iyileştirmek
için, sekonder
sargısı
da
m
kaybını
primere
empedans,
primerin
öz
gücü yükseltmek
için
kompanze
edilir.
Eğer
olur
[11].(Max.
lur
[11].
edilmemiş,
seri yansıyan
kompanze
edilmiş
ve paralel
kompanze
ya
paralel
m
kaybını
Değerler)
naktarılan
(Max.düzeyde
Değerler)
n
düzeyde
düzeyde
ise
ise
ise
yalnızca
yalnızca
primer
primer
sargısını
sargısını
endüktansının
endüktansının
yanında
yanında
ihmal
ihmal
edilebilir
primere
empedans,
primerin
özöz
primere
yansıyan
empedans,
primerin
öz Şekil 11‘de endüktif TGA sisteminin devre
|yansıyan
||
| yalnızca
kil
il
9‘da
9‘da
9‘da
edilmiş
sekonder
sargıları
tarafından
aktarılabilen
maksigücü
yükseltmek
için
edilir.
Eğer
bilir.
r.kaybını
Temel
Temel
VA
değeri
paralel
| | empedans,
||||kompanze
| | primer
| |edilir.
||||edilebilir
|sargısını
gücü
yükseltmek
kompanze
Eğer
eya
paralel
endüktansının
yanında
ihmal
edilebilir
primere
primerin
m
kaybını
ilir.
Temel
ya
paralel
| yansıyan
|| | için
VA değeri
|
Şekil 11‘de endüktif TGA sisteminin devre
verilmektedir.
Şekilde
sargının
yükü
direnç
mum
aktif
ve
reaktif
güç
değerleri,
kalite
katsayısına
bağlı
kompanze
kompanze
kompanze
etmek
etmek
etmek
yeterli
yeterli
yeterli
olabilir
olabilir
olabilir
[12].
[12].
[12].
düzeyde
düzeyde
ise
ise
yalnızca
yalnızca
primer
primer
sargısını
sargısını
endüktansının
yanında
ihmal
edilebilir
endüktansının
yanında
ihmal
edilebilir
Şekil verilmektedir.
11’de endüktif TGA
sisteminin
devre şeması verilprimere
yansıyan
empedans,
primerin
öz
kil
9‘da
9‘da
r.
Temel
primere
yansıyan
empedans,
primerin
öz
bilir.
Temel
düzeyde
ise yalnızca
sargısını şeması
endüktansının
yanında primer
ihmal edilebilir
paralel
paralel
ilya
9‘da
ilir.
Temel
Tek
fazlı
bir
şeması
verilmektedir.
Tek
fazlıbeslenen
bir eviriciden
eviriciden
artı kondansatör
olduğu
için
reaktif
gücün
olarak
verilmektedir.
Şekilde
sargının
yükü
direnç
artı
konmektedir.
Tek
fazlı
bir
eviriciden
bu sistemde
Çizelge
Çizelge
Çizelge
2‘de,
2‘de,
2‘de,
yükün
yükün
yükün
direnç
direnç
direnç
olması
olması
olması
kompanze
kompanze
etmek
etmek
yeterli
yeterli
olabilir
olabilir
[12].
[12].
düzeyde
ise
yalnızca
primer
sargısını
düzeyde| | verilmektedir.
ise
yalnızca
primer
sargısını
verilmektedir.
verilmektedir.
verilmektedir.
verilmektedir.
Şekilde
Şekilde
sargının
sargının
Şekilde
yükü
yükü
yükü
direnç
direnç
yükü
yükü
direnç
direnç bu sistemde LCL kompanzasyon
mında
mında
nda
ilk
ilk
ilk
endüktansının
yanında
ihmal
edilebilir
9‘da
endüktansının
ihmal
edilebilir
kil
9‘da
||etmek
|Şekilde
kompanze
yeterli
olabilir
[12].
düzeyde
ise
yalnızca
primer
sargısını
Aktif
güç
Temel
| | sargının
||
| |Şekilde
| | sargının
||sargının
|direnç
r. Temel
ililir.
9‘da
beslenen
||
| yanında
Aktif
güç
||
||
|
işareti
eksi
olmaktadır.
Bu
çizelgeden
verilmektedir.
Şekilde
sargının
yükü
direnç
dansatör
olduğu
için
reaktif
gücün
işareti
eksi
olmaktadır.
beslenen
bu
sistemde
LCL
kompanzasyon
verilmektedir.
verilmektedir.
Şekilde
sargının
Şekilde
yükü
sargının
direnç
yükü
direnç
LCL
kompanzasyon
devresi
kullanılmaktadır.
Eviricinin
verilmektedir.
Şekilde
sargının
yükü
direnç
durumunda,
durumunda,
durumunda,
kompanze
kompanze
kompanze
edilmemiş,
edilmemiş,
edilmemiş,
seri
seri
seri gücün
Çizelge
Çizelge
2‘de,
2‘de,
yükün
yükün
direnç
direnç
olması
olması
kompanze
etmek
yeterli
olabilir
[12].
kompanze
etmek
yeterli
olabilir
[12].sargısını
artı
artı
artı
kondansatör
kondansatör
kondansatör
artı
artı
kondansatör
olduğu
kondansatör
olduğu
olduğu
için
için
için
olduğu
olduğu
reaktif
reaktif
reaktif
için
gücün
için
gücün
gücün
reaktif
reaktif
gücün
ğeri
eri
iilmında
seçilir.
seçilir.
seçilir.
düzeyde
ise
yalnızca
primer
sargısını
nda
ilk
ilk
düzeyde
ise
yalnızca
primer
Çizelge
2‘de,
yükün
direnç
olması
kompanze
etmek
yeterli
olabilir
[12].
9‘da
9‘da
mında
ilk
görüldüğü
gibi,
sargının
kompanze
edilmesi
Bu
çizelgeden
görüldüğü
gibi,
sargının
kompanze
edilmesi
devresi
kullanılmaktadır.
Eviricinin
artı
kondansatör
olduğu
için
reaktif
gücün
anahtarlama
frekansı
kompanzasyon
devresinin
rezonans
devresi
kullanılmaktadır.
Eviricinin
Reaktif
güç
0
|
||
|
|
||
|
artı
kondansatör
artı
kondansatör
olduğu
için
olduğu
reaktif
için
gücün
reaktif
gücün
Reaktif
güç
02‘de,
|sargının
||için
|olmaktadır.
|çizelgeden
||direnç
| Bu
artı
kondansatör
olduğu
reaktif
gücün
kompanze
kompanze
kompanze
edilmiş
edilmiş
edilmiş
ve
ve
ve
paralel
paralel
paralel
kompanze
kompanze
kompanze
verilmektedir.
Şekilde
yükü
durumunda,
durumunda,
kompanze
kompanze
edilmemiş,
edilmemiş,
seri
seriçizelgeden
Çizelge
yükün
direnç
olması
Çizelge
2‘de,
yükün
direnç
olması
işareti
işareti
işareti
eksi
eksi
eksi
işareti
işareti
olmaktadır.
olmaktadır.
olmaktadır.
eksi
eksi
olmaktadır.
Bu
Bu
Bu
çizelgeden
çizelgeden
Bu
çizelgeden
sekonder
sekonder
etmek
yeterli
olabilir
[12].
ğeri
isekonder
seçilir.
seçilir.
nda
ilkilk
etmek
yeterli
olabilir
[12].
mında
ilk
durumunda
güçdurumunda
aktarım
kapasitesi
katına,
durumunda,
kompanze
edilmemiş,
seri
Çizelge
2‘de,
yükün
direnç
olması
güç
aktarım
kapasitesi
2Q
katına,
anma
VA
eri
seçilir.
mında
frekansına
eşittir.
s
anahtarlama
frekansı
kompanzasyon
işareti
eksi
olmaktadır.
Bu
çizelgeden
anahtarlama
frekansı
kompanzasyon
işareti
eksi
işareti
olmaktadır.
eksi
olmaktadır.
Bu
çizelgeden
Bu
çizelgeden
işareti
eksi
olmaktadır.
Bu
çizelgeden
edilmiş
edilmiş
edilmiş
sekonder
sekonder
sekonder
sargıları
sargıları
sargıları
tarafından
tarafından
tarafından
artı
kondansatör
olduğu
için
reaktif
gücün
kompanze
kompanze
edilmiş
edilmiş
ve
ve
paralel
paralel
kompanze
durumunda,
kompanze
edilmemiş,
seri
durumunda,
kompanze
edilmemiş,
seri edilmesi
görüldüğü
görüldüğü
görüldüğü
gibi,
gibi,
görüldüğü
görüldüğü
sargının
sargının
sargının
gibi,
gibi,
kompanze
kompanze
kompanze
sargının
sargının
edilmesi
edilmesi
edilmesi
kompanze
kompanze
edilmesi
decek
edecek
edecek
bir
bir
birdeğeri
Çizelge
2‘de,
yükün
direnç
olması
sekonder
sekonder
seçilir.
Çizelge
2‘de,
yükün
direnç
olması
ğeri
seçilir.
anma
VA
ise
√gibi,
katına
değeri
ise
katına
çıkmaktadır.
mında
ilk
kompanze
edilmiş
ve
paralel
kompanze
durumunda,
kompanze
edilmemiş,
seri
nda
ilk
sekonder
eri
seçilir.
devresinin
görüldüğü
gibi,
sargının
kompanze
edilmesi
devresininrezonans
rezonans frekansına
frekansına eşittir.
eşittir.
görüldüğü
gibi,
görüldüğü
sargının
gibi,
kompanze
sargının
edilmesi
kompanze
edilmesi
Kompanzasyon
topolojilerinin
kendine
Kompanzasyon
topolojilerinin
kendine
görüldüğü
gibi,
sargının
kompanze
edilmesi
aktarılabilen
aktarılabilen
aktarılabilen
maksimum
maksimum
maksimum
aktif
aktif
aktif
ve
ve
ve
reaktif
reaktif
reaktif
güç
güç
güç
işareti
eksi
olmaktadır.
