Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2016
Öğrenci: SELAMİ BALCI
Danışman: İBRAHİM SEFA
Özet:Geçtiğimiz on yıl içerisinde yüksek frekanslı nüve malzemelerinin üretim teknolojisinde farklı seçenekler sunan birçok gelişme olmuştur. Bu gelişmelerin sonucunda, elektrikli taşımacılık sektörü gibi farklı birçok alanda güç elektroniği dönüştürücüsü içeren topolojilerde orta frekans güç transformatörleri görülmeye başlanmıştır. Yüksek güçlü dönüştürücülerde genellikle orta frekans bölgesi olarak adlandırılan 400 Hz ile 20 kHz değerlerinde anahtarlama içeren çalışmalar bulunmaktadır. Anahtarlama frekansının aralığı topoloji içeriğindeki tüm aktif ve pasif devre elemanlarının çalışabilme sınırlarına göre değişmektedir. Ayrıca, dönüştürücünün anahtarlama frekansı belirlenirken, günümüz teknolojisine uygun güç anahtarları ile birlikte çalışacak olan güç transformatörlerinin ilgili frekans değerindeki kayıpları ve termal davranışlarının önceden belirlenmesi tasarım aşamasında büyük önem arz etmektedir. Geçmiş yıllarda yüksek frekanslı tasarımlar için hemen hemen tek seçenek olan ferrit nüveler çok büyük boyutlarda üretilemediği için büyük güçteki transformatörlerin boyutlandırılmasına sınırlama getirmektedir. Bundan dolayı araştırmacılar daha küçük boyutlu ve daha yüksek verimli transformatör tasarımı için amorf ve nanokristal gibi yumuşak manyetik malzemeler ile gerçekleştirilebilecek nüve tasarımları üzerine yoğunlaşmışlardır. Bu çalışmada, elektromanyetik ve güç elektroniği yazılımlarından yararlanılarak nanokristal nüve malzemesi ile orta frekans güç transformatörü tasarlanmıştır. Tasarım işlemlerinde transformatör öncelikle sonlu elemanlar metodu ile üç boyutlu olarak modellenmiş ve daha sonra bu manyetik devre modelinin güç elektroniği yazılımı içerisinde gerçekçi koşullarda etkileşimli olarak benzetimi yapılmıştır. Böylece nanokristal nüve malzemesi ve alüminyum folyo sargılar ile prototip ürün elde edilmiştir. Daha sonra bu prototip bir fazlı tam köprü evirici devresindeki deney düzeneğinde test edilerek verimi ve sıcaklık artış değerleri belirlenmiştir. Geliştirilen orta frekans güç transformatörünün benzetim ve deneysel sonuçlarının karşılaştırılmasından değerlerinin uyumlu olduğu görülmüştür.