JP3598715B2 - 非接触給電装置 - Google Patents
非接触給電装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3598715B2 JP3598715B2 JP5205897A JP5205897A JP3598715B2 JP 3598715 B2 JP3598715 B2 JP 3598715B2 JP 5205897 A JP5205897 A JP 5205897A JP 5205897 A JP5205897 A JP 5205897A JP 3598715 B2 JP3598715 B2 JP 3598715B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power supply
- secondary winding
- primary
- supply device
- magnetic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Current-Collector Devices For Electrically Propelled Vehicles (AREA)
- Ac-Ac Conversion (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、構内等で使用される搬送装置など移動する物体に対して非接触で電力を供給する非接触給電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術による非接触給電装置について、図４から図６を参照して説明する。
図４は、従来の技術による非接触給電装置の構成を示す図であり、一対の１次給電線１ａ、１ｂに高周波電流を流すことによって発生する磁界により、磁性体コア２を介して磁気的に結合された２次側巻線３に電圧が誘起され、１次給電線から２次側巻線に非接触で電力を伝送する。
【０００３】
また、６は１次給電線１ａ、１ｂを所定位置に保持する１次給電線支持器であり側壁７に固定され、前記磁性体コア２および２次側巻線３により構成され、電力を受け取るピックアップは搬送装置等の側方に取り付けられ、前記１次給電線の延長方向に移動が自在である。
【０００４】
図５は、従来の技術による非接触給電装置の別の構成を示す図であり、前記図４との相違点は、前記ピックアップの図における上下方向の物理的移動裕度を大きくとるために、２次側巻線を図示のように３ａおよび３ｂとした点にある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが上述の図５によるピックアップの構成では、２次側巻線の長さは、巻数を同一としたとき、図４の２次側巻線の長さと比較して約２倍の長さとなるため、２次側巻線の自己インダクタンスも約２倍の値となり、２次側巻線に伝送される電力の減少の原因となる。
【０００６】
本発明はこのような背景の下になされたもので、２次側巻線の自己インダクタンスを減少させ、電力伝送効率を高くすることができる非接触給電装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、１次給電線に高周波電流を流すことにより発生する磁界により、磁性体コアを介して磁気的に結合された２次巻線に電圧が誘起され、前記１次給電線から２次巻線に非接触で電力を伝送する非接触給電装置において、
前記１次給電線が発生する磁界と鎖交せず、前記２次巻線が発生する磁界と鎖交する所定位置に板状の非磁性良導体を配設し、前記２次巻線が発生する磁界により前記板状の非磁性良導体に渦電流を流すことを特徴とする非接触給電装置を提供する。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、前記板状の非磁性良導体を配設する所定位置が、
前記２次巻線の外側であり、前記磁性体コアに関し１次給電線と反対側の位置であることを特徴とする請求項１に記載の非接触給電装置を提供する。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、前記板状の非磁性良導体を配設する所定位置が、
前記２次巻線の内側であり、前記磁性体コアに関し１次給電線と反対側の位置であることを特徴とする請求項１に記載の非接触給電装置を提供する。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、前記板状の非磁性良導体を配設する所定位置が、
前記２次巻線の外側および内側であり、前記磁性体コアに関し１次給電線と反対側の位置であることを特徴とする請求項１に記載の非接触給電装置を提供する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態を図を参照しながら説明する。図１はこの発明の第１の実施形態による非接触給電装置の構成を示す図である。