Bu
çizelgeden
çıkmaktadır.
edilmiş
edilmiş
sekonder
sekonder
sargıları
sargıları
tarafından
tarafından
kompanze
edilmiş
ve
paralel
kompanze
kompanze
edilmiş
ve
paralel
kompanze
durumunda
durumunda
durumunda
güç
güç
güç
durumunda
durumunda
aktarım
aktarım
aktarım
kapasitesi
güç
kapasitesi
güç
kapasitesi
aktarım
aktarım
kapasitesi
kapasitesi
katına,
katına,
katına,
katına,
olojiler
jiler
için
için
için
durumunda,sekonder
kompanze
edilmemiş,
seri katına,
decek
edecek
bir
bir durumunda,
sekonder
kompanze
edilmemiş,
seri
sekonder
edilmiş
tarafından
kompanze
edilmiş
vesargıları
paralel
kompanze
eri
seçilir.
ilojiler
seçilir.
edecek
bir
sekonder
durumunda
güç
aktarım
kapasitesi
katına,
durumunda
güç
durumunda
güç
kapasitesi
aktarım
kapasitesi
katına,
katına,
Çizelge
2. görüldüğü
Omik
yükaktarım
için
sekonder
özgü
avantaj
ve
dezavantajları
vardır.
Hangi
özgü
avantaj
ve
dezavantajları
vardır.
Hangi
durumunda
güç
aktarım
katına,
değerleri,
değerleri,
değerleri,
kalite
kalite
kalite
katsayısına
katsayısına
katsayısına
bağlı
bağlı
olarak
olarak
olarak
sargının
kompanze
edilmesi
aktarılabilen
aktarılabilen
maksimum
maksimum
aktif
aktif
ve
reaktif
reaktif
güç
güç katına
edilmiş
sekonder
sargıları
tarafından
edilmiş
sekonder
sargıları
tarafından
kompanze
edilmiş
ve
paralel
kompanze
olojiler
jiler
için
için
decek
bir
kompanze
edilmiş
vekapasitesi
paralel
kompanze
edecek
bir
aktarılabilen
maksimum
aktif
ve
reaktif
güç
edilmiş
sekonder
sargıları
tarafından
sekonder
sekonder
√
√
√ vebağlı
katına
katına
katına
√
√
katına
anma
anma
anma
VA
VA
VAgibi,
değeri
anma
değeri
anma
değeri
VA
VA
ise
ise
ise
değeri
değeri
ise
ise
lojiler
için
edecek
bir
Çizelge
2:
Omik
Yük
İçin
Sekonder
Sargısının
Maksimum
sargısının
maksimum
güç
aktarım
değerleri
anma
VA
değeri
ise
√
katına
topolojinin
kullanılacağı
uygulamaya
göre
topolojinin
kullanılacağı
uygulamaya
göre
anma
VA
anma
değeri
VA
ise
değeri
√
ise
katına
√
katına
durumunda
güç
aktarım
kapasitesi
katına,
değerleri,
değerleri,
kalite
kalite
katsayısına
katsayısına
bağlı
bağlı
olarak
olarak
aktarılabilen
maksimum
aktif
ve
reaktif
güç
aktarılabilen
maksimum
aktif
ve
reaktif
güç
edilmiş
sekonder
sargıları
tarafından
anma
VA
değeri
ise
√
katına
jiler
edilmiş
sekonder
sargıları
tarafından
olojiler
için
değerleri,
kalite
bağlı
olarak
aktarılabilen
maksimum
aktif
ve
reaktif
güç
edecek
bir Kompanze
decek
bir
Sargı için
Seri
Paralel katsayısına
Güç
Aktarım
Değerleri
çıkmaktadır.
çıkmaktadır.
çıkmaktadır.
çıkmaktadır.
çıkmaktadır.
lojiler
için
Şekil 10. SPS kompanzasyon topolojisi [12]
Parametreleriçıkmaktadır.
edilmemiş
Kompanzasyon
Kompanzasyo
çıkmaktadır.
kararlaştırılır.
Örneğin,
batarya
şarj
kararlaştırılır.
batarya
şarj
çıkmaktadır.
değerleri,
kalite
katsayısına
olarak
değerleri,
kalite
katsayısına
bağlı
olarak
aktarılabilen
maksimum
aktif
vebağlı
reaktif
güç sekonder
çıkmaktadır.
aktarılabilen
maksimum
aktif
vebağlı
reaktif
güç
değerleri,
kalite
katsayısına
olarak
anma
VA değeri
√Omik
katına
lojiler
için
jiler
için
Çizelge
Çizelge
Çizelge
2.
2.
2.Örneğin,
Çizelge
Çizelge
Omik
Omik
Omik
yük
yük
2.
yük
2.
Omik
için
için
için
sekonder
sekonder
yük
sekonder
yük
için
için
sekonder
(Max. Değerler)
n ise
Çizelge
2.
Omik
yük
için
sekonder
uygulamalarında
sabit
akım
ve
sabit
gerilim
| || | değerleri,
VA değeri
|
||
|
|
||
|
uygulamalarında
sabit
akım
ve
sabit
gerilim
Çizelge
2.
Çizelge
Omik
yük
2.
Omik
için
sekonder
yük
için
sekonder
Şekil
11‘de
endüktif
TGA sisteminin devre
kalite
katsayısına
bağlı
olarak
Çizelge
2.
Omik
yük
için
sekonder
Sargı
değerleri,maksimum
kalite
katsayısına
bağlı
olarak
çıkmaktadır.
sargısının
sargısının
sargısının
maksimum
maksimum
sargısının
sargısının
güç
güç
güç
maksimum
maksimum
aktarım
aktarım
aktarım
değerleri
değerleri
güç
değerleri
güç
aktarım
aktarım
değerleri
değerleri
Kompanze
Seri
Paralel
sargısının
maksimum
güç
aktarım
değerleri
Parametreleri
gerekli
olduğundan,
bunu
sağlayabilecek
şeması
verilmektedir.
Tek fazlı
bir eviriciden
sargısının
maksimum
sargısının
güç
maksimum
aktarım
değerleri
güç
aktarım
değerleri
gerekli
olduğundan,
bunu
sağlayabilecek
Sargı
Sargı
Sargı
Kompanze
Sargı
Kompanze
Sargı
Kompanze
Kompanze
Kompanze
Seri
Seri
Seri
Paralel
Paralel
Paralel
Seri
Seri
Paralel
Paralel
sargısının
maksimum
güç
aktarım
değerleri
Kompanzasyon
Kompanzasyon
Çizelge
2.Edilmemiş
Omik
yük
için
sekonder
Şekil
Şekil
Şekil10.
10.
10.SPS
SPS
SPSŞekil
Şekil
kompanzasyon
kompanzasyon
kompanzasyon
10.
10. SPS
SPS kompanzasyon
kompanzasyon
topolojisi
topolojisi
topolojisi[12]
[12]
[12]
topolojisi
topolojisi [12]
[12]
| (Max.
||Sargı
| Değerler)
Aktif güç
|
||
|
|
||
|
Kompanze
Seri
Paralel
beslenen
bu
sistemde
LCL
kompanzasyon
Parametreleri
Parametreleri
Parametreleri
edilmemiş
Parametreleri
edilmemiş
Parametreleri
edilmemiş
Kompanzasyon
Kompanzasyon
Kompanzasyon
edilmemiş
edilmemiş
Kompanzasyo
Kompanzasyo
Kompanzasyon
Kompanzasyo
Kompanzasyon
Kompanzasyo
Kompanzasyo
Sargı
Sargı
Kompanze
Kompanze
Seri
Paralel
Seri
Paralel
Şekil
10.
SPS
kompanzasyon
topolojisi
[12] [12]
topolojinin
kullanılması
gereklidir.
Hareket
Sargı
Kompanze
Seri
Paralel
Sargı
Kompanze
Seri
Paralel
Şekil n10.
SPS
Şekil
kompanzasyon
10.
SPS kompanzasyon
topolojisi
[12]
topolojisi
topolojinin
kullanılması
gereklidir.
Hareket
Şekil
10.
SPS
kompanzasyon
topolojisi
[12]
sargısının
maksimum
güç
aktarım
değerleri
Parametreleri
edilmemiş
Kompanzasyon
Kompanzasyo
(Max.
(Max.
(Max.
Değerler)
Değerler)
Değerler)
(Max.
(Max.
Değerler)
Değerler)
n
n
n
n
Parametreleri
edilmemiş
Kompanzasyon
Kompanzasyo
Kompanzasyon
Kompanzasyo
devresi
kullanılmaktadır.
Eviricinin
edilmemiş
Kompanzasyon
Kompanzasyo
Parametreleri
Kompanzasyo
Reaktif güç Parametreleri
0Parametreleri
| || şarj
| edilmemiş
| edilmemiş
|| | Kompanzasyon
halindeyken
gerektiren
uygulamalarda
(Max.
Değerler)
n|| |||||
Sargı
Sargı
Kompanze
Kompanze
halindeyken
gerektiren
uygulamalarda
(Max.
Değerler)
(Max.şarj
Değerler)
n
|VA
|| değeri
||değeri
|||| |||
|Seri
||||||| || n ||||Paralel
VA
VA
VAdeğeri
değeri
değeri
VA
||| Seri
|||||||anahtarlama
|Paralel
||n||
|| ||||kompanzasyon
|Şekil
|
(Max.
Değerler)
n||||
(Max.
Değerler)
Şekil
10.
