Özel çekirdekli bir transformatör tasarımı ve uygulaması


Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2022

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Sude HATEM

Danışman: Erol Kurt

Özet:

Bu tez çalışmasında, yüksek frekans uygulamalarında yeni bir yaklaşım olan manyetik akışkan nüveli transformatörün (ANT) tasarımı ve optimize edilmesi üzerinde durulmuştur. Akışkan nüveli transformatörler düşük iletkenlikleri, yağ-bazlı manyetik akışkanlıkları ve süper paramanyetizma özellikleriyle, geleneksel transformatörlerde karşılaştığımız girdap akımları ve nüve kayıplarına bir çözüm olabilmekteler. Bu çalışmada kullanılan manyetik sıvı, 70μm çapında ferromanyetik tanelerden ve yalıtkan baz olarak motor yağından oluşmaktadır. Sistem esas olarak doğrusal bir akışkan nüveden ve birincil ve ikincil sargılardan oluşmaktadır. Deneysel çalışmalarda ferromanyetik tanelerin yağın içinde karmaşık bir model sergiledikleri ve ikincil sargıda tanımlanmış bir yüksek frekans çıktısı ürettiği kanıtlanmıştır. Sistemin çalışma durumu akışkan çekirdeğin manyetezasyonuna bağlıdır. Testlerden elde edilen sonuçlar, uygulamada üretilen güç miktarı, sisteme uygulanan gerilimin frekasına, manyetik tanelerin kütlesine ve çıkış yüküne bağlı olduğunu kanıtlamıştır. Manyetik tanelelerin kütle değeri m=3.5 g’dan başlatılıp bu değeri arttırarak, sistemin çıkış gerilimi ve çıkış gücü açık devre durumunun yanısıra farkı değişken yükler için elde edilmiştir. Akışkan çekirdeğin farklı koşullar için manyetizasyon durumunu detaylıca gözlemleyebilmek adına benzetim çalışması COMSOL Multi-Physics 5.6 paket programı kullanılmıştır. Uygulamalı çalışmalarda en etkin çalışma frekans aralığı 9-13 (MHz) ve elde edilen en yüksek güç miktarı 423,36 mW olarak belirlenmiştir.

Anahtar Kelimeler : Nüve, yüksek frekans, manyetik akışkan, MHz, güç, trafo