Güç elektroniği dönüştürücülerinde endüktans tasarımı ve optimizasyonu

Abstract

Güç elektroniği dönüştürücülerinde kullanılan endüktansların tasarım ve optimizasyonu, dönüştürücü verimi, güç yoğunluğu ve ekonomik kriterler açısından oldukça önemlidir. Biot-Sawart, Amper, Gauss, Tesla, Faraday, Lenz, Lorentz ve Maxwell gibi bilim adamları elektromanyetik alan teorisinin temelini oluşturmuşlardır. Ancak çağımızın gereksinimlerine cevap verebilecek tasarımlar için teorik altyapının anlaşılması ile birlikte verimliliğin ve ekonomik kriterlerin de dikkate alınması gerekir.Bu tez çalışmasında manyetizma, endüktans, transformatör ve nüve konularındaki kaynaklar incelenmiş, teorik bilgiler derlenerek matematiksel ifadeler verilmiştir. Kayıpları azaltacak çözümler ve verimi artıracak yöntemler incelenmiştir. Optimizasyon çalışmalarına ışık tutacak yöntemler tartışılmıştır. Literatürde mevcut olan bilgiler sentezlenerek tasarım detayları verilmiştir. Teorik çalışmaların sonuçları dikkate alınarak, güç elektroniği dönüştürücülerinde kullanılan endüktans ve transformatörlerin tasarımları için bir temel oluşturulmaya çalışılmıştır. Özellikle bakır ve nüve kayıplarını önemli ölçüde etkileyecek, sarım sayısı, sargıların dağılımı, hava aralığı, nüve boyutu, nüve malzemesi, iletken kesiti ve iletken cinsi gibi parametrelerin nasıl belirleneceği modellenmiştir. Üç farklı tasarım örneği için algoritmalar verilerek, bilgisayar yardımıyla çözümler bulunmuş ve sonuçlar değerlendirilmiştir.Anahtar Kelimeler: Manyetizma, endüktans, transformatör, tasarım ve optimizasyon