Kablosuz güç transferinde manyetik bağlaşımdaki çevrimlerin endüktanslarının çıkarımı

Kablosuz güç transferi son yıllarda üzerinde yoğun olarak çalışılan alanlardan biri durumundadur. Kablosuz güç transfer sistemlerinde aktarılan güç seviyesini ve güç transfer verimliliğini belirleyen en önemli bileşenlerden biri manyetik bağlaşımdaki bobinlerdir. Bu bobinlerin düzgün şekilde karakterize edilmeleri, verici ve alıcı taraftaki devrelerin ve kompanzasyon elemanlarının seçilmesinde hayati öneme sahiptir. Bu çalışmada kablosuz güç transfer sistemlerinde kullanılan bobinlerin (coils) öz endüktans (self-inductance) ve ortak-endüktans (mutual enductance) değerlerinin üç fraklı yöntemle çıkarımları verilmektedir. Üretimi yapılmış bir artı-şekilli bobin çifti, aralarına çeşitli mesafeler konularak bir RLC metre ile ve network analizör ile ayrı ayrı ölçülmüş ve ölçüm sonuçlarından endüktans değerleri çıkarılıp karşılaştırılmıştır. Karşılaştırılan sonuçların uyumu, bu makalede özetlenen ölçüm ve yöntemlerin manyetik bağlaşımdaki bobin karakteristiklerinin çıkarımında kullanılabileceğini göstermektedir. 

Extraction of inductances for coupled coils in wireless power transfer

Wireless power transfer is one of the hot research areas of electrical engineering in last decade. The most important component in a wireless power transfer system, which dictates the transferred power level and system efficiency, is magnetically coupled coil pairs. Correct characterization of the coils is extremely important for choosing or designing the right electronic circuitry and compensation compontents.  In this paper, three different methods for extracting the self- and mutual-inductances of coupled coil pairs are prensented. A cross-shape coil pair is fabricated and measured using both an RLC meter and a network analyzer. Then, these three methods are utilized for extracting the inductances and the extracted inductance values are compared. The agreement in the extracted inductance values show that the presented measurements and extraction methods can be safely utilized for characterizing the magnetically coupled coils for use in wireless power transfer systems. 

___

  • Fernandez, C., Garcia, O., Prieto, R., Cobos, J. A., Uceda, J., Overview of different alternatives for the contact-less transmission of energy, IECON 02, 2, 1318-1323, (2002).
  • Soma, Mani., Galbraith, D.C., White, R.L., Radio-frequency coils in implantable devices: Misalignment analysis and design procedure, IEEE transactions on biomedical engineering, 4, 276-282, (1987).
  • Xiaolin, M., Sun ,H., Wireless power transfer: Survey and roadmap, Vehicular Technology Conference (VTC Spring),1-5, (2015).
  • Xie, L., Shi, Y., Hou, Y.T., Lou, A., Wireless power transfer and applications to sensor networks, IEEE Wireless Communications, 20(4),140-145, (2013).
  • Yeh, J.C., Huang, K.L., Hsiao, Y.C., Hsu, Y.H., Lin, Y.H., Lou, S.L., Lee, T.H., A rat model of thrombosis in common carotid artery induced by implantable wireless light-emitting diode device, BioMed research international, (2014).
  • Siqi, L., Mi, C.C., Wireless power transfer for electric vehicle applications, IEEE journal of emerging and selected topics in power electronics, 3(1), 4-17, (2015).
  • Covic, G. A., Boys, J.T., Modern trends in inductive power transfer for transportation applications, IEEE Journal of Emerging and Selected topics in power electronics, 1(1), 28-41, (2013).
  • Vilathgamuwa, D. M., Sampath J. P. K, Wireless power transfer (WPT) for electric vehicles (EVS)—Present and future trends, Plug in electric vehicles in smart grids, Springer, Singapore, 33-60, (2015).
  • Budhia, M., Covic, G., Boys, J., A new IPT magnetic coupler for electric vehicle charging systems, In Proceedings of the IECON 2010—36th Annual Conference on IEEE Industrial Electronics Society, Glendale, AZ, USA, 2487–2492, (2010).
  • Budhia, M., Boys, J.T., Covic, G.A., Huang, C.Y., Development of a single-sided flux magnetic coupler for electric vehicle IPT charging systems, IEEE Trans. Ind. Electron, 60, 318–328, (2013).
  • Nguyen, T.D., Li, S., Li, W., Mi, C.C., Feasibility study on bipolar pads for efficient wireless power chargers, IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition—APEC 2014, Fort Worth, TX, USA, 1676–1682, (2014).
  • Deng, J., Li, W., Nguyen, T.D., Li, S., Mi, C.C., Compact and efficient bipolar coupler for wireless power chargers: design and analysis, IEEE Trans. Power Electron, 30, 6130–6140, (2015)
  • Wei, Q., Guo, W., Sun, X., Wang, G., Zhao, X., Li, F., Li, Y., A new type of ıpt system with large lateral tolerance and its circuit analysis. International Conference on Connected Vehicles and Expo (ICCVE), Beijing, China, 311–315, (2012).
  • Li, Y., Lin, T., Mai, R., Huang, L., He, Z., Compact double-sided decoupled coils-based wpt systems for high-power applications: analysis, design, and experimental verification, IEEE Trans. Transp. Electrification, 4, 64–75, (2018).
  • Jonah, O., Georgakopoulos, S.V., Tentzeris, M.M., Orientation insensitive power transfer by magnetic resonance for mobile devices, IEEE Wireless Power Transfer (WPT), Perugia, Italy, 5–8, (2013).
  • Sis, S.A., Orta, E., A cross-shape coil structure for use in wireless power applications, Energies, 11, 1094, (2018).
Balıkesir Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi-Cover
  • ISSN: 1301-7985
  • Yayın Aralığı: Yılda 2 Sayı
  • Başlangıç: 1999
  • Yayıncı: Balıkesir Üniversitesi
Sayıdaki Diğer Makaleler