この図において、高周波電流を流す一対の１次給電線（往復線路）１ａ、１ｂは、絶縁物で構成される１次給電線支持器６を介して側壁７に固定され、給電部を構成している。
【００１２】
一方、図示していない搬送車などの側方に取り付けられ、前記１次給電線と接触することなく、この給電線に自在に接近または離反することができ、この給電線の発生する磁界の磁路を形成する構造のＥ字型開口部を持った磁性体コア２と、この磁性体コアに巻かれて前記磁界と鎖交する、直列に接続された２次側巻線３ａおよび３ｂと、この２次側巻線に隣接し、前記１次給電線と反対側の位置に置かれたアルミニウム等の材質による板状の非磁性良導体４とから、電力を受け取るピックアップが構成され、前記搬送装置が前記１次給電線１ａ、１ｂに沿って移動しながら、この給電線から前記ピックアップに電力を伝送する。
【００１３】
このような構成の非接触給電装置において、前記一対の１次給電線１ａ、１ｂに高周波インバータなどによる周波数１０ｋＨｚ程度の高周波電流を流し、この電流によって発生する磁界により、磁性体コア２を介して磁気的に結合された、前記直列接続の２次側巻線３ａおよび３ｂに電圧が誘起され、前記１次給電線から前記２次側巻線に電力を伝送する。
【００１４】
１次給電線１ａ、１ｂに流れる１次電流をＩ１、１次給電線１ａ、１ｂの自己インダクタンスをＬ１、１次給電線１ａ、１ｂと２次側巻線３ａ、３ｂ間の相互インダクタンスをＭ、２次側巻線３ａ、３ｂの自己インダクタンスをＬ２、回路を共振状態にするための共振用コンデンサをＣ、負荷抵抗をＲとすると、この発明による非接触給電装置の等価回路は図２に示すようになる。
【００１５】
この図において、前記共振用コンデンサＣにより、回路を前記１次給電線から供給される高周波電流の周波数に共振させた状態とすると、磁性体コア２の鉄損と２次側巻線３ａ、３ｂの巻線抵抗を無視すれば、負荷抵抗Ｒに伝送される電力Ｐは、
Ｐ＝（Ｍ／Ｌ２）２×Ｒ×Ｉ１２
となり、１次給電線１ａ、１ｂから２次側巻線３ａ、３ｂへの伝送電力を増大させるためには、２次側巻線３ａ、３ｂの自己インダクタンスＬ２を減少させることが必要となる。
【００１６】
さて、図１に示す板状の非磁性良導体４は２次側巻線３ａ、３ｂの外側に隣接し、１次給電線１ａ、１ｂと反対側の位置に配設され、前記２次側巻線に流れる電流により発生する高周波磁束と鎖交して前記板状の非磁性良導体４に高周波渦電流が流れ、前記鎖交する高周波磁束を減少させる方向の磁束を生成する。
また、１次給電線１ａ、１ｂから発生する高周波磁界は、磁性体コア２の内部を通るため、前記板状の非磁性良導体４による影響はなく、前記１次給電線と前記２次側巻線との間の相互インダクタンスＭは、前記板状の非磁性良導体４の取り付けの有無による変化はない。
従って、２次側巻線３ａ、３ｂに電流が流れることにより発生する磁界の磁路の断面積が減少した場合と等価となり、前記２次巻線の自己インダクタンスＬ２が減少し、上述の伝送電力Ｐが増大する。
【００１７】
次に、この発明の第２の実施形態について、図３を参照して説明する。
この実施形態は、図１の構成に加えて、２次側巻線３ａ、３ｂの内側に位置し、磁性体コア２に隣接して１次給電線１ａ、１ｂと反対側の位置に板状の非磁性良導体５を追加配設したことを特徴とする。
前記板状の非磁性良導体５は２次側巻線３ａ、３ｂが発生する磁界と鎖交して渦電流を流し、１次給電線１ａ、１ｂの発生する磁界とは鎖交しないので、上述の第１の実施形態よりも更に２次側巻線３ａ、３ｂの自己インダクタンスを小さくすることができ、１次給電線から２次側巻線への電力伝送効率を第１の実施形態よりも更に向上させることができる。
【００１８】
なお、上述の第１および第２の実施形態とも、誘導障害等の問題が解決されれば、１次給電線は往復する一対の給電線でなく、１本の給電線であっても良い。以上、本発明の一実施形態の動作を図面を参照して詳述してきたが、本発明はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
【００１９】
【発明の効果】
これまでに説明したように、この発明によれば、１次給電線に高周波電流を流すことによって発生する磁界により、磁性体コアを介して磁気的に結合された２次側巻線に電圧が誘起され、１次給電線から２次側巻線に非接触で電力を伝送する非接触給電装置において、２次側巻線が発生する磁界により渦電流を流す板状の非磁性良導体を配設したので、前記２次巻線の自己インダクタンスを小さくすることができ、１次給電線から２次側巻線への電力伝送効率を高くすることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態による非接触給電装置の構成を示す図である。
【図２】本発明による非接触給電装置の等価回路図である。
【図３】本発明の第２の実施形態による非接触給電装置の構成を示す図である。
【図４】従来の非接触給電装置の構成を示す図である。