SPSendüktif
kompanzasyon
topolojisi
[12]
frekansı
Şekil
Şekil
11‘de
11‘de
11‘de
endüktif
Şekil
endüktif
Şekil
11‘de
11‘de
TGA
TGA
TGA
endüktif
endüktif
sisteminin
sisteminin
sisteminin
TGA
TGA
devre
devre
devre
sisteminin
sisteminin devre
devre
VA
değeri
| ||uzun
|
VA değeriVA
| bir
|| | ||hat
|| |
Parametreleri
Parametreleri
Kompanzasyon
Kompanzasyo
| değeri
|| edilmemiş
|edilmemiş
| ||
Şekil 11‘de
11‘de
endüktif
TGA sisteminin
sisteminin
devre devre
sargısı
olarak
VA primer
değeri
| ||bir
|| Kompanzasyo
|||||rezonans
|| Şekil
|
|| ||| | || ||Kompanzasyon
|| ||
VA değeri
değeri
|| devresinin
|| || | frekansına
VA
|| hat||
||
11‘de
endüktif
Şekil
11‘de
TGA
endüktif
sisteminin
TGA
devre
sisteminin
eşittir.
primer
sargısı
uzun
olarak
Şekil
endüktif
TGA
devre
Kompanzasyon
kendine
şeması
şeması
şemasıverilmektedir.
verilmektedir.
verilmektedir.
şeması
şeması verilmektedir.
verilmektedir.
Tek
Tek
Tekfazlı
fazlı
fazlıbir
bir
birTek
Tek
eviriciden
eviriciden
eviriciden
fazlı
fazlı bir
bir eviriciden
eviriciden
(Max.
(Max.topolojilerinin
Değerler)
Değerler)
nn
şeması
verilmektedir.
Tek bir
fazlı
bir
eviriciden
döşendiğinden,
kaçak
reaktans
üzerindeki
verilmektedir.
Tek fazlı
Tek
eviriciden
fazlı
bir
eviriciden
|kaçak
|Aktif
||||güç
||Hangi
VA
değeri
değeri
özgü avantaj
veVA
dezavantajları
vardır.
|| || ||
||
||||| ||üzerindeki
|| |||| ||
||||
|| ||
||güç
|| reaktans
|||||| |||
verilmektedir.
Tek
fazlı
bir
eviriciden
Aktif
Aktif
Aktif
güç
güç
güç
Aktif
||||
|| || |||| şeması
|| şeması
||verilmektedir.
||Şekil
|| şeması
döşendiğinden,
11‘de
endüktif
TGA
sisteminin
devre
beslenen
beslenen
beslenen
bu
bu
bubeslenen
beslenen
sistemde
sistemde
sistemde
bu
bu
LCL
LCL
LCL
sistemde
sistemde
kompanzasyon
kompanzasyon
kompanzasyon
LCL
LCL
kompanzasyon
kompanzasyon
| || |yüksektir
| |göre
Aktif güç Aktif
|
||
|
|
||
|
|
||
|
||
|
beslenen
bu
sistemde
LCL
kompanzasyon
gerilim
düşümü
ve
kaynak
Aktif
güç
güç
||
|
|
|
||
||
|
|
|
||
|
topolojinin
kullanılacağı
uygulamaya
| ||
|| ||
|
Aktif
güç
|
||
|
|
||
|
Aktif
güç
|
||
|
|
||
|
beslenen
bu
beslenen
sistemde
bu
LCL
sistemde
kompanzasyon
LCL
kompanzasyon
Aktif
güç
beslenen
bu
sistemde
LCL
kompanzasyon
gerilim
düşümü
kaynak
verilmektedir.
Tek kullanılmaktadır.
fazlı
bir eviriciden
11.
sisteminde
kullanılan
klasik Eviricinin
devresi
devresi
devresi
kullanılmaktadır.
devresi
kullanılmaktadır.
kullanılmaktadır.
kullanılmaktadır.
Eviricinin
Eviricinin
Eviricinin
Eviricinin
Şekil
TGA TGA
Sisteminde
Kullanılan
Klasik
Güç
Reaktif
Reaktif
Reaktifgüç
güç
güç
Reaktif
Reaktif
000yüksektir
güç
güçşarj ||| ||||||00|ve
||
||| |||||| |||
|şeması
|devresi
||
||Şekil
|| 11:
kararlaştırılır.geriliminin
Örneğin,
batarya
Şekil
11.
TGA
sisteminde
kullanılan
klasik
devresi
kullanılmaktadır.
Eviricinin
yeterince
yüksek
olması
gereklidir.
Reaktif
güç
0 yüksek
devresi
kullanılmaktadır.
kullanılmaktadır.
Eviricinin
Eviricinin
|| || | | gereklidir.
|| || | | devresi
Dönüştürücü
Yapısı
[13]
||
||| || 0 || |||olması
Aktif
Aktif
güç
güç
||
||||
||||
devresi
kullanılmaktadır.
Eviricinin
Reaktif
güç
Reaktif
0 güç|| ||
|| || ||| ||
|| | beslenen
bu
sistemde
LCL
kompanzasyon
geriliminin
yeterince
Reaktif
güç
0
güç
dönüştürücü
yapısı
[13]
||
|
||
|
Reaktif
güç
0
anahtarlama
anahtarlama
anahtarlama
anahtarlama
anahtarlama
frekansı
frekansı
frekansı
frekansı
frekansı
kompanzasyon
kompanzasyon
kompanzasyon
kompanzasyon
kompanzasyon
|
|
uygulamalarında
akım ve sabit seri
gerilim
güçfrekansı
dönüştürücü
yapısıkompanzasyon
[13] kompanzasyon
anahtarlama
frekansı
kompanzasyon
Bu sabit
uygulamalarda
kompanzasyon daha anahtarlama
anahtarlama
frekansı
kompanzasyon
anahtarlama
frekansı
devresi
kullanılmaktadır.
Eviricinin
Bu Reaktif
uygulamalarda
seri
kompanzasyon
daha
devresinin
devresinin
devresinin
rezonans
rezonans
rezonans
devresinin
devresinin
frekansına
frekansına
frekansına
rezonans
rezonans
eşittir.
eşittir.
eşittir.
frekansına
frekansına
eşittir.
eşittir.
gerekli olduğundan,
bunu
sağlayabilecek
Reaktif
Reaktif
güç
güç
0
0
|| ||
|| ||
||kendine
||
|| ||
güç
Kompanzasyon
Kompanzasyon
Kompanzasyon
Kompanzasyon
Kompanzasyon
topolojilerinin
topolojilerinin
topolojilerinin
topolojilerinin
topolojilerinin
kendine
kendine
kendine
kendine
devresinin
rezonans
frekansına
eşittir.
caziptir.
Böylece
kaynak
geriliminin
uygunkendine
devresinin
rezonans
devresinin
frekansına
rezonans
eşittir.
frekansına
eşittir.
Kompanzasyon
topolojilerinin
kendine
devresinin
rezonans
frekansına
eşittir.
topolojinin caziptir.
kullanılması
gereklidir.
Hareket
Kompanzasyon
Kompanzasyon
topolojilerinin
topolojilerinin
kendine
anahtarlama
frekansı
kompanzasyon
Sargı
Yapıları
Böylece
kaynak
geriliminin
uygun
Kompanzasyon
topolojilerinin
kendine
Sargı
özgü
özgü
özgü
avantaj
avantaj
avantaj
özgü
özgü
ve
ve
ve dezavantajları
dezavantajları
dezavantajları
avantaj
avantaj ve
ve dezavantajları
dezavantajları
vardır.
vardır.
vardır.
Hangi
Hangi
Hangi
vardır.
vardır. Sargı
Hangi
HangiYapıları
seviyelere
düşürülmesi
mümkün
Yapıları
halindeyken
şarj
gerektiren
uygulamalarda
özgü
avantaj
ve
dezavantajları
vardır.
Hangi Hangidevresinin
özgü
avantaj
özgü
ve
dezavantajları
avantaj
ve
dezavantajları
vardır.
Hangi
vardır.
rezonans
eşittir.
Gevşek
bağlaşımlı
güç aktarımında,
sargı
özgü
avantaj
ve
dezavantajları
vardır.
Hangi
seviyelere
düşürülmesi
mümkün
Kompanzasyon
topolojilerinin
kendine
Gevşek
bağlaşımlı
güçfrekansına
aktarımında,
sargı tasarımı
önemli
topolojinin
topolojinin
topolojinin
kullanılacağı
topolojinin
kullanılacağı
topolojinin
kullanılacağı
kullanılacağı
kullanılacağı
uygulamaya
uygulamaya
uygulamaya
uygulamaya
uygulamaya
göre
göre
göre
göre
göre
primer sargısı
uzun
bir
hat
olarak
olabilmektedir.
Sekonderde,
yüke
sabit
bir
Gevşek
bağlaşımlı
güç
aktarımında,
sargı
topolojinin
kullanılacağı
uygulamaya
göre
topolojinin
topolojinin
kullanılacağı
kullanılacağı
uygulamaya
uygulamaya
göre
göre
tasarımı
önemli
bir
yer
tutar.
Düşük
güçlü
bir
yer
tutar.
Düşük
güçlü
uygulamalarda
MHz
seviyesintopolojinin
kullanılacağı
uygulamaya
göre
olabilmektedir.
Sekonderde,
yüke
sabit Hangi
bir
özgü
avantaj
veüzerindeki
dezavantajları
vardır.
kararlaştırılır.
kararlaştırılır.
kararlaştırılır.
kararlaştırılır.
kararlaştırılır.
