Çizelge 4.2 Z=5Ω için farklı hava aralıklarında verimin karşılaştırılması
Hava aralığı
%91.7484 %91.7483 %91.7485 %91.7485 %87.1529
PSIM sonuçları %90.9362 %91.9260 %91.9310 %91.8043 %89.8025 Maxwell 3D
sonuçları
%66.8886 %67.7929 %65.2862 %71.3010 %62.7596
0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50
Time [us]
2.440 2.450 2.460 2.470 2.480 2.490 2.500
Time [us]
0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50
Time [us]
2.34 2.35 2.37 2.40 2.42 2.45 2.47 2.50
Time [us]
53
BÖLÜM 5
SONUÇ VE ÖNERİLER
Bu tez çalışmasında, magnetik rezonanslı kuplaj yöntemi kullanılarak kablosuz enerji transferine ait benzetim çalışmaları yapılmış ve farklı simulasyon platformlarının farklı yetkin özellikleri kullanılarak KET sistemi oluşturulmuş ve analizi gerçekleştirilmiştir.
Maksimum verim ile hava aralığı arasındaki bağıntılar, manyetik rezonans kuplaj eşdeğer devre kullanılarak oluşturulmuştur. Bu denklemler ile çeşitli hava aralıkları ve farklı karateristik empedanslar için devre parametrelerinin değişimine göre maksimum verimi sağlayan rezonans frekansları belirlenmiş ve yüksek verimli kablosuz enerji aktarımı sağlanmıştır.
İlk olarak 2mm yarıçaplı iletken kesitli, 15cm yarıçaplı dairesel 1 turluk dairesel alıcı ve verici bobin tasarlanmış ve Maxwell 3D programıyla sonlu elemanlar yöntemine göre bobinlerin endüktansları ve hava aralığı değişimine göre aralarındaki karşıt endüktanslar hesaplanmıştır. Bu hesaplamalar sonucunda, bobin endüktansı yaklaşık 1uH olarak bulunmuştur. Karşıt endüktanslar; 1cm hava aralığı için 562.5 nH, 5cm hava aralığı için 241.8 nH, 10cm hava aralığı için 128.6 nH, 15cm hava aralığı için 80.5 nH, 20cm hava aralığı için 46.2 nH olarak hesaplanmıştır.
Kablosuz enerji aktarımını sağlayacak olan devre topolojisi için seri rezonans seçilmiştir.
Alıcı ve verici bobinlere seri olarak 124 pF’lık kondansatörler bağlanmıştır. Alıcı rezonans devresinin ucuna seri bir karakteristik empedans ve verici rezonans devresinin başına ise yüksek frekanslı sinüzoidal kaynak yerleştirilerek Şekil 3.2’deki rezonans sistemi oluşturulmuştur. Yüksek frekanslı sinüzoidal kaynağın rezonans frekansı, çeşitli hava aralıkları ve çeşitli karakteristik empedanslar için, rezonans devresine ait denkem
54
(3.22)’de verilen verim denklemini maksimum yapan frekanslarda saptanmıştır. Çeşitli hava aralıklarına ve karakteristik empedanslara göre rezonans frekanslarının tablosu Çizelge 4.1’de verilmiştir. Ayrıca farklı hava aralıklarında ve farklı karakteristik empedanslarda tek ve çift rezonans frekansı olduğu görülmüştür. Yakın mesafe uygulamalarda ve düşük karakteristik empedanslarda sistemin çift rezonansa girdiği gözlemlenmiştir. Mesafenin ve karakteristik empedansın artmasıyla sistemin tek rezonans frekansına geçtiği ve tek rezoans frekansındaki sistemlerde hava aralığı ile karakteristik empedansın daha da artmasıyla verimin hızlı bir şekilde düştüğü Şekil 4.1 ile gözlemlenmiştir.
Şekil 4.3, 4.4, 4.5, 4.6, 4.7 ve 4.8 ile çeşitli karakteristik empedanslarda; karşıt endüktansların ve frekansların oluşturduğu verimler 3 boyutlu grafiklerle incelenmiştir.
Karakteristik empedansın 1Ω olduğu durumda sistemin en kararsız ve en verimsiz durum olduğu görülmüştür. Karakteristik empedansın artıkça sistemin yüksek verimde çalışması için daha yüksek karşıt endüktans yani daha düşük hava aralıklarında çalışmak zorunda olduğu saptanmıştır.
