JP2005261200A - 非接触給電装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 移動体が走行する走行路に沿うと共に、所定の弛みを有するように架線した交流電流を流す給電線3と、移動体には、給電線3から電磁誘導作用を生じるためのコア105及びコイル7を有すると共に、給電線3に対して並設して負荷に電力を供給する少なくとも第1及び第2のピックアップユニット202と、コア105には、コイル7を巻回するのに用いる少なくとも二つの溝状の切り欠き部105eと、を備えたものである。
【選択図】 図1
Description
SM(i1−i2)= S(L2−M)i2+Vc1・・・・・(1)
Vc1=(i2−i3)/SC1= i3×R・・・・・・・(2)
i1=i0/n・・・・・・・・(3)
ここに、S:ラプラス演算子、 i0:一次側電流(A)、i1:二次側換算の一次側電流(A)、i2:二次側電流値(A)、i3:二次側負荷電流値(A)、 R:負荷の抵抗値(Ω)、n:巻数比、C1:共振コンデンサの静電容量(F)、Vc1:コンデンサ電圧(V)。
上記(1),(2)式より、
SMi1= SL2i2+ i3×R・・・・・・・・(4)
上記(2)式より、
i2=(1+SC1R) i3・・・・・・・・(5)
(5)式を(4)式に代入してまとめると、
i3/ i1= SM/(S2C1RL2+ SL2+ R)・・(6)
ここで、二次側回路のL2とC1とが共振状態であると、
S2C1L2+1=0・・・・(7)
ここで、(7)式を(6)式に代入すると、二次側負荷電流i3は下式となる。
i3=(M× i1)/ L2=(M× i0)/( L2×n)・・・・(8)
よって、負荷Rの負荷電力Wは下式となる。
W= i3 2×R・・・・(9)
と、反時計回りの磁束φ1と、時計回りの磁束φ2が発生し、二つのコア5間に給電線3の中央部3aに磁束φ1、φ2が加算するように鎖交する。該磁束φ1、φ2により給電線3の中央部3aに渦電流が流れて鉄損が生じ、該中央部3aの温度を上昇が高くなり、給電線3の抵抗値が増加して二次側負荷電力が低下するという問題点があった。
この発明の実施の形態1を図1によって説明する。図1は、この発明の実施の形態1によるコアの中央部に二次コイルを巻回した断面図、図2は図1に示す二次コイルを有するピックアップユニットを二つ近接配置した側面図である。図1及び図2において、給電部300を構成するピックアップユニット202は、略E型形状のコア105を有しており、コア105の中央部105aには、二つの溝状の切り欠き105eを設け、この切り欠き105eに電線が9回巻回されて二次コイル7が形成されており、中央部105aの側面部105cがピックアップユニット202の磁気遮蔽として作用するように形成されている。ここで、切り欠き105eの幅と深さは、二次コイル7を挿入できる空間があれば足り、特に、幅ができるだけ短い方が磁気遮蔽としての作用をより奏する。
いま、二つのピックアップユニット202を併設した状態において、二次コイル107に電流が図2に示す方向に流れると、矢印のようにコア105の側面部105cに磁束Φ1と磁束Φ2とが流れるが、磁束Φ1は、ピックアップユニット202のコア105の側面部105c→中央部105a→切り欠き105eの経路で流れる。一方、磁束Φ2は、同様にピックアップユニット212のコア105の側面部105c→中央部105a→切り欠き105eの経路で流れる。よって、磁束Φ1,Φ2は、各ピックアップユニット202のコア105内を流れて、給電線3の中央部3aにほとんど鎖交しなくなるので、給電線3の中央部3aに渦電流が流れにくくなり鉄損が減少する。従って、複数のピックアップユニット202が近接配置されても、給電線3の中央部3aの磁束Φ1,Φ2による温度上昇を抑えることができる。これを実験により確認すると、ピックアップユニット202どうしの間隔を30mmにして、給電線3に周波数15Kzの80Aの電流を流して二次コイル107の負荷に30Aを流して、給電線3の中央部3aの表面における飽和温度を測定すると、従来、151℃上昇していたものが、上記ピックアップユニット202の構成によれば、49℃の温度上昇に留まることが確認できたのである。
発生損失を抑えて温度上昇を抑制することができる。また、上記実施の形態によるE型コアには、U型コアを二つ用いてE型形状にしても良い。
Claims (3)
- 移動体が走行する走行路に沿うと共に、所定の弛みを有するように架線した交流電流を流す給電線と、
上記移動体には、上記給電線から電磁誘導作用を生じるためのコア及びコイルを有すると共に、上記給電線に対して並設して負荷に電力を供給する少なくとも第1及び第2のピックアップユニットと、
上記コアには、上記コイルを巻回するのに用いる少なくとも二つの溝状の切り欠き部と、を備えたことを特徴とする非接触給電装置。 - 上記コイルは筒型の非磁性体のボビンに巻かれ、上記ボビンを上記切り欠き部に係合させた、ことを特徴とする請求項1に記載の非接触給電装置。
- 移動体が走行する走行路に沿うと共に、所定の弛みを有するように架線した交流電流を流す給電線と、
上記移動体には、上記給電線から電磁誘導作用を生じるためのコア及びコイルを有すると共に、上記給電線に対して並設して負荷に電力を供給する少なくとも第1及び第2のピックアップユニットと、
上記第1のピックアップユニットと上記第2のピックアップユニットとの対向側の上記コイル端部に設けられると共に、上記コイルに電流が流れて発生する磁束が上記コアを介して通過する磁性体部材と、
を備えたことを特徴とする非接触給電装置。
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