Örneğin,
Örneğin,
Örneğin,
batarya
Örneğin,
batarya
Örneğin,
batarya
şarj
şarj
şarj
batarya
batarya
şarj
şarj önemli bir yer tutar. Düşük güçlü
döşendiğinden,
kaçak
reaktans
gerilim
sağlayabilmek
için Örneğin,
seri
kompanzasyon,
Kompanzasyon
topolojilerinin
kendine
özgü avantaj
tasarımı
kararlaştırılır.
Örneğin,
batarya
şarjve şarj
deki frekanslar,
güç düzeyi
arttıkça 10-150
kHz aralığında
kararlaştırılır.
Örneğin,
batarya
şarj
batarya
uygulamalarda
MHz
seviyesindeki
frekanslar,
kararlaştırılır.
Örneğin,
batarya
şarj
gerilim kararlaştırılır.
düşümü
yüksektir
ve
kaynak
gerilim
sağlayabilmek
için
seri
kompanzasyon,
topolojinin
kullanılacağı
uygulamaya
göre
uygulamalarında
uygulamalarında
uygulamalarında
uygulamalarında
uygulamalarında
sabit
sabit
sabit
akım
akım
akım
ve
ve
ve
sabit
sabit
sabit
sabit
sabit
akım
akım
gerilim
gerilim
gerilim
ve
ve
sabit
sabit
gerilim
gerilim
dezavantajları
vardır. Hangi topolojinin
kullanılacağı
uy- uygulamalarda
Şekil
11.
TGA sisteminde
kullanılan
klasik MHzsargılardaki
sabit
akım
sağlayabilmek
için
ise
paralel
seviyesindeki
frekanslar,
olur.
Bu
frekanslarda
deri
ve
yaklaşım
etkilerini
uygulamalarında
sabit
akım
ve
sabit
gerilim
geriliminin
yeterince
yüksek
olması
gereklidir.
uygulamalarında
uygulamalarında
sabit
akım
ve
sabit
sabit
akım
gerilim
ve
sabit
gerilim
güç [13]
düzeyi arttıkça 10-150 kHz aralığında
uygulamalarında
sabit
akım
ve
sabit
gerilim
gulamaya
göre
kararlaştırılır.
Örneğin,
batarya
şarj
uygulakararlaştırılır.
Örneğin,
batarya
şarjsağlayabilecek
sabit
akım
sağlayabilmek
için
ise
paralel
gerekli
gerekli
gerekli
olduğundan,
olduğundan,
olduğundan,
gerekli
gerekli
olduğundan,
olduğundan,
bunu
bunu
bunu
sağlayabilecek
sağlayabilecek
sağlayabilecek
bunu
bunu
sağlayabilecek
güç
dönüştürücü
yapısı
kompanzasyon
gereklidir.
Primerde
de
seri
engellemek
için
yalıtılmış
litz
sargılar
kullanılır.
Sargı
keBu uygulamalarda
seri
kompanzasyon
daha
güç
düzeyi
arttıkça 10-150
kHz aralığında
gerekli
olduğundan,
bunu
sağlayabilecek
gerekli
olduğundan,
gerekli
olduğundan,
bunu
sağlayabilecek
sağlayabilecek
olur.
Bu frekanslarda
sargılardaki
deri ve
malarında
sabit
akım
ve
sabitakım
gerilim
gerekli
olduğundan,
gerekli
olduğundan,
bunu
sağlayabilecek
uygulamalarında
sabit
vebunu
sabitde
gerilim
topolojinin
topolojinin
topolojinin
kullanılması
kullanılması
topolojinin
kullanılması
topolojinin
kullanılması
kullanılması
gereklidir.
gereklidir.
gereklidir.
Hareket
Hareket
Hareket
gereklidir.
gereklidir.
Hareket
Hareket
kompanzasyon
gereklidir.
Primerde
seri
siti akım yoğunluğuna ve kompanzasyon yapısında dikkate
caziptir. Böylece
kaynak
geriliminin
uygun
kapasitör
ile
primer
gerilimi
düşürülürken,
topolojinin
kullanılması
gereklidir.
Hareket
olur.
Bu etkilerini
frekanslarda
sargılardaki
deri yapıldığı
ve
bunu
sağlayabilecek
topolojinin
kullanılması
gereklidir.
Sargı
Yapıları
topolojinin
kullanılması
topolojinin
kullanılması
gereklidir.
Hareket
gereklidir.
Hareket
yaklaşım
yalıtılmış
topolojinin
kullanılması
gereklidir.
Hareket
alınan sargı
direncineengellemek
bağlıdır. Enerjiiçin
transferinin
gerekli
olduğundan,
bunu
sağlayabilecek
halindeyken
halindeyken
halindeyken
halindeyken
halindeyken
şarj
şarj
şarj
gerektiren
gerektiren
gerektiren
şarj
şarj
uygulamalarda
uygulamalarda
uygulamalarda
gerektiren
gerektiren
uygulamalarda
uygulamalarda
seviyelere kapasitör
düşürülmesi
mümkün
ile
primer
gerilimi
düşürülürken,
paralel
kondansatörle
de
primer
akımının
Hareket
halindeyken
şarj
gerektiren
uygulamalarda
primer
Gevşek
bağlaşımlı
güç
aktarımında,
sargı
halindeyken
şarjsabit
gerektiren
uygulamalarda
yaklaşım
etkilerini
engellemek
yalıtılmış
halindeyken
halindeyken
şarj
gerektiren
şarj
uygulamalarda
gerektiren
uygulamalarda
litzolarak
sargılar
kullanılır.
Sargıiçin
kesiti
akım katprimer
ve
sekonder
sargı
arasındaki
mesafe,
bağlaşım
halindeyken
şarj
gerektiren
uygulamalarda
olabilmektedir.
Sekonderde,
yüke
bir
topolojinin
kullanılması
gereklidir.
Hareket
primer
primer
primer
sargısı
sargısı
sargısı
primer
primer
uzun
uzun
uzun
sargısı
sargısı
bir
bir
bir
uzun
uzun
hat
hat
hat
olarak
olarak
bir
olarak
birbir yer
hat
hattutar.
olarak
paralel
kondansatörle
de
primer
akımının
sargısı
uzun
bir
hat
olarak
döşendiğinden,
kaçak
reaktans
yükseltilmesi
sağlanır
[11].
tasarımı
önemli
Düşük
güçlü
primer
sargısı
uzun
bir
hat
olarak
sayısı
için
kritik
öneme
sahiptir.
Bu
nedenle
genelde
litz
sargılar
kullanılır.
Sargı
kesiti
akım
gerilim sağlayabilmek
için
seri
kompanzasyon,
primer
sargısı
primer
uzun
sargısı
bir
uzun
hat
olarak
birüzerindeki
hat
olarak
yoğunluğuna
ve kompanzasyon yapısındaŞekil
primer
sargısı
uzun
bir
hat
olarak
halindeyken
şarj
gerektiren
uygulamalarda
döşendiğinden,
döşendiğinden,
döşendiğinden,
döşendiğinden,
döşendiğinden,
kaçak
kaçak
kaçak
reaktans
reaktans
reaktans
kaçak
kaçak
üzerindeki
üzerindeki
reaktans
reaktans
üzerindeki
üzerindeki
üzerindeki
gerilim
düşümü
yüksektir
ve
kaynak
geriliminin
uygulamalarda
MHz seviyesindeki
frekanslar,
yükseltilmesi
sağlanır
[11].
Primer
ve
sekonder
sargıları
eş
merkezli
12’deki
gibi
sarmal
sargı
yapıları kullanılmıştır.
sabit akım
sağlayabilmek
için
ise
paralel
döşendiğinden,
kaçak
reaktans
üzerindeki
kompanzasyon
yapısında
döşendiğinden,
döşendiğinden,
kaçak
reaktans
kaçak
üzerindeki
reaktans
üzerindeki
dikkate
alınan ve
sargı
direncine
bağlıdır.
Enerji
döşendiğinden,
kaçak
reaktans
üzerindeki
yeterince
yüksek
olması
gereklidir.
Bu
uygulamalarda
serive
güç
düzeyi
arttıkça
10-150
kHz aralığında
primer
sargısı
uzun
bir
hat
olarak
gerilim
gerilim
gerilim
düşümü
düşümü
düşümü
gerilim
gerilim
yüksektir
yüksektir
yüksektir
düşümü
düşümü
ve
ve
yüksektir
ve
yüksektir
kaynak
kaynak
kaynak
ve yoğunluğuna
kaynak
kaynak
Primer
ve
sekonder
sargıları
eş
merkezli
olmadığında
bağlaşım
katsayısı
ciddi
oranda
kompanzasyon
gereklidir.
Primerde
de
seri
Şekil
Şekil
Şekil
11.
11.
11.
TGA
TGA
TGA
Şekil
Şekil
sisteminde
sisteminde
sisteminde
11.
11.
TGA
TGA
kullanılan
kullanılan
kullanılan
sisteminde
sisteminde
klasik
klasik
klasik
kullanılan
kullanılan
klasik
gerilim
düşümü
yüksektir
ve
kaynak
Kaçak
akıyı
azaltmak
ve
bağlaşımı
arttırmak
için
Şekil klasik
gerilim
düşümü
gerilim
yüksektir
düşümü
ve
yüksektir
kaynak
veolması
kaynak
olur.
Bu
frekanslarda
sargılardaki
deri
ve
kompanzasyon
daha
caziptir.
Böylece
kaynak
geriliminin
dikkate
alınan
sargısisteminde
direncine
bağlıdır.
Enerji
transferinin
yapıldığı
primer ve
sekonder
sargı
gerilim
düşümü
yüksektir
ve
kaynak
döşendiğinden,
kaçak
reaktans
üzerindeki
Şekil
11.