Çalışmada PSIM programıyla magnetik rezonans kuplajlı kablosuz enerji aktarım sistemi ideal olarak modellenmiştir. Z=5Ω koşulu için 1cm, 5cm, 10cm, 15cm ve 20cm hava aralıklarında Çizelge 4.1’deki rezonans frekanslarına göre kaynak frekansları ayarlanarak simülasyonlar gerçekleştirilmiştir. Ayrıca Z=1Ω, Z=10Ω, Z=25Ω, Z=50Ω ve Z=100Ω karakteristik empedansları için 1cm, 5cm, 10cm, 15cm ve 20cm hava aralıklarındaki simülasyon sonuçları EK-B içerisinde verilmiştir. PSIM simülasyonlarında; giriş ile çıkış gücü, giriş gerilimi ile çıkış gerilimi, giriş ile çıkış akımları, birincil ile ikincil sargılarda endüklenen uç gerilimleri ve birincil taraf ile ikincil taraf kondansatörlerin uç gerilimleri arasındaki ilişki gözlemlenmiştir.
Maxwell 3D programında magnetik rezonanslı kuplaj kablosuz enerji aktarım sistemi sonlu elemanlar yöntemiyle (FEM) çözdürülmüştür. Z=5Ω koşulu için 1cm, 5cm, 10cm, 15cm ve 20cm hava aralıklarında Çizelge 4.1’deki rezonans frekanslarına göre kaynak frekansları ayarlanarak simülasyonlar gerçekleştirilmiştir. Maxwell 3D simülasyonlarında; giriş ve çıkış gücü arasındaki ilişki, giriş gerilimi ile çıkış gerilimi arasındaki ilişki, giriş ve çıkış akımları arasındaki ilişki ve birincil ile ikincil sargılarda endüklenen uç gerilimleri arasındaki ilişki
55
arasındaki ilişki gözlemlenmiştir. Ayrıca 3 boyutlu düzlemde alıcı ile verici bobinin ve havanın manyetik akı yoğunluğu gösterilmiştir.
Son olarak Z=5Ω için MATLAB verim denklemi sonuçları, PSIM simülasyonundan alınan verim sonuçları ve Maxwell 3D programından alınan verim sonuçları Çizelge 4.2’de karşılaştırılmıştır. MATLAB verim denklemi sonuçları, tamamen teorik sistemin eşdeğer devresine göre çıkartılan verim denkleminden hesaplanmıştır. Çizelge 4.2 incelendiğinde PSIM programının sonuçları da MATLAB verim denklemiyle elde edilen sonuçlar ile çok yakındır. Çünkü PSIM simülasyon platformu, bütün elemanları ideal kabul edilerek sistemi çözmektedir. Ancak Maxwell 3D’ye göre verim sonuçları, PSIM ve MATLAB sonuçlarına göre biraz daha düşük çıkmıştır. Bunun sebebi, MATLAB verim denkleminde ve PSIM simülasyon platformunda sistemin hesaplanmayan yüksek frekanstaki deri etkisi kayıpları ve yakınlık etkisi kayıplarıdır.
Bu çalışmada magnetik rezonanslı kuplaj ile kablosuz enerji aktarımı teorik olarak ve çeşitli gerçeğe en yakın simülasyon programlarıyla 1cm ile 20 cm hava aralığı için farklı karakteristik empedanslarda incelenmiştir. Hava aralığının ve karakteristik empedansın verime etkileri gözlemlenmiştir.
Bu çalışma sayesinde KET sistemler için rezonans frekansın saptanmasının önemi görülmüş ve diğer frekanslardaki verimin değişimi gözlemlenmiştir. KET sistemler için frekans kontrolünün gerekliliği ortaya çıkmıştır. İlerideki çalışmalara yönelik KET sistemler için değişken hava aralığı ve değişken karakteristik empedans için uygun rezonans frekansını yakalayacak algoritmalar geliştirmek gerekmektedir.
PSIM ve Maxwell 3D sonuçları incelendiğinde yüksek kalite faktöründen dolayı kondansatör gerilimin giriş gerilimine göre çok yüksek değerlere ulaştığı görülmüştür. Bu tip yüksek kalite faktörlü çalışmalar için yüksek çalışma gerilimine sahip kondansatörler seçilmelidir. Kondansatör gerilim değeri seçilirken denklem (3.7) dikkate alınmalıdır.
Ayrıca yüksek verimli bir çalışma için; kalite faktörü yüksek seçilirken, kondansatör uçlarındaki geriliminin kalite faktörü üst limitini sınırlayıcı bir etken olarak dikkate alınması ve KET sisteminni bu kıstaslara göre tasarlanması gerekmektedir.
56
[3] Tesla, N., (1905) “Art of Transmitting Electrical Energy through Natural Mediums,” U.S.
