//
Yeni arama için tıklayınız.
 

Tez

Alican Yengeç

Kablosuz Şarj Sistemleri İçin Bir Yabancı İletken Nesne Algılama Sisteminin Tasarımı Ve Gerçeklemesi

Desıgn And Implementatıon Of A Foreıgn Conductıng Object Detectıon System For Wıreless Chargıng Systems

Türkçe

Yüksek Lisans

Gazi Üniversitesi

Fen Bilimleri Enstitüsü Elektrik Elektronik Mühendisliği Anabilim Dalı

Prof. Dr. M. Timur AYDEMİR

2019

İletken nesne tespiti, kablosuz şarj Sistemleri, örtüşmeli-örtüşmesiz Bobin

 

Kablosuz elektrik enerjisinin aktarımı gün geçtikçe hayatımıza daha fazla girmektedir. Elektrikli araçlar başta olmak üzere kablosuz şarj sistemlerinde yabancı nesnelerin tespit edilmesi sistemlerin ve çevrenin güvenliği için elzem olmaktadır. Faraday yasasına göre iletken nesneler zamanla değişen manyetik alan içerisine bırakıldıklarında, bu nesneler üzerinde girdap akımları endüklenir. Girdap akımları nedeniyle iletken nesne üzerinde kaybolan bu güç hem sistem verimini düşürür hem de ısı enerjisine dönüşerek sistem ve çevre için yangın tehlikesi doğurur. Oluşan bu sorunun önüne geçebilmek için birçok yöntem geliştirilmiştir. Bu tez çalışmasında, çeşitli yöntemler incelenmiş ve manyetik alan değişiminin izlenmesi yöntemi, uygulanabilirliği ve maliyeti sebebiyle diğer yöntemlere göre tercih edilmiştir. Bu yöntemin uygulamaya dökülebilmesi için ölçüm kartı, yükseltici-doğrultucu kart ve sayısal kontrolcü kullanılmıştır. Kartların bir araya gelerek oluşturduğu sistem ile manyetik alan değişimi izlenebilir olmuştur. Cep telefonu kablosuz şarj sistemi ile bir düzenek kurulmuştur. Testlerde alıcı ve verici bobin arasında, yabancı iletken nesne olarak bozuk metal para kullanılmıştır. Yapılan testler sonucu alınan ölçümler ayrıntılı olarak tartışılmıştır. Metal paranın bulunduğu baskı devre üzerindeki sargı hattının üzerinde endüklenen gerilimdeki değişim izlenerek bir karar mekanizması oluşturulmuştur. Verilen karar sonrası kablosuz haberleşme ve verici bobinin besleme kaynağının kapatılabilmesi sağlanmıştır. Geliştirilen yöntem cep telefonu şarj sistemlerine güvenli bir biçimde uygulanabilmekte olup, elektrikli araç batarya şarj sistemlerine uyarlaması da yapılabilir. Bilim

 

The wireless transfer of electrical energy has been becoming more common in our daily lives. Detection of foreign objects in wireless charging systems, especially in electric vehicles, is essential for the safety of systems and the environment. According to Faraday's Law, when the conductive objects are placed in the presence of time-varying magnetic field, eddy currents are induced on these objects. The loss of power on the conductive object due to eddy currents reduces the system efficiency, transforms the energy into heat energy and puts the system and the environment at the risk of fire. There are some methods to detect the foreign metallic objects between the coils of wireless energy transfer systems. These methods have been compared and the method that that is based on monitoring the magnetic field has been selected due to its applicability and cost. In order to implement this method, a measurement card, an amplifier-rectifier card and a digital controller are used. A mobile phone wireless charging system has been installed for the tests. Coins were used as foreign conductor objects between the receiver and the transmitter coil. The measurements taken at these tests have been discussed in detail. A software-controlled decision mechanism has been developed based on monitoring the change in the induced voltage on the coil line on the printed circuit board where the metal coin was located. Once the metallic object is detected the system power is shut down through wireless communication. The developed model can be safely applied for mobile phone charging applications and can be extended for electric vehicle charging.