TGA
kullanılan
klasik
geriliminin
geriliminin
geriliminin
yeterince
yeterince
yeterince
geriliminin
geriliminin
yüksek
yüksek
yüksek
yeterince
yeterince
olması
olması
olması
yüksek
yüksek
gereklidir.
gereklidir.
gereklidir.
olması
gereklidir.
gereklidir.
kapasitör ile
primer
gerilimi
düşürülürken,
Şekil
11.
TGA
Şekil
sisteminde
11.
TGA
kullanılan
sisteminde
klasik
kullanılan
klasik
olmadığında
bağlaşım
katsayısı
ciddi
oranda
azalır
ve
yüke
aktarılan
güç
azalır.
Bazı
Şekil
11.
TGA
sisteminde
kullanılan
klasik
12’deki
gibi
ferit
nüveler
ve
ekranlayıcı
alüminyum
kulgüç
güç
güç
dönüştürücü
dönüştürücü
dönüştürücü
güç
güç
yapısı
dönüştürücü
yapısı
dönüştürücü
yapısı
[13]
[13]
[13]
yapısı
yapısı
[13]
[13]
geriliminin
yeterince
yüksek
olması
gereklidir.
yaklaşım
etkilerini
engellemek
için
yalıtılmış
uygun
seviyelere
düşürülmesi
mümkün
olabilmektedir.
yeterince
geriliminin
yüksek
yeterince
olması
yüksek
gereklidir.
olması
gereklidir.
arasındaki
mesafe,
bağlaşım
katsayısı
için
transferinin
yapıldığı
primer
ve sekonder
sargı
geriliminin
yeterince
yüksek
olması
gereklidir.
paralel geriliminin
kondansatörle
de düşümü
primer
akımının
gerilim
yüksektir
ve
kaynak
güç
dönüştürücü
yapısı
[13]
Bu
Bu
Buve
uygulamalarda
uygulamalarda
uygulamalarda
Bu
Bu
uygulamalarda
seri
seri
seri
kompanzasyon
kompanzasyon
kompanzasyon
seri
seri
kompanzasyon
kompanzasyon
daha
daha
daha
daha
daha
güç
dönüştürücü
güç
dönüştürücü
yapısı
[13]
yapısı
[13]
kompanzasyon
topolojileri
bu
tür
durumlardan
azalır
yüke
aktarılan
güç
azalır.
Bazı
güç
dönüştürücü
yapısı
[13]
lanılabilir
[14].
Sargılar
nüvenin
içine
gömülecek
şekilde
litz
sargılar
kullanılır.
Sargı
kesiti
akım
Sekonderde,
yüke
sabituygulamalarda
bir
gerilim
sağlayabilmek
için
seri daha
Şekil
11.
TGA
sisteminde
kullanılan
klasik
Bu
uygulamalarda
seri
kompanzasyon
daha
Bu
uygulamalarda
Bu
uygulamalarda
seri
kompanzasyon
seri
kompanzasyon
daha
yükseltilmesi sağlanır
[11]. Böylece
kritik
öneme
sahiptir.
Bu
nedenle
genelde
arasındaki
mesafe,
bağlaşım
katsayısı
için
Bu
uygulamalarda
seri
kompanzasyon
daha
geriliminin
yeterince
yüksek
olması
gereklidir.
caziptir.
caziptir.
caziptir.
Böylece
Böylece
caziptir.
caziptir.
kaynak
kaynak
kaynak
Böylece
Böylece
geriliminin
geriliminin
geriliminin
kaynak
kaynak
uygun
uygun
geriliminin
uygun
geriliminin
uygun
uygun
yoğunluğuna
ve
kompanzasyon
yapısında
nüve
yapısı
da
kullanılabilir
[15,
16],
ancak
bu
durumda
kompanzasyon,
sabit
akım
sağlayabilmek
için
ise
paralel
fazla
etkilenmezler.
Bunlardan
bir
tanesi
de
kompanzasyon
topolojileri
bu
tür
durumlardan
güç
dönüştürücü
[13] genelde
caziptir.
Böylece
kaynak
geriliminin
uygun
Sargı
Sargı
Sargı
Yapıları
Yapıları
Yapıları
Sargı
Sargı Yapıları
Yapıları
Primercaziptir.
ve
sekonder
sargıları
eşBöylece
merkezli
Böylece
caziptir.
kaynak
geriliminin
kaynak
uygun
geriliminin
uygun
Şekil
12‘deki
gibi
sargı
yapıları
caziptir.
Böylece
kaynak
geriliminin
uygun
kritik
öneme
Buyapısı
nedenle
dikkate
alınan
sargı ile
direncine
bağlıdır.
Enerji
Bu
uygulamalarda
seri
kompanzasyon
daha
kullanılan
nüvesahiptir.
miktarı
vesarmal
maliyet
artar.
Elektrikli
araçların
Sargı
Yapıları
kompanzasyon
gereklidir.
Primerde
de
seri
kapasitör
seviyelere
seviyelere
seviyelere
seviyelere
seviyelere
düşürülmesi
düşürülmesi
düşürülmesi
düşürülmesi
düşürülmesi
mümkün
mümkün
mümkün
mümkün
mümkün
Sargı
Yapıları
Sargı
Yapıları
Şekil
10‘da
verilen,
yüksek
hizalama
toleransı
Sargı
Yapıları
olmadığında
bağlaşım
katsayısı
ciddi
oranda
fazla
etkilenmezler.
Bunlardan
bir
tanesi
de
Gevşek
Gevşek
Gevşek
bağlaşımlı
bağlaşımlı
bağlaşımlı
Gevşek
Gevşek
güç
güç
güç
bağlaşımlı
bağlaşımlı
aktarımında,
aktarımında,
aktarımında,
güç
güç
aktarımında,
sargı
aktarımında,
sargı
sargı
sargı
sargı
seviyelere
düşürülmesi
mümkün
seviyelere
seviyelere
düşürülmesi
düşürülmesi
mümkün
mümkün
kullanılmıştır.
transferinin
yapıldığı
primer
ve
sekonder
sargı
şarjı
için
kullanılan
TGA’da
sekonder
sargı aracın
üzerine
seviyelere
düşürülmesi
mümkün
primer
gerilimi
düşürülürken,
paralel
kondansatörle
de
Şekil
12‘deki
gibi
sarmal
sargı
yapıları
caziptir.
Böylece
kaynak
geriliminin
uygun
Gevşek
bağlaşımlı
güç
aktarımında,
sargı
olabilmektedir.
olabilmektedir.
olabilmektedir.
olabilmektedir.
olabilmektedir.
Sekonderde,
Sekonderde,
Sekonderde,
Sekonderde,
Sekonderde,
yüke
yüke
yüke
sabit
sabit
sabit
bir
yüke
bir
yüke
bir
sabit
sabit
bir
bir
Gevşek
bağlaşımlı
Gevşek
güç
bağlaşımlı
aktarımında,
güç
aktarımında,
sargı
sargı güçlü
azalır ve yüke
aktarılan
güçtopolojisidir
azalır.
Bazı[12].
sağlayan
SPS
Gevşek
bağlaşımlı
güç
aktarımında,
sargı
Şekil
10‘da
verilen,
yüksek
hizalama
toleransı
Sargı
Yapıları
tasarımı
tasarımı
tasarımı
önemli
önemli
önemli
tasarımı
tasarımı
bir
bir
bir
yer
yer
önemli
yer
önemli
tutar.
tutar.
tutar.
bir
bir
Düşük
Düşük
Düşük
yer
yer
tutar.
tutar.
güçlü
güçlü
güçlü
Düşük
Düşük
güçlü
olabilmektedir.
Sekonderde,
yüke
sabit
bir
arasındaki
mesafe,
bağlaşım
katsayısı
için
yerleştirilir.
Bu
nedenle
sekonderin
ağırlığı
önem
kazanır.
primer
akımının
sağlanır
[11]. sabit
olabilmektedir.
olabilmektedir.
Sekonderde,
Sekonderde,
yüke
sabit
yüke
bir seri
sabit
bir
olabilmektedir.
Sekonderde,
yüke
bir
kullanılmıştır.
seviyelere
düşürülmesi
mümkün
kompanzasyon
topolojileri
bu
türyükseltilmesi
durumlardan
tasarımı
önemli
birtutar.
yerbirtutar.
tutar.
Düşük
güçlü güçlü
gerilim
gerilim
gerilim
sağlayabilmek
sağlayabilmek
sağlayabilmek
gerilim
gerilim
sağlayabilmek
sağlayabilmek
için
için
için
seri
seri
seri
kompanzasyon,
kompanzasyon,
kompanzasyon,
için
için
seri
kompanzasyon,
kompanzasyon,
tasarımı
önemli
tasarımı
biruygulamalarda
yer
önemli
yer
tutar.
güçlü
Düşük
önemli
bir
yer
Düşük
güçlü
kritik
öneme
sahiptir.
Bu tasarımı
nedenle
genelde
Gevşek
bağlaşımlı
güç Düşük
aktarımında,
sargı frekanslar,
sağlayan
SPS
topolojisidir
[12].
uygulamalarda
uygulamalarda
uygulamalarda
uygulamalarda
MHz
MHz
MHz
seviyesindeki
seviyesindeki
seviyesindeki
MHz
MHz
seviyesindeki
seviyesindeki
frekanslar,
frekanslar,
frekanslar,
frekanslar,
gerilim
sağlayabilmek
için
seri
kompanzasyon,
gerilim
sağlayabilmek
gerilim
sağlayabilmek
için
seri
kompanzasyon,
için
seri
kompanzasyon,
fazla etkilenmezler.
Bunlardan
bir
tanesi
de seri
gerilim
sağlayabilmek
için
kompanzasyon,
olabilmektedir.