Patent No. 787,412, April 18, 1905.
[4] Brown, W. C., (1965) “Experimental Airborne Microwave Supported Platform,”
Raytheon Co Burlington, MA Microwave and Power Tube Div, Dec. 1965.
[5] Sahai, A. ve Graham, D., (2011). ‘’Optical wireless power transmission at long wavelengths’’, IEEE International Conference on Space Optical Systems and Applications (ICSOS), Santa Monica, 2011, 164–170.
[6] Zaho, J., (2012).‘’A Contrastive Studies between Magnetic Coupling Resonance and Electromagnetic Induction in Wireless Energy Transmission’’, Electromagnetic Field Problems and Applications (ICEF), Dalian-China, 2012, 1-4
[7] A. Kurs, A. Karalis, R. Moffatt, J. D. Joannopoulos, P. Fisher, ve M. Soljacic, (2007).
“Wireless power transfer via strongly coupled magneticresonances,” Science, 317, 83–86, [8] A. Karalis, J. D. Joannopoulos, ve M. Soljacic, (2008). “Efficient wireless non-radiative mid-range energy transfer,” Ann. Phys., 323, 34–48,
[9] Neves, A., Sousa, D.M., Roque A., ve Terras, J.M., (2011)‘’Analysis of an inductive charging system for a commercial electric vehicle’’, Power Electronics and Applications (EPE 2011), Proceedings of the 20114th European Conference on, Birmingham, 2011, 1-10
[10] Thrimawithana, D.j., Madawala U.K., (2010). ‘’A primary side controller for inductive power transfer systems’’, Industrial Technology (ICIT), 2010 IEEE International Conference on, Vi a del Mar, 661-666
[11] Wang C., Cpv,c G.A., ve Stielau O.H., (2004). ‘’Power transfer capability and bifurcation phenomena of loosely coupled inductive power transfer systems’’, Industrial Electronics, IEEE Transactions on, 51(1): 148-157
57
[12] Low, Z.N., Casanova, J.J., Maier, P.H., ve Taylor, J.A., (2010) ‘’Method of Load/Fault Detection for Loosely Coupled Planar Wireless Power Transfer System With Power Delivery Tracking’’, Industrial Electronics, IEEE Transactions on, 57(4): 1478-1486
[13] Sample A.P., Mayer D.A, ve Smith J.R., (2011). ‘’Analysis, Experimental Results, and Range Adaptation of Magnetically Coupled Resonators for Wireless Power Transfer’’, Industrial Electronics, IEEE Transactions on, 58(2): 544-554
[14] Imura T. ve Hori Y., (2011). ‘’Maximizing Air Gap and Efficiency of Magnetic Resonant Coupling for Wireless Power Transfer Using Equivalent Circuit and Neumann Formula’’, IEEE Trans. Ind. Electron., 58(10): 4746-4752
[15] Koma, R., Nakamura, S., Ajisaka, S., ve Hashimoto, H., (2011) ‘’Basic Analysis of the Circuit Model Using Relay Antenna in Magnetic Resonance Coupling Position Sensing System’’, Advanced Intelligent Mechatronics (AIM), 2011 IEEE/ASME International Conference on, Budapest, 25-30
[16] Cannon B.L., Hoburg J.F., Stancil D.D., ve Goldstein S.C., (2009). ‘’Magnetic Resonant Coupling As a Potential Means for Wireless Power Transfer to Multiple Small Receivers’’, Power Electronics, IEEE Transactions on, 24(7): 1819-1825
[17] Cheon, S., Kim, Y.H., Kang, S.Y., ve Lee, M.L., (2011). ‘’Circuit-Model-Based Analysis of a Wireless Energy-Transfer System via Coupled Magnetic Resonances’’, Industrial Electronics, IEEE Transactions on, 580(7): 2906-2914,
[18] Ho, S.L., Wang J., Fu, W.N., ve Mingui, S., (2011). ‘’A Comparative Study Between Novel Witricity and Traditional Inductive Magnetic Coupling in Wireless Charging’’, Magnetics, IEEE Transactions on, 47(5): 1522-1525,