Yeni sentezlenmiş naftaldimin-temelli tetraimin Schiff bazında fenol-keto tautomerliğinin, metal iyon bağlama ve serbest radikal süpürme özelliklerinin çalışılması

Özlem ÖZDEMİR

Pt (111) yüzeyi ile hidrojen atomunun etkileşimi için LEPS potansiyel enerji yüzeyinin incelenmesi

Can Doğan VURDU

İş güvenliği uzmanlığı sisteminin gelişimi üzerine bir alan çalışması

Özge AKBOĞA KALE, Seyyit Ümit DİKMEN, Gürkan Emre GÜRCANLI, İrem BAYRAM, Selim BARADAN

Kuzeydoğu Anadolu Bölgesi ekolojik koşullarında yetişen bazı tıbbi bitkilerin biyokimyasal içeriği ve antioksidan özelliklerinin belirlenmesi

Zehra Tuğba MURATHAN

Kord bezi ile takviye edilmiş polyester kompozitlerin kırılma özelliklerinin incelenmesi

İlyas KARTAL

Edremit Körfezi (Kuzey Ege Denizi, Türkiye)’nden avlanan Trachurus trachurus (L., 1758)’un bazı üreme özellikleri

Gülçin ULUNEHİR AYDIN, Zeliha ERDOĞAN

Bir rüzgar enerji santralindeki rüzgar türbinlerinin yerleşimlerinden kaynaklanan güç kayıplarının hesaplanması

Melike Sutan KARASU AŞNAZ, Bedri YÜKSEL

Agrega olarak mermer atığı kullanımının bitümlü sıcak karışımların nem hasarı üzerindeki etkisi

Murat OKUBAY, Baha Vural KÖK, Mustafa Sinan YARDIM, Mehmet YILMAZ

Çelik payandalarla güçlendirilmiş Tokat Deveci Hanı’nın sismik analizi

Murat ÇAVUŞ, Şahin SÖZEN

Fen bilimleri dersi 8.sınıf öğrencilerinin “kimyasal bağlar” konusundaki başarılarına ve derse yönelik tutumlarına drama destekli öğretimin etkisi

Ayşenur YILDIRIM, Ayşe Gül ŞEKERCİOĞLU, Hasene Esra YILDIRIR