Sekonderde,
yüke
sabit
bir
uygulamalarda
MHz
seviyesindeki
frekanslar,
sabit
sabit
sabit
akım
akım
akım sabit
sağlayabilmek
sabit
sağlayabilmek
sağlayabilmek
akım
akım
sağlayabilmek
sağlayabilmek
için
için
için
ise
ise
ise
paralel
paralel
paralel
için
için
ise
ise
paralel
paralel
uygulamalarda
uygulamalarda
MHz
seviyesindeki
MHz
seviyesindeki
frekanslar,
frekanslar,
Şekil
12‘deki
gibi
sarmal
sargı
yapıları
uygulamalarda
MHz
seviyesindeki
frekanslar,
tasarımı
önemli
bir
yer
tutar.
Düşük
güçlü
güç
güç
güç
düzeyi
düzeyi
düzeyi
güç
arttıkça
güç
arttıkça
arttıkça
düzeyi
düzeyi
10-150
10-150
10-150
arttıkça
arttıkça
kHz
kHz
kHz
10-150
10-150
aralığında
aralığında
aralığında
kHz
kHz
aralığında
aralığında
sabit
akım
sağlayabilmek
için
ise
paralel
Şekil 10‘da
verilen,
yüksek
hizalama
toleransı
Eylül • Sayı-458
sabit 30
akım
sabit
sağlayabilmek
akım
sağlayabilmek
içinseri
ise
paralel
içinde
ise
paralelde
sabit
akım
sağlayabilmek
için
ise
paralel
gerilim
sağlayabilmek
için
kompanzasyon,
kullanılmıştır.
güç
düzeyi
arttıkça
10-150
kHz 2016
aralığında
kompanzasyon
kompanzasyon
kompanzasyon
kompanzasyon
kompanzasyon
gereklidir.
gereklidir.
gereklidir.
Primerde
Primerde
Primerde
gereklidir.
gereklidir.
de
dePrimerde
Primerde
seri
seri
seri
de seri
seri
güç düzeyi
güç
arttıkça
düzeyi
10-150
arttıkça
kHz
10-150
aralığında
kHz
aralığında
güç
düzeyi
arttıkça
10-150
kHz
aralığında
sağlayankompanzasyon
SPS topolojisidir
[12].
uygulamalarda
MHz
seviyesindeki
frekanslar,
olur.
olur.
olur.
Bu
Bu
Bu
frekanslarda
frekanslarda
frekanslarda
olur.
olur.
Bu
Bu
frekanslarda
frekanslarda
sargılardaki
sargılardaki
sargılardaki
sargılardaki
deri
sargılardaki
deri
deri
ve
ve
ve
deri
deri ve
ve
kompanzasyon
gereklidir.
Primerde
de
seri
kompanzasyon
gereklidir.
Primerde
gereklidir.
Primerde
seriolur. Bu frekanslarda sargılardaki deri ve
kompanzasyon
gereklidir.
de
seride
sabit
akım
içinde
iseseri
paralel
kapasitör
kapasitör
kapasitör
ile
ile
ilesağlayabilmek
kapasitör
kapasitör
primer
primer
primer
gerilimi
gerilimi
ile
gerilimi
ile Primerde
primer
primer
düşürülürken,
düşürülürken,
düşürülürken,
gerilimi
gerilimi
düşürülürken,
düşürülürken,
olur.
Bu
frekanslarda
olur.
Bu
frekanslarda
sargılardaki
sargılardaki
deri
ve
deri
ve
olur.
Bu
frekanslarda
sargılardaki
deri
ve
güç
düzeyi
arttıkça
10-150
kHz
aralığında
yaklaşım
yaklaşım
yaklaşım
etkilerini
etkilerini
etkilerini
yaklaşım
yaklaşım
engellemek
engellemek
engellemek
etkilerini
etkilerini
için
için
engellemek
için
engellemek
yalıtılmış
yalıtılmış
yalıtılmış
için
için yalıtılmış
yalıtılmış
kapasitör
ile primer
primer
gerilimi
düşürülürken,
kapasitör
ilekapasitör
primer
gerilimi
ile primer
düşürülürken,
gerilimi
düşürülürken,
kapasitör
ile
gerilimi
düşürülürken,
kompanzasyon
gereklidir.
Primerde
de
seri
yaklaşım
etkilerini
engellemek
için yalıtılmış
yalıtılmış
paralel
paralel
paralel
kondansatörle
kondansatörle
kondansatörle
paralel
paralel
kondansatörle
kondansatörle
de
de
de
primer
primer
primer
akımının
de
akımının
akımının
primer
primer
akımının
akımının
yaklaşım
etkilerini
yaklaşım
engellemek
etkilerini
için
engellemek
yalıtılmış
için
yalıtılmış
yaklaşım
etkilerini
engellemek
için
olur.
Bu
frekanslarda
sargılardaki
deri
ve
litz
litz
litz
sargılar
sargılar
sargılar
litz
litz
kullanılır.
kullanılır.
kullanılır.
sargılar
sargılar
Sargı
Sargı
Sargı
kullanılır.
kullanılır.
kesiti
kesiti
kesiti
Sargı
Sargı
akım
akım
akım
kesiti
kesiti
akım
akım
paralel
kondansatörle
de
primer
akımının
paralelkapasitör
kondansatörle
paralel
kondansatörle
de [11].
primer
de
akımının
primer
akımınınlitz sargılar kullanılır. Sargı kesiti akım
paralel
kondansatörle
de sağlanır
primer
akımının
ile yükseltilmesi
primer
gerilimi
düşürülürken,
yükseltilmesi
yükseltilmesi
yükseltilmesi
sağlanır
yükseltilmesi
sağlanır
sağlanır
[11].
[11].
sağlanır
[11].
[11].
p
p
s
do
s
Blok bir nüve kullanmak yerine ortak bağlaşımı destekleyen çok sayıda çubuk nüve kullanılarak ağırlık ve kalınlık
azaltılabilir [8].
birden fazla sekonder sargısı kullanan uygulamalar için bu
yöntem uygun değildir. Bu durumda sekonder tarafta anahtarlamalı modda çalışan ikinci bir denetleyici kullanılabilir.
Bunun kötü yanı da artan anahtarlama kayıplarıdır.
Ekranlayıcı
Sabit frekanslı
denetim daha basit veEkranlayıcı
kolay uygulanabilirdir.
Ancak sıcaklıklardaki değişimden dolayı kapasitans değeri
değişebilir. Bu durumda sistem rezonans frekansında çalışmayabilir. Bu da güç aktarımSargı
kapasitesini olumsuz etkiler.
Sargı
Ferit nüve
Ferit nüve
Kararlı bir çalışma
için primer tarafın kalite(b)katsayısının se(a)
konderin kalite katsayısından büyük olması istenir (Qp>Qs).
a)
c)
Şekil
12.
Şekil 12: Sarmal
Sargılar
b)
d)
Sarmal sargılar
Kaçak akıyı azaltmak ve bağlaşımı
Sargıların sarım biçimine bağlı olarak akı yolları Şekil 13’te
arttırmak
için Şekil 12d‘deki gibi ferit nüveler
görüldüğü gibi, tek taraflı veya çift taraflı olabilir [13]. Çift
ve
ekranlayıcı alüminyum kullanılabilir [14].
taraf bağlaşımlı sargı yapısında, sargının oluşturduğu manSargılar
nüveninheriçine
gömülecek
şekildeBunüve
yetik akı nüvenin
iki tarafından
da dolanır.
da kullayapısı
da kullanılabilir
[15, ve16],
ancak zorunlu
bu
nılacak faydalı
akı miktarını azaltır
ekranlamayı
kılar. Alüminyum
şase de
kayıpları
%1-2ve
arttırır
[17, 18].
durumda
kullanılan
nüve
miktarı
maliyet
Tek taraf
bağlaşımlıda,
üretilenşarjı
akının
büyük
bir kısmı tek
artar.
Elektrikli
araçların
için
kullanılan
tarafta
toplanır.
Kullanılacak
ekranlayıcı
alüminyum
sadece
TGA‘da sekonder sargı aracın üzerine
kaçak akıları önlemeye yönelik olur.
yerleştirilir. Bu nedenle sekonderin ağırlığı
önem kazanır. Blok bir nüve kullanmak yerine
Ekranlayıcıdestekleyen çok Ekranlayıcı
ortak bağlaşımı
sayıda çubuk
nüve kullanılarak ağırlık ve kalınlık
azaltılabilir [8].
Sargıların sarım biçimine
bağlı olarak akı
Sargı
Sargı
Ferit
nüve
Ferit nüve
yolları Şekil 13‘te görüldüğü gibi, tek taraflı
(a)
(b)
veya çift taraflı olabilir [13]. Çift taraf
Şekil 13: Tek ve Çift
Taraf Bağlaşımlı
Sargı Yapıları
bağlaşımlı
sargı
yapısında,
sargının
oluşturduğu manyetik akı nüvenin her iki
tarafından
Denetim da dolanır. Bu da kullanılacak
faydalı
akı miktarını
azaltır
verezonans
ekranlamayı
Pek çok uygulamada
sekonder
tarafın
frekansında
zorunlu
kılar. Alüminyum
şasetercih
de kayıpları
veya bu frekansın
yakınında çalışma
edilir. Böylece
güç aktarım
en yüksek
olması sağ%1-2
arttırırkapasitesinin
[17, 18]. Tek
taraf düzeyde
bağlaşımlıda,
lanır.
Uygulamada,
sekonder
rezonans
frekansı
sistemin
üretilen akının büyük bir kısmı tek tarafta
anma
frekansı
olarak
seçilir
ve
bu
frekansta
giriş
kaynağının
toplanır. Kullanılacak ekranlayıcı alüminyum
uçlarındaki akım ve gerilimin arasındaki faz açısının sıfır
sadece
kaçak akıları önlemeye yönelik olur.
olması hedeflenir.