[19] Kusaka, K.; Itoh, J., (2012)"Input impedance matched AC-DC converter in wireless power transfer for EV charger," Electrical Machines and Systems (ICEMS), 2012 15th International Conference on , 1-6
[20] Nam, I.; Dougal, R.; Santi, E.,(2012) "Novel control approach to achieving efficient wireless battery charging for portable electronic devices," Energy Conversion Congress and Exposition (ECCE), 2012 IEEE , 2482-2491
[21] Zhang Chao; Guoqiang Liu; Xiaoyu Xu; Huijuan Bai; Yanhong Li; Yan Zhuo,(2012)
"Simulations and Experiments on Cubic Film Resonator for Wireless Energy Transfer System," Electromagnetic Field Problems and Applications (ICEF), 2012 Sixth International Conference on, 1-4
[22] Phokhaphan, N.; Choeisai, K.; Noguchi, K.; Araki, T.; Kusaka, K.; Orikawa, K.; Itoh, J.-I., (2013) "Wireless power transfer based on MHz inverter through PCB antenna," Future Energy Electronics Conference (IFEEC), 2013 1st International , 126-130
[23] Christ, A.; Douglas, M.G.; Roman, J.M.; Cooper, E.B.; Sample, A.P.; Waters, B.H.;
Smith, J.R.; Kuster, N., (2013) "Evaluation of Wireless Resonant Power Transfer Systems With Human Electromagnetic Exposure Limits," Electromagnetic Compatibility, IEEE Transactions on , 55(2):265-274,
[24] Like Gao; Wenshan Hu; Xiongwei Xie; Qijun Deng; Zhiding Wu; Hong Zhou; Yan Jiang,(2013) "Optimum design of coil for wireless energy transmission system based on
58
resonant coupling," Control and Automation (ICCA), 2013 10th IEEE International Conference on, 190-195
[25] Dukju Ahn; Songcheol Hong,(2014) "A Transmitter or a Receiver Consisting of Two Strongly Coupled Resonators for Enhanced Resonant Coupling in Wireless Power Transfer," Industrial Electronics, IEEE Transactions on ,61(3), 1193-1203
[26] Tesla, N., (1908). "The Future of the Wireless Art," Wireless Telegraphy and Telephony, 67-71
[27] Berkeley University,
http://www.path.berkeley.edu/PATH/Publications/PDF/PRR/94/PRR-94-07.pdf, 24 Mayıs 2014.
[28] Primove Şirketi http://primove.bombardier.com/application/light-rail/, 24 Ocak 2014.
[29] J.D. Joannopoulos, A. Karalis, ve M. Soljacic, (2007). “Wireless Non-Radiative Energy Transfer”, U.S. Patent Numbers 7,741,734; 8,022,576; 8,084,889; and 8,076,800
[30] A. Karalis, A.B. Kurs, R. Moffatt, J.D. Joannopoulos, P.H. Fisher, ve M. Soljacic, (2007).
“Wireless Energy Transfer”, U.S. Patent Numbers 7,825,543 and 8,097,093.
[31] A. Karalis, R.E. Hamam, J.D. Joannopoulos, ve M. Soljacic, (2007). “Wireless Energy Transfer Including Interference Enhancement”, U.S. Patent Number 8,076,801.
[32] B. Fincan ve Ö. Üstün, (2012) ‘’Kablosuz Enerji Transferinde Bazı Kısıtlar ve Çözümler’’, ELECO Elektronik ve Bilgisayar Mühendisliği Sempozyumu, Bursa, 455-459
59
60
61
EK-A
MATLAB Sonuçları
A-1 MATLAB ile U fonkisyona göre optimum enerji aktarımı verimi grafiği kodları clc
A-2 MATLAB ile verim denklemi ve grafikleri clc
clear all
62 Lm=input(' Karşıt endüktans değeri giriniz ') R=input(' iç direnç değeri giriniz ');
L=input(' endüktans değeri giriniz ');
Zc=input(' karakteristik empedans değeri giriniz ');
C=input(' kondansatör değeri giriniz ');
