Concurrent operation of wireless power transfer based contactless slip ring and motor drive system with a single converter

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2022

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: ENES AYAZ

Danışman: OZAN KEYSAN

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Bu tez, tek bir evirici kullanarak kablolu ve kablosuz sistemlere eş zamanlı güç aktarımı için yeni bir yaklaşım sunmaktadır. Önerilen bu yaklaşım, sensor, radar veya rüzgar türbini hatve kontrolü gibi uygulamalarda kullanılan temassız kayma halkalarının (TKH) kablosuz güç aktarım (KGA) sistemlerine uygun maliyetli bir çözüm sunar. Geleneksel sistemlerde iki ayrı dönüştürücü vardır: biri motor sürücüsü için, diğeri KGA sistemi içindir. Motor sürücüsünün düşük frekanslı bileşenin hala motoru sürmek için kullanırken, anahtarlama harmoniklerinin ise KGA sistemini harekete geçirmek için kullanılabileceği önerilmektedir. Böylece, KGA sistemlerinin dönüştürücüsü ortadan kalkar. Ancak geçmişte, Si-tabanlı geleneksel motor sürücüler 20kHz in altında anahtarlama frekanslarına kadar izin verdikleri için KGA sistemlerinin boyutları büyük oluyordu. Günümüzde geniş bant aralıklı cihazların geliştirilmesiyle, anahtarlama frekansı 100kHz e kadar önemli ölçüde artmış ve önerilen sistem uygulanabilir hale gelmiştir. Ancak, anahtarlama bileşeninin bağımsız kontrolü, geleneksel darbeli genişlik modülasyon (DGA) tekniklerini kullanırken zordur. Bu çalışmada, yeni eş zamanlı operasyon yöntemleri geliştirilmiştir. DC motor sürücülerinde, önerilen frekans/görev çevrimi yöntemi kullanılan çift kutuplu-DGA matematiksel olarak analiz edilir ve yöntem, bir GaN tabanlı tam köprü (TK) dönüştürücü tarafından sürülen bir seri seri (SS) KGA sistemi ile deneysel olarak doğrulanır. AC motor sürücülerinde önerilen taşıyıcı-faz-kayması/modülasyon indeksi yönteminin uygulandığı sinüzoidal-DGA analiz edilmiştir. İlk olarak, asenkron motor (AM) ve bir SS-KGA sisteminin eş zamanlı çalışması, GaN-tabanlı bir evirici ile deneysel olarak doğrulanmıştır. İkinci olarak, önerilen sistem, bir senkron makinenin alan sargısının ikazında kullanılır. Rotor tarafında hafiflik elde etmek için bir seri-hiç (SH) KGA sistemi kullanılır ve çıkış kapasitansını azaltmak için değişken taşıyıcı-faz kayması yöntemi kullanılır.