Güç kaynağı ve primerdeki denetleyici hem frekansı hem
de primer akımını denetleyerek maksimum güç aktarımını
sağlamaya çalışır. Bunun için sabit veya değişken frekanslı
denetim söz konusu olabilir. Çalışma sırasında yükte ve
sistem parametrelerinde değişim olabildiği için güç düzenleme için de denetim yapılmalıdır. Bunun için kullanılan
yöntemlerden biri girişteki frekansı değiştirmektir. Ancak
2016 Eylül • Sayı-458
Şekil 13. Tek ve çift taraf bağlaşımlı
sargı yapıları
İnsan Sağlığına Etkileri
TGA sistemlerinin insan sağlığı üzerine olumsuz etki
Denetim
yapmaması için önlem almak gereklidir. Sargılar arasındaki
Pek çok uygulamada sekonder tarafın
hava aralığının büyük olmasından dolayı manyetik alanın
rezonans
frekansında
veyaolduğundan
bu frekansın
çevreye saçılması
söz konusu
saçılmayı sınıryakınında
çalışma alınmalıdır.
tercih edilir.
Böylece
güç üzelayacak önlemler
Sargıların
bir çekirdek
aktarım
kapasitesinin
yüksekAyrıca
düzeyde
rine sarılması
saçılmayı en
azaltacaktır.
sargı altlarına
olması
sağlanır.
Uygulamada,
sekonder
yerleştirecek
ekranlayıcı
malzemeler sistem
verimini bir
miktar düşürseler
saçılan manyetik
sınırlanmarezonans
frekansı de
sistemin
anma alanın
frekansı
sınaseçilir
yardımcı
olarak
veolurlar.
bu frekansta giriş kaynağının
uçlarındaki
akım ve
gerilimin
Elektromanyetik
dalgaların
insanarasındaki
sağlığına olanfaz
etkileri ile
açısının
sıfıruluslararası
olması hedeflenir.
ilgili bazı
standartlar mevcuttur.
Güç1.kaynağı
ve primerdeki
denetleyici
hem
IEEE. Standard
for Safety
Levels With
Respect to
to Radio
Frequency
Electromagnetic
frekansıHuman
hem Exposure
de primer
akımını
denetleyerek
Fields,güç
3kHzaktarımını
to 300GHz. (Radyo
Frekanslı
Elektromanmaksimum
sağlamaya
çalışır.
yetik
Alanlara
İnsanları
Maruziyetine
İlişkin
Bunun için sabit veya değişken frekanslıGüvenlik
denetimSınırları)
söz konusu olabilir. Çalışma sırasında
2. ICNIRP. Guidelines for limiting exposure to timevaryükte ve sistem parametrelerinde değişim
ying electric, magnetic, and electromagnetic fields (up
olabildiği
için güç düzenleme için de denetim
to 300GHz) (Zamanla Değişen Elektrik, Manyetik ve
yapılmalıdır.
Bunun
kullanılan
Elektromanyetik
Alanlaraiçin
Maruziyetin
Sınırlanmasına
yöntemlerden
biri
girişteki
frekansı
İlişkin Kılavuz).
değiştirmektir.
AncakOrganization
birden fazla
sekonder
3. World Health
(WHO)
Electromagnetic
fields
(300Hz
to
300GHz)
(Elektromanyetik
Alanlar)
sargısı kullanan uygulamalar için bu yöntem
uygun
Bu da
durumda
sekonder
tarafta
Herdeğildir.
üç standartta
elektromanyetik
alanın
kansere seanahtarlamalı
modda
çalışan
ikinci
birolmadığı
bep olduğu ile ilgili yeterli ve güçlü kanıtların
denetleyici
kullanılabilir.
kötübirlikte
yanı uzun
da süreli
belirtilmektedir.
Çok ciddiBunun
olmamakla
kalınmasıkayıplarıdır.
durumunda karşılaşılabilecek muhtemel
artanmaruz
anahtarlama
problemler
şunlardır:
Sabit
frekanslı
denetim daha basit ve kolay
•
Dokularda
uygulanabilirdir. yanma
Ancak
sıcaklıklardaki
• Sinir sistemi bozuklukları
değişimden
dolayı
kapasitans
değeri
• Kas kasılmaları
değişebilir.
Bu
durumda
sistem
rezonans
• Gözde (retina kısmında) bozukluklar.
frekansında çalışmayabilir. Bu da güç aktarım
100 kHz üzeri
için etkiler.
her üç standardın da özgül soğurma
kapasitesini
olumsuz
oranı (specific absorption rate-SAR) tanımı geliştirdiği
Kararlı bir çalışma için primer tarafın kalite
görülmektedir. Bir insan, 30 dakika boyunca 1-4 W/kg sevikatsayısının
sekonderin kalite katsayısından
yesinde elektromanyetik alana maruz kalırsa vücut sıcaklığı
).
büyük
olması
istenir (
1ºC artmaktadır.
İnsan Sağlığına Etkileri
Şekil 14’te, ICNORP tarafından belirlenen sınırlar veTGA
sistemlerinin insan sağlığı üzerine
rilmektedir. Kesikli çizgiler işi gereği bu alanlara maruz
olumsuz
etki yapmaması
için önlem
kalan kişilere
(örneğin sürücüler)
ilişkinalmak
sınırlamaları,
gereklidir.
Sargılar
arasındaki
hava
aralığının
kalın çizgiler ise genele yönelik (yolcular)
sınırlamaları
büyük
olmasındanTGA
dolayı
manyetikinsanların
alanın maruz
göstermektedir.
sistemlerinde
kalabilecekleri alan değerleri ile ilgili ayrıntılı bir çalışma
[19]’da verilmektedir.
31
ya
ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ
do
s
dan
dır.
ması
ına
em
lan
mcı
sınırlamaları
göstermektedir.
TGA
sistemlerinde insanların maruz kalabilecekleri
ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ
alan değerleri ile ilgili ayrıntılı bir çalışma
[19]‘da verilmektedir.
ya
ler, dielektrik seviyesinin değişimine sebep olur. Salınım
frekansının değişimi sonucu algılama yapılır.
Dielektrik seviyesi (kapasite) değişikliğini etkileyen faktörler şunlardır:
1. Algılama yüzeyi önündeki cismin uzaklığı ve konumu
2. Cismin boyutları ve şekli
3. Cismin dielektrik katsayısı
ına
rası
With
dio
kHz
nslı
ları
)
ing
ric,
(up
rik,
ara
kin
HO)
to
nın
çlü
ddi
ruz
cek
r.
da
te Bir
/kg
ruz
nen
işi
ere
alın
lar)
Kapasitif sensör teknolojisi, yerel sinyal işleme ve gerçek
zamanlı canlı nesne yakınlık tespiti ile entegre halde çalışmaktadır.
Şekil 14. ICNIRP tarafından tanımlanan
sınırlamalar [19]
Şekil 14: ICNIRP Tarafından Tanımlanan Sınırlamalar [19]
Canlı nesne algılayıcı sisteminin hatalı uyarı yapmaması
gerekmektedir. Dielektrik seviyesi düşük olan tahta, kağıt
veya plastik malzemelerin tespit edilmesi durumunda sistem enerji akışı durdurulmamalıdır.
Yabancı nesne algılayıcılar (YNA) genellikle primer sargıya
entegre edilir. İki boyutlu yüksek hassasiyetli manyetik
alan sensörleri ve yerel sinyal işleme ve kontrol devreleriyle
birlikte sürekli olarak bobinler arasındaki manyetik alanı
monitör ederler.
Yabancı Nesne Algılama, Canlı Nesne
Algılama
ve Hizalama
Yabancı Nesne
Algılama,Konuları
Canlı Nesne Algılama ve
TGA sistemleri
Hizalama
Konularıile ilgili önemli bir husus da
Belirli bir boyut ve iletkenliğe sahip metal parçanın priyabancı
ve canlıilenesnelerin
TGA sistemleri
ilgili önemli algılanmasıdır.
bir husus da yabancı ve canlı
mer sargı üzerine gelmesi durumunda oluşacak girdap
Güç aktarımı
sırasında bobinler arasına
nesnelerin
algılanmasıdır.
akımı manyetik alanda bozulmaya sebep verecek ve bu
2
büyük,
girebilecek
2.5
cm ‘den
Güç aktarımı
sırasında
bobinler
arasınailetkenliği
girebilecek 2.5
bozulmalar YNA tarafından tespit edilecektir. Eğer tespit
yüksek
nesneler
aşırımetal
ısınmadan
cm2’denolan
büyük,metal
iletkenliği
yüksek olan
nesneler aşırı
edilen metal nesne tehlike boyutlarında ise sistem enerji
dolayı
yangına
yol açabilir.
Yabancı
nesnealgıısınmadan
dolayı yangına
yol açabilir.
Yabancı nesne
akışı durdurulmalıdır. Gerekirse kullanıcıya bu hata dulayıcı özelliği,
2 saniyeden
fazla süredefazla
böyle bir
nesnenin
algılayıcı
özelliği,
2 saniyeden
sürede
rumundan dolayı uyarı verilmelidir. Bu özellik için, enerji
tespitbir
edilmesi
durumunda,
güç aktarımının
durdurulmatransferinin yapıldığı alana yoğunlaşılır. Diğer alanlarda
böyle
nesnenin
tespit edilmesi
durumunda,
sını sağlar.
yer alabilecek yabancı nesneler yanlış alarma sebebiyet
güç aktarımının durdurulmasını sağlar.
vermemelidir.