f=0
while f<30000
f=f+1
w=2*pi*f*1000;
s(f)=100*abs((((i*w*Lm)/(i*w*L+(1/(i*w*C))+Zc+R))^2)*(Zc/((1/(i*w*C))+i*(L-Lm)*w+R+(((i*Lm*w)*(i*(L-Lm)*w+(Zc+R+(1/(i*w*C)))))/(i*L*w+(Zc+R+(1/(i*w*C))))))));
f2(f)=f;
end
s;
f2=f2*1000;
plot(f2,s)
xlabel('Frekans(10^7)') ylabel('Verim')
Lm
63
1) Hava aralığı:1cm, L=1004 nH, C=124 pF, Lm=562.5 nH R=0.22 Ω a) z=1
b) z=5
c) z=10
64 d) z=25
e) z=50
f) z=100
65
2) Hava aralığı:5cm, L=982.4 nH, C=124 pF, Lm= 241.8nH R=0.22 Ω a) z=1
b) z=5
c) z=10
66 d) z=25
e) z=50
f) z=100
67
3) Hava aralığı:10cm, L=999.2 nH, C=124 pF, Lm=128.6 H R=0.22 Ω a) z=1
b) z=5
c) z=10
68 d) z=25
e) z=50
f) z=100
69
4) Hava aralığı:15cm, L=1010.5 nH, C=124 pF, Lm=80.5 nH R=0.22 Ω a) z=1
b) z=5
c) z=10
70 d) z=25
e) z=50
f) z=100
71
5) Hava aralığı:20cm, L=996.7 nH, C=124 pF, Lm=46.2 nH R=0.22 Ω a) z=1
b) z=5
c) z=10
72 d) z=25
e) z=50
f) z=100
73 A-3 MATLAB Z eşdeğer denklemi ve grafikleri clc
clear all
Lm=input(' Karşıt endüktans değeri giriniz ') L=input(' endüktans değeri giriniz ');
Zc=input(' karakteristik empedans değeri giriniz ');
C=input(' kondansatör değeri giriniz ');
f=0
while f<30000
f=f+1
w=2*pi*f*1000;
s(f)=abs((1/(i*w*C))+i*(L-Lm)*w+(((i*Lm*w)*(i*(L-Lm)*w+(Zc+(1/(i*w*C)))))/(i*L*w+(Zc+(1/(i*w*C))))));
74
1) Hava aralığı:1cm, L=1004 nH, C=124 pF, Lm=562.5 nH a) z=1
b)z=5
c) z=10
75 d) z=25
e) z=50
f) z=100
76
2) Hava aralığı:5cm, L=982.4 nH, C=124 pF, Lm= 241.8nH a) z=1
b) z=5
c) z=10
77 d) z=25
e) z=50
f) z=100
78
3) Hava aralığı:10cm, L=999.2 nH, C=124 pF, Lm=128.6 H a) z=1
b) z=5
c) z=10
79 d) z=25
e) z=50
f) z=100
80
4) Hava aralığı:15cm, L=1010.5 nH, C=124 pF, Lm=80.5 nH a) z=1
b) z=5
c) z=10
81 d) z=25
e) z=50
f) z=100
82
5) Hava aralığı:20cm, L=996.7 nH, C=124 pF, Lm=46.2 nH a) z=1
b) z=5
c) z=10
83 d) z=25
e) z=50
f) z=100
84
A-4 MATLAB ile Hava aralığı ve frekana göre verimin değişiminin üç boyutlu grafikleri clc
[f,Lm] = meshgrid(0:0.25e5:1e8,Lma);
85
EK-B
PSIM Simülasyon Grafikleri
B-1 Z=1 ohm için farklı hava aralıklarında PSIM sonuçları a) Hava aralığı 1cm için;
100 V geriliminde 11,434 MHz frekansında ideal sinüs kaynak kullanılmış ve sargı endüktansları 1004 nH, karşıt endüktans 562.5 nH, kondansatör değerleri 124 pF, R iç direnç değeri 0.22 ohm, Z0 değeri 1Ω olarak seçilmiştir.
Şekil B.1 Giriş ve çıkış gerilimi
86
Şekil B.2 Birincil ve ikincil sargılarından geçen akım
Şekil B.3 Giriş ve çıkış gücü
Şekil B.4 Birinci ve ikincil sargı uç gerilimi
87
Şekil B.5 Birincil ve ikincil kondansatör uç gerilimi b) Hava aralığı 5cm için;
100 V geriliminde 12,920 MHz frekansında ideal sinüs kaynak kullanılmış ve sargı endüktansları 1004 nH, karşıt endüktans 241.8 nH, kondansatör değerleri 124 pF, R iç direnç değeri 0.22 ohm, Z0 değeri 1 Ω olarak seçilmiştir.
Şekil B.6 Giriş ve çıkış gerilimi
88
Şekil B.7 Birincil ve ikincil sargılarından geçen akım
Şekil B.8 Giriş ve çıkış gücü
Şekil B.9 Birinci ve ikincil sargı uç gerilimi
89
Şekil B.10 Birincil ve ikincil kondansatör uç gerilimi c) Hava aralığı 10cm için;
100 V geriliminde 13,463 MHz frekansında ideal sinüs kaynak kullanılmış ve sargı endüktansları 999.2 nH, karşıt endüktans 128.6nH, kondansatör değerleri 124 pF, R iç direnç değeri 0.22 ohm, Z0 değeri 1 Ω olarak seçilmiştir.
