Studi Komparasi dan Analisis Kumparan Pada Wireless Power Transfer dengan Mempertimbangkan Variasi Jarak dan Misalignment

Tri, Winarno (2023) Studi Komparasi dan Analisis Kumparan Pada Wireless Power Transfer dengan Mempertimbangkan Variasi Jarak dan Misalignment. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 07111940000068-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 October 2025. Download (4MB) | Request a copy

Abstract

Metode pengisian kendaraan listrik dapat diklasifikasikan berdasarkan media pengisiannya, yaitu pengisian dengan kabel (Conductive Charging) dan tanpa kabel (Wireless Charging). Metode Wireless Charging sekarang ini mulai banyak diteliti karena dinilai lebih nyaman dan praktis untuk pengguna daripada metode pengisian dengan kabel. Wireless Power Transfer (WPT) merupakan metode yang sering digunakan pada pengisian beterai kendaraan listrik berbasis tanpa kabel atau wireless. Dalam membangun sistem WPT yang optimal diperlukan desain kumparan yang tepat karena parameter-parameter kumparan akan berdampak pada kinerja sistem WPT. Parameter yang dimaksud meliputi induktansi diri, induktansi timbal balik, dan kopling koefisien. Selain itu, desain kumparan ini nantinya akan mempengaruhi penerapan sistem WPT pada kendaraan listrik karena luas dari kendaraan listrik yang berbeda-beda. Pada penelitian ini akan dilakukan komparasi dan analisis kumparan circular planar spiral dan kumparan square planar spiral pada variasi jarak 10 hingga 100 mm dan misalignment 0 hingga 40 mm. Komparasi dilakukan pada simulasi dan prototipe dengan menggunakan software Ansys Maxwell 3D dan PSIM. Desain dan simulasi kumparan pada software Ansys Maxwell 3D dengan metode FEM menghasilkan nilai parameter kumparan yang hampir sama dengan realisasinya untuk kedua bentuk kumparan. Pada simulasi sistem WPT di PSIM pada jarak 35 mm didapatkan hasil daya ouput maksimal kumparan circular sebesar 244,7 watt dengan frekuensi resonansi 100,5232 kHz sedangkan kumparan square sebesar 245,4 watt dengan frekuensi resonansi 102,069 kHz. Sedangkan pada realisasinya untuk variasi jarak didapatkan daya ouput maksimal pada jarak 35 mm yaitu sebesar 129,4 watt untuk kumparan circular dengan frekuensi resonansi 112,747 kHz dan 135,5 watt untuk kumparan square dengan frekuensi resonansi 111,369 kHz. Kemudian pada variasi misalignment baik pada simulasi PSIM atau realisasi prototipe didapatkan daya output dan efisiensi yang semakin menurun pada nilai misalignment yang semakin meningkat dengan kumparan square yang memiliki nilai daya ouput yang sedikit lebih tinggi daripada kumparan circular pada nilai misalignment yang sama. Dengan demikian, pada penelitian ini dapat disimpulkan bahwa kumparan square planar spiral menghasilkan daya ouput yang lebih besar daripada kumparan circular planar spiral pada variasi jarak dan misalignment yang sama.
================================================================================================================================
Charging methods for electric vehicles can be classified based on the charging medium, namely charging with cables (Conductive Charging) and without cables (Wireless Charging). The Wireless Charging method is now being widely researched because it is considered more convenient and practical for users compared to the cable charging method. Wireless Power Transfer (WPT) is often used for wireless charging of electric vehicle batteries. In order to build an optimal WPT system, it is necessary to have the right coil design because the coil parameters will impact the performance of the WPT system. The parameters in question include self-inductance, mutual inductance, and coupling coefficient. Additionally, the design of this coil will later affect the application of the WPT system to electric vehicles due to the differing areas of electric vehicles. In this study, a comparison and analysis of circular planar spiral coils and square planar spiral coils will be conducted with a distance variation of 10 to 100 mm and a misalignment of 0 to 40 mm. Comparisons were made using simulations and prototipes created with Ansys Maxwell 3D and PSIM software. The design and simulation of coils in Ansys Maxwell 3D software using the FEM method produced coil parameter values that were almost the same as those realized for the two coil shapes. In the WPT system simulation in PSIM at a distance of 35 mm, the maximum output power of the circular coil was 244.7 watts with a resonant frequency of 100.5232 kHz, while the square coil was 245.4 watts with a resonant frequency of 102.069 kHz. As for the distance variation, the maximum output power obtained at a distance of 35 mm was 129.4 watts for the circular coil with a resonant frequency of 112.747 kHz and 135.5 watts for the square coil with a resonant frequency of 111.369 kHz. In the variation of misalignment, both in the PSIM simulation and in the prototipe realization, the output power and efficiency decreased as the misalignment value increased, with the square coil having a slightly higher output power value than the circular coil at the same misalignment value. Thus, this study concludes that a square planar spiral coil produces a greater output power than a circular planar spiral coil at the same distance variation and misalignment.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Electric Vehicles, WPT, Inductive Resonant Power Transfer, Coil, Kendaraan listrik, Koil
Subjects:	T Technology > TK Electrical engineering. Electronics Nuclear engineering > TK7872 Electromagnetic Devices
Divisions:	Faculty of Intelligent Electrical and Informatics Technology (ELECTICS) > Electrical Engineering > 20201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Tri Winarno
Date Deposited:	25 Jul 2023 08:33
Last Modified:	25 Jul 2023 08:33
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/99200

Actions (login required)

View Item