Araç
yol arasındaki
boşluğaboşluğa
girebilecek
bir canlı (örneAraçileile
yol arasındaki
girebilecek
bir kedi),
araç bataryasının
uzun süre
Batarya şarjı sırasında iki sargının birbiriyle aynı hızada olbirğin
canlı
(örneğin
bir kedi), şarjı
araçsırasında
bataryasının
manyetik alana maruz kalabilir ve bu alan bu canlının sağması manyetik bağlaşımın olası en iyi değerinde olması için
şarjı sırasında uzun süre manyetik alana maruz
lığını olumsuz yönde etkileyebilir. Güç aktarımı sırasında
önemlidir. Bu nedenle hızalamayı sağlayacak geribeslemeli
kalabilir
ve bu alan bu canlının sağlığını
bobinler arasında minimum insan eli/ayağı kadar küçük
bir denetim sistemi oluşturmak gerekmektedir. Bunun
olumsuz
yönde
etkileyebilir.
aktarımı
yapılar veya
bu boyutlara
sahip birGüç
hayvanın
girdiğinin
yanında, hızanın tam olarak sağlanamaması durumunda da
sırasında
bobinler
insan
ve 2 saniyeden
daha arasında
fazla süredeminimum
kaldığının algılanması
akı bağlaşımının göreceli olarak iyi olmasını sağlayabilecek
durumunda
canlı nesne
algılayıcı
özelliğiveya
sayesinde
eli/ayağı
kadar
küçük
yapılar
bu güç
sargı yapıları üzerine de çalışmalar yapılmaktadır.
aktarımı durdurulur.
boyutlara
sahip bir hayvanın girdiğinin ve 2
saniyeden
daha
sürede
kaldığının
Ticari Uygulamalar
Her iki özellik
için de fazla
enerji transfer
verimini
azaltmayacak
algılanması
durumunda
canlı nesne
algılayıcı
şekilde çeşitli
sensör teknolojilerinden
faydalanılmaktadır.
TGA sistemleri üzerinde dünyanın pek çok yerinde çalışmaKapasitif
algılayıcılar,
dielektrik
olarak kabul eden
lar yapılmakta olup, bu çalışmaların sonucunda bazı ticari
özelliği
sayesinde
güçhavayı
aktarımı
durdurulur.
bir
RC
osilatörü
vasıtasıyla
kapasitif
alan
oluşturur.
Bu
ürünler elde edilmiştir. Çizelge 3’te bu ürünlere ilişkin
Her iki özellik için de enerji transfer
kapasitif alanın içine giren metal veya metal olmayan cisimtemel bilgiler verilmektedir.
verimini azaltmayacak şekilde çeşitli sensör
teknolojilerinden faydalanılmaktadır. Kapasitif
algılayıcılar, havayı dielektrik olarak kabul
eden bir RC osilatörü vasıtasıyla kapasitif alan
Fosil
yakıtların
tükenmeye
yüz
tutmaları ve çevreye verdiği zararlar nedeniyle
oluşturur.
Bu kapasitif
alanın
içine giren
metal
elektrikli araçlar önemli bir seçenek olarak tartışılmaktadır. Elektrikli araçların
bataryalarının hızlı ve etkin doldurulamaması, bu araçların yaygınlaştırılmasının
önündeki engellerden biridir. Temelleri 1800’lü yılların sonlarında Tesla
tarafından kurulan temassız güç aktarım sistemleri, bu engeli aşmaya yönelik
olarak yeniden araştırmacıların gündemine girmiştir.
32
2016 Eylül • Sayı-458
do
s
Çizelge 3: Ticarileşmiş Uygulama Örnekleri (BY: Bilgi Yok)
Frekans
(kHz)
Güç
(kW)
Hava
Aralığı
(cm)
Verim
(%)
WITRICITY
85
3.3
10-20
90
QUALCOMM
85
3.3-6.6-7-20
13-18
80-9
EVATRAN
19.5
3.3
10
89
BOMBARDIERPRIMOVE
BY
22-200
BY
BY
CONDUCTIXWAMPFLER
20
60-180
4
>90
MOMENTUM
DYNAMICS
BY
3.3-10
61
92
Firma İsmi
(Faaliyet Yılı/Yeri)
FRAUNHOFER
IWES
BY
0.4-3.6
20
93-95
FRAUNHOFERISE
100
22
13
97.4
BRUSA
81-90
3.7
13
90
Fast In Charge
Projesi
13-25
35
9
92
Sonuç
Fosil yakıtların tükenmeye yüz tutmaları ve çevreye verdiği
zararlar nedeniyle elektrikli araçlar önemli bir seçenek olarak tartışılmaktadır. Elektrikli araçların bataryalarının hızlı
ve etkin doldurulamaması, bu araçların yaygınlaşmasının
önündeki engellerden biridir. Temelleri 1800’lü yılların
sonlarında Tesla tarafından kurulan temassız güç aktarım
sistemleri, bu engeli aşmaya yönelik olarak yeniden araştırmacıların gündemine girmiştir. TGA sistemleri hakkında
genel bilgiler vermeyi amaçlayan bu yazının konuya ilgi
duyan mühendisler için yararlı olacağı düşünülmektedir.
Kaynaklar
[1] W. W. Massie and C. R. Underhill, “The future of the
wireless art,” Wireless Telegraphy Telephony, pp. 67–71,
1908.
[2] J. Garnica, R. A. Chinga and J. Lin, “Wireless Power
Transmission: From Far Field to Near Field,” in Proceedings of the IEEE, vol. 101, no. 6, pp. 1321-1331, June 2013.
[3] Secor, H. W., “Tesla Apparatus and Experiments—How
to Build Both Large and Small Tesla and Oudin Coils and
How to Carry On Spectacular Experiments With Them,”,
Practical Electrics, November 1921.
[4] A.B. Kurs, A. Karalis, R. Moffatt, J.D. Joannopoulos,
P.H. Fisher, and M. Soljacic, “Wireless Power Transfer via
Strongly Coupled Magnetic Resonances”, Science, 317, pp.
83-86, (2007).
[5] Chwei-Sen Wang; Stielau, O.H.; Covic, G.A., “Design
considerations for a contactless electric vehicle battery
2016 Eylül • Sayı-458
charger,” Industrial Electronics, IEEE Transactions on ,
vol.52, no.5, pp.1308,1314, Oct. 2005.
[6] Stielau, O.H.; Covic, G.A., “Design of loosely coupled
inductive power transfer systems,” Power System Technology, 2000. Proceedings. PowerCon 2000. International
Conference on, vol.1, no., pp.85-90 vol.1, 2000.
[7] https://www.ise.fraunhofer.de/en/press-and-media/
press-releases/presseinformationen-2013/cables-no-longer-needed.
[8] Budhia M., Covic G. A. ve Boys J. T., “Design and Optimization of Circular Magnetic Structures for Lumped Inductive Power Transfer Systems,” in IEEE Transactions on
Power Electronics, vol. 26, no. 11, pp. 3096-3108, Nov. 2011.
[9] Aditya K. ve Williamson S. S., “Design considerations
for loosely coupled inductive power transfer (IPT) system
for electric vehicle battery charging - A comprehensive review,” Transportation Electrification Conference and Expo
(ITEC), 2014 IEEE, Dearborn, MI, 2014, pp. 1-6.
[10] Kalwar, K.A., Amir, M., Mekhilef, S.; “Inductively
coupled power transfer (ICPT) for electric vehicle charging
– A review”, Renewable and Sustainable Energy Reviews 47
(2015) 462–475
[11] Wang C. S., Covic G. A., Stielau O. H., “Power transfer
capability and bifurcation phenomena of loosely coupled
inductive power transfer systems,” IEEE Transaction on
Industrial Electronics, vol. 51, no. 1, pp. 148–157, Feb. 2004.
[12] Villa J. L., Sallan J., Sanz Osorio J. F. ve Llombart A.,
“High-Misalignment Tolerant Compensation Topology
For ICPT Systems,” in IEEE Transactions on Industrial
Electronics, vol. 59, no. 2, pp. 945-951, Feb. 2012.
[13] Chwei-Sen Wang; Covic, G.A.; Stielau, O.H., “Investigating an LCL load resonant inverter for inductive power
transfer applications,” Power Electronics, IEEE Transactions on , vol.19, no.4, pp.995,1002, July 2004
[14] Valtchev S., Borges B., Brandisky K. ve Klaassens J.
B., “Resonant Contactless Energy Transfer With Improved
Efficiency,” in IEEE Transactions on Power Electronics,
vol. 24, no. 3, pp. 685-699, March 2009.
[15] Sakamoto H., Harada K., Washimiya S., Takehara K.,
Matsuo Y. ve Nakao F., “Large air-gap coupler for inductive
charger for electric vehicles,” in IEEE Transactions on
Magnetics, vol. 35, no. 5, pp. 3526-3528, Sep 1999.
[16] Kim J. ve arkadaşları., “Coil Design and Shielding
Methods for a Magnetic Resonant Wireless Power Transfer
System,” in Proceedings of the IEEE, vol. 101, no. 6, pp.
1332-1342, June 2013.
[17] Nagatsuka Y., Ehara N., Kaneko Y., Abe S., Yasuda
T., “Compact contactless power transfer system for electric
vehicles,” Power Electronics Conference (IPEC), 2010
International, Sapporo, 2010, pp. 807-813.
[18] Budhia M., Covic G. ve Boys J., “A new IPT magnetic
coupler for electric vehicle charging systems,” IECON 2010
- 36th Annual Conference on IEEE Industrial Electronics
Society, Glendale, AZ, 2010, pp. 2487-2492.
[19] Hui S. Y. R., Zhong W. Ve Lee C. K., “A Critical Review
of Recent Progress in Mid-Range Wireless Power Transfer,”
in IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 29, no. 9,
pp. 4500-4511, Sept. 2014.
33
ya
ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ
Download