Şekil B.11 Giriş ve çıkış gerilimi
90
Şekil B.12 Birincil ve ikincil sargılarından geçen akım
Şekil B.13 Giriş ve çıkış gücü
Şekil B.14 Birincil ve ikincil sargı uç gerilimi
91
Şekil B.15 Birincil ve ikincil kondansatör uç gerilimi d) Hava aralığı 15cm için;
100 V geriliminde 13,691 MHz frekansında ideal sinüs kaynak kullanılmış ve sargı endüktansları 1010.5 nH, karşıt endüktans 80.5 nH, kondansatör değerleri 124 pF, R iç direnç değeri 0.22 ohm, Z0 değeri 1 Ω olarak seçilmiştir.
Şekil B.16 Giriş ve çıkış gerilimi
92
Şekil B.17 Birincil ve ikincil sargılarından geçen akım
Şekil B.18 Giriş ve çıkış gücü
Şekil B.19 Birincil ve ikincil sargı uç gerilimi
93
Şekil B.20 Birincil ve ikincil kondansatör uç gerilimi e) Hava aralığı 20cm için;
100 V geriliminde 14,010 MHz frekansında ideal sinüs kaynak kullanılmış ve sargı endüktansları 996.7 nH, karşıt endüktans 46.2 nH, kondansatör değerleri 124 pF, R iç direnç değeri 0.22 ohm, Z0 değeri 1 Ω olarak seçilmiştir.
Şekil B.21 Giriş ve çıkış gerilimi
94
Şekil B.22 Birincil ve ikincil sargılarından geçen akım
Şekil B.23 Giriş ve çıkış gücü
Şekil B.24 Birincil ve ikincil sargı uç gerilimi
95
Şekil B.25 Birincil ve ikincil kondansatör uç gerilimi
B-2 Z=10 ohm için farklı hava aralıklarında PSIM sonuçları a) Hava aralığı 1cm için;
100 V geriliminde 11,499 MHz frekansında ideal sinüs kaynak kullanılmış ve sargı endüktansları 1004 nH, karşıt endüktans 562.5 nH, kondansatör değerleri 124 pF, R iç direnç değeri 0.22 ohm, Z0 değeri 10 Ω olarak seçilmiştir.
Şekil B.26 Giriş ve çıkış gerilimi
96
Şekil B.27 Birincil ve ikincil sargılarından geçen akım
Şekil B.28 Giriş ve çıkış gücü
Şekil B.29 Birincil ve ikincil sargı uç gerilimi
97
Şekil B.30 Birincil ve ikincil kondansatör uç gerilimi b) Hava aralığı 5cm için;
100 V geriliminde 13,103 MHz frekansında ideal sinüs kaynak kullanılmış ve sargı endüktansları 982.4 nH, karşıt endüktans 241.8 nH, kondansatör değerleri 124 pF, R iç direnç değeri 0.22 ohm, Z0 değeri 10 Ω olarak seçilmiştir.
Şekil B.31 Giriş ve çıkış gerilimi
98
Şekil B.32 Birincil ve ikincil sargılarından geçen akım
Şekil B.33 Giriş ve çıkış gücü
Şekil B.34 Birincil ve ikincil sargı uç gerilimi
99
Şekil B.35 Birincil ve ikincil kondansatör uç gerilimi c) Hava aralığı 10cm için;
100 V geriliminde 13,928 MHz frekansında ideal sinüs kaynak kullanılmış ve sargı endüktansları 999.2 nH, karşıt endüktans 128.6 nH, kondansatör değerleri 124 pF, R iç direnç değeri 0.22 ohm, Z0 değeri 10 Ω olarak seçilmiştir.
Şekil B.36 Giriş ve çıkış gerilimi
100
Şekil B.37 Birincil ve ikincil sargılarından geçen akım
Şekil B.38 Giriş ve çıkış gücü
Şekil B.39 Birincil ve ikincil sargı uç gerilimi
101
Şekil B.40 Birincil ve ikincil kondansatör uç gerilimi d) Hava aralığı 15cm için;
100 V geriliminde 14,252 MHz frekansında ideal sinüs kaynak kullanılmış ve sargı endüktansları 1010.5 nH, karşıt endüktans 80.5 nH, kondansatör değerleri 124 pF, R iç direnç değeri 0.22 ohm, Z0 değeri 10 Ω olarak seçilmiştir.
Şekil B.41 Giriş ve çıkış gerilimi
102
Şekil B.42 Birincil ve ikincil sargılarından geçen akım
Şekil B.43 Giriş ve çıkış gücü
Şekil B.44 Birincil ve ikincil sargı uç gerilimi
103
Şekil B.45 Birincil ve ikincil kondansatör uç gerilimi e) Hava aralığı 20cm için;
100 V geriliminde 14,343 MHz frekansında ideal sinüs kaynak kullanılmış ve sargı endüktansları 996.7 nH, karşıt endüktans 46.2 nH, kondansatör değerleri 124 pF, R iç direnç değeri 0.22 ohm, Z0 değeri 10 Ω olarak seçilmiştir.
