Μαγνητικά υλικά για την ασύρματη φόρτιση

Abstract

Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη μαγνητικών υλικών για την εφαρμογή της ασύρματης φόρτισης. Για αυτόν το σκοπό προσομοιώθηκε μέσω του λογισμικού Ansys Maxwell μία διάταξη ώστε να πραγματοποιηθεί μαγνητοστατική ανάλυση σε διάφορες καταστάσεις. Αρχικά, γίνεται μια λεπτομερής περιγραφή της στατικής ασύρματης φόρτισης, της δυναμικής ασύρματης φόρτισης και της σχεδόν δυναμικής ασύρματης φόρτισης. Περιγράφονται τα εμπόδια, όπως ο σχεδιασμός των πηνίων των μπλοκ ισχύος, η συχνότητα, οι περιορισμοί του επιπέδου ισχύος, η κακή ευθυγράμμιση και οι πιθανές λύσεις. Στη συνέχεια, γίνεται ειδική εξέταση της δυναμικής ασύρματης φόρτισης και πιο συγκεκριμένα των υπαρχουσών τοπολογιών ζεύξης, αντιστάθμισης και συστημάτων ελέγχου για τον προσδιορισμό της αποτελεσματικότητάς τους στην επίτευξη των επιθυμητών στόχων ελέγχου. Στόχος της έρευνας ήταν η βελτιστοποίηση της λειτουργίας του συστήματος ασύρματης μεταφοράς ενέργειας. Κατά τη διάρκεια της μελέτης, εξετάστηκαν διάφορα σενάρια χρήσης υλικών πυρήνα, με έμφαση στον πυρήνα τύπου Finemet FT3M, σε πυρήνες φερρίτη όπως o TDK-PC45, καθώς και σε πυρήνες νανοσωματιδίων σιδήρου. Η ανάλυση επέτρεψε την εξαγωγή συμπερασμάτων όσον αφορά τη μαγνητική απόκριση του συστήματος, καθώς και τις απώλειες πυρήνα που σχετίζονται με τη χρήση αυτών των υλικών. Το αποτέλεσμα αυτής της έρευνας είναι η ανάπτυξη προηγμένων συστημάτων ασύρματης μεταφοράς ενέργειας που είναι αποτελεσματικότερα, αποδοτικότερα και οικονομικά βιώσιμα. Τα αποτελέσματα της προσομοίωσης επιβεβαιώνουν τις κατευθυντήριες γραμμές που αναπτύχθηκαν για μελλοντικούς σχεδιασμούς συστημάτων ασύρματης μεταφοράς ενέργειας.