Şekil B.46 Giriş ve çıkış gerilimi
104
Şekil B.47 Birincil ve ikincil sargılarından geçen akım
Şekil 4.48 Giriş ve çıkış gücü
Şekil B.49 Birincil ve ikincil sargı uç gerilimi
105
Şekil B.50 Birincil ve ikincil kondansatör uç gerilimi
B-3 Z=25 ohm için farklı hava aralıklarında PSIM sonuçları a) Hava aralığı 1cm için;
100 V geriliminde 11,870 MHz frekansında ideal sinüs kaynak kullanılmış ve sargı endüktansları 1004 nH, karşıt endüktans 562.5 nH, kondansatör değerleri 124 pF, R iç direnç değeri 0.22 ohm, Z0 değeri 25 Ω olarak seçilmiştir.
Şekil B.51 Giriş ve çıkış gerilimi
106
Şekil B.52 Birincil ve ikincil sargılarından geçen akım
Şekil B.53 Giriş ve çıkış gücü
Şekil B.54 Birinci ve ikincil sargı uç gerilimi
107
Şekil B.55 Birincil ve ikincil kondansatör uç gerilimi b) Hava aralığı 5cm için;
100 V geriliminde 14,683 MHz frekansında ideal sinüs kaynak kullanılmış ve sargı endüktansları 982.4 nH, karşıt endüktans 241.8 nH, kondansatör değerleri 124 pF, R iç direnç değeri 0.22 ohm, Z0 değeri 25 Ω olarak seçilmiştir.
Şekil B.56 Giriş ve çıkış gerilimi
108
Şekil B.57 Birincil ve ikincil sargılarından geçen akım
Şekil B.58 Giriş ve çıkış gücü
Şekil B.59 Birinci ve ikincil sargı uç gerilimi
109
Şekil B.60 Birincil ve ikincil kondansatör uç gerilimi c) Hava aralığı 10cm için;
100 V geriliminde 14,472 MHz frekansında ideal sinüs kaynak kullanılmış ve sargı endüktansları 999.2 nH, karşıt endüktans 128.6 nH, kondansatör değerleri 124 pF, R iç direnç değeri 0.22 ohm, Z0 değeri 25 Ω olarak seçilmiştir.
Şekil B.61 Giriş ve çıkış gerilimi
110
Şekil B.62 Birincil ve ikincil sargılarından geçen akım
Şekil B.63 Giriş ve çıkış gücü
Şekil B.64 Birincil ve ikincil sargı uç gerilimi
111
Şekil B.65 Birincil ve ikincil kondansatör uç gerilimi d) Hava aralığı 15cm için;
100 V geriliminde 14,370 MHz frekansında ideal sinüs kaynak kullanılmış ve sargı endüktansları 1010.5 nH, karşıt endüktans 80.5 nH, kondansatör değerleri 124 pF, R iç direnç değeri 0.22 ohm, Z0 değeri 25 Ω olarak seçilmiştir.
Şekil B.66 Giriş ve çıkış gerilimi
112
Şekil B.67 Birincil ve ikincil sargılarından geçen akım
Şekil B.68 Giriş ve çıkış gücü
Şekil B.69 Birincil ve ikincil sargı uç gerilimi
113
Şekil B.70 Birincil ve ikincil kondansatör uç gerilimi e) Hava aralığı 20cm için;
100 V geriliminde 14,463 MHz frekansında ideal sinüs kaynak kullanılmış ve sargı endüktansları 996.7 nH, karşıt endüktans 46.2 nH, kondansatör değerleri 124 pF, R iç direnç değeri 0.22 ohm, Z0 değeri 25 Ω olarak seçilmiştir.
Şekil B.71 Giriş ve çıkış gerilimi
114
Şekil B.72 Birincil ve ikincil sargılarından geçen akım
Şekil B.73 Giriş ve çıkış gücü
Şekil B.74 Birincil ve ikincil sargı uç gerilimi
115
Şekil B.75 Birincil ve ikincil kondansatör uç gerilimi
B-4 Z=50 ohm için farklı hava aralıklarında PSIM sonuçları a) Hava aralığı 1cm için;
100 V geriliminde 14,212 MHz frekansında ideal sinüs kaynak kullanılmış ve sargı endüktansları 1004 nH, karşıt endüktans 562.5 nH, kondansatör değerleri 124 pF, R iç direnç değeri 0.22 ohm, Z0 değeri 50 Ω olarak seçilmiştir.
Şekil B.76 Giriş ve çıkış gerilimi
116
Şekil B.77 Birincil ve ikincil sargılarından geçen akım
Şekil B.78 Giriş ve çıkış gücü
Şekil B.79 Birinci ve ikincil sargı uç gerilimi
117
Şekil B.80 Birincil ve ikincil kondansatör uç gerilimi b) Hava aralığı 5cm için;
100 V geriliminde 15,149 MHz frekansında ideal sinüs kaynak kullanılmış ve sargı endüktansları 982.4 nH, karşıt endüktans 241.8 nH, kondansatör değerleri 124 pF, R iç direnç değeri 0.22 ohm, Z0 değeri 50 Ω olarak seçilmiştir.
Şekil B.81 Giriş ve çıkış gerilimi
118
Şekil B.82 Birincil ve ikincil sargılarından geçen akım
Şekil B.83 Giriş ve çıkış gücü
Şekil B.84 Birincil ve ikincil sargı uç gerilimi
119
Şekil B.85 Birincil ve ikincil kondansatör uç gerilimi c) Hava aralığı 10cm için;
100 V geriliminde 14,915 MHz frekansında ideal sinüs kaynak kullanılmış ve sargı endüktansları 999.2 nH, karşıt endüktans 128.6 nH, kondansatör değerleri 124 pF, R iç direnç değeri 0.22 ohm, Z0 değeri 50 Ω olarak seçilmiştir.
Şekil B.86 Giriş ve çıkış gerilimi
120
Şekil B.87 Birincil ve ikincil sargılarından geçen akım
Şekil B.88 Giriş ve çıkış gücü
Şekil B.89 Birincil ve ikincil sargı uç gerilimi
121
Şekil B.90 Birincil ve ikincil kondansatör uç gerilimi d) Hava aralığı 15cm için;
100 V geriliminde 14,803 MHz frekansında ideal sinüs kaynak kullanılmış ve sargı endüktansları 1010.5 nH, karşıt endüktans 80.5 nH, kondansatör değerleri 124 pF, R iç direnç değeri 0.22 ohm, Z0 değeri 50 Ω olarak seçilmiştir.
Şekil B.91 Giriş ve çıkış gerilimi
122
Şekil B.92 Birincil ve ikincil sargılarından geçen akım
Şekil B.93 Giriş ve çıkış gücü
Şekil B.94 Birincil ve ikincil sargı uç gerilimi
123
Şekil B.95 Birincil ve ikincil kondansatör uç gerilimi e) Hava aralığı 20cm için;
100 V geriliminde 14,905 MHz frekansında ideal sinüs kaynak kullanılmış ve sargı endüktansları 996.7 nH, karşıt endüktans 46.2 nH, kondansatör değerleri 124 pF, R iç direnç değeri 0.22 ohm, Z0 değeri 50 Ω olarak seçilmiştir.
Şekil B.96 Giriş ve çıkış gerilimi
124
Şekil B.97 Birincil ve ikincil sargılarından geçen akım
Şekil B.98 Giriş ve çıkış gücü
Şekil B.99 Birincil ve ikincil sargı uç gerilimi
125
Şekil B.100 Birincil ve ikincil kondansatör uç gerilimi
B-5 Z=100 ohm için farklı hava aralıklarında PSIM sonuçları a) Hava aralığı 1cm için;
100 V geriliminde 14,905 MHz frekansında ideal sinüs kaynak kullanılmış ve sargı endüktansları 996.7 nH, karşıt endüktans 46.2 nH, kondansatör değerleri 124 pF, R iç direnç değeri 0.22 ohm, Z0 değeri 50 Ω olarak seçilmiştir.
Şekil B.101 Giriş ve çıkış gerilimi
126
Şekil B.102 Birincil ve ikincil sargılarından geçen akım
Şekil B.103 Giriş ve çıkış gücü
Şekil B.104 Birincil ve ikincil sargı uç gerilimi
127
Şekil B.105 Birincil ve ikincil kondansatör uç gerilimi b) Hava aralığı 5cm için;
100 V geriliminde 17,300 MHz frekansında ideal sinüs kaynak kullanılmış ve sargı endüktansları 241.8 nH, karşıt endüktans 241.8nH, kondansatör değerleri 124 pF, R iç
100 V geriliminde 17,300 MHz frekansında ideal sinüs kaynak kullanılmış ve sargı endüktansları 241.8 nH, karşıt endüktans 241.8nH, kondansatör değerleri 124 pF, R iç