【図５】従来の非接触給電装置の別の構成を示す図である。
【図６】図５の構成による従来の非接触給電装置の斜視図である。
【符号の説明】
１ａ、１ｂ １次給電線
２ 磁性体コア
３、３ａ、３ｂ ２次側巻線
４、５ 板状の非磁性良導体
６ １次給電線支持器
７ 側壁
Ｉ１ １次電流
Ｌ１ １次給電線の自己インダクタンス
Ｌ２ ２次側巻線の自己インダクタンス
Ｍ １次給電線と２次側巻線間の相互インダクタンス
Ｃ 共振用コンデンサ
Ｒ 負荷抵抗
【発明の属する技術分野】
この発明は、構内等で使用される搬送装置など移動する物体に対して非接触で電力を供給する非接触給電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術による非接触給電装置について、図４から図６を参照して説明する。
図４は、従来の技術による非接触給電装置の構成を示す図であり、一対の１次給電線１ａ、１ｂに高周波電流を流すことによって発生する磁界により、磁性体コア２を介して磁気的に結合された２次側巻線３に電圧が誘起され、１次給電線から２次側巻線に非接触で電力を伝送する。
【０００３】
また、６は１次給電線１ａ、１ｂを所定位置に保持する１次給電線支持器であり側壁７に固定され、前記磁性体コア２および２次側巻線３により構成され、電力を受け取るピックアップは搬送装置等の側方に取り付けられ、前記１次給電線の延長方向に移動が自在である。
【０００４】
図５は、従来の技術による非接触給電装置の別の構成を示す図であり、前記図４との相違点は、前記ピックアップの図における上下方向の物理的移動裕度を大きくとるために、２次側巻線を図示のように３ａおよび３ｂとした点にある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが上述の図５によるピックアップの構成では、２次側巻線の長さは、巻数を同一としたとき、図４の２次側巻線の長さと比較して約２倍の長さとなるため、２次側巻線の自己インダクタンスも約２倍の値となり、２次側巻線に伝送される電力の減少の原因となる。
【０００６】
本発明はこのような背景の下になされたもので、２次側巻線の自己インダクタンスを減少させ、電力伝送効率を高くすることができる非接触給電装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、１次給電線に高周波電流を流すことにより発生する磁界により、磁性体コアを介して磁気的に結合された２次巻線に電圧が誘起され、前記１次給電線から２次巻線に非接触で電力を伝送する非接触給電装置において、
前記１次給電線が発生する磁界と鎖交せず、前記２次巻線が発生する磁界と鎖交する所定位置に板状の非磁性良導体を配設し、前記２次巻線が発生する磁界により前記板状の非磁性良導体に渦電流を流すことを特徴とする非接触給電装置を提供する。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、前記板状の非磁性良導体を配設する所定位置が、
前記２次巻線の外側であり、前記磁性体コアに関し１次給電線と反対側の位置であることを特徴とする請求項１に記載の非接触給電装置を提供する。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、前記板状の非磁性良導体を配設する所定位置が、
前記２次巻線の内側であり、前記磁性体コアに関し１次給電線と反対側の位置であることを特徴とする請求項１に記載の非接触給電装置を提供する。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、前記板状の非磁性良導体を配設する所定位置が、
前記２次巻線の外側および内側であり、前記磁性体コアに関し１次給電線と反対側の位置であることを特徴とする請求項１に記載の非接触給電装置を提供する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態を図を参照しながら説明する。図１はこの発明の第１の実施形態による非接触給電装置の構成を示す図である。
この図において、高周波電流を流す一対の１次給電線（往復線路）１ａ、１ｂは、絶縁物で構成される１次給電線支持器６を介して側壁７に固定され、給電部を構成している。
【００１２】
一方、図示していない搬送車などの側方に取り付けられ、前記１次給電線と接触することなく、この給電線に自在に接近または離反することができ、この給電線の発生する磁界の磁路を形成する構造のＥ字型開口部を持った磁性体コア２と、この磁性体コアに巻かれて前記磁界と鎖交する、直列に接続された２次側巻線３ａおよび３ｂと、この２次側巻線に隣接し、前記１次給電線と反対側の位置に置かれたアルミニウム等の材質による板状の非磁性良導体４とから、電力を受け取るピックアップが構成され、前記搬送装置が前記１次給電線１ａ、１ｂに沿って移動しながら、この給電線から前記ピックアップに電力を伝送する。
【００１３】
このような構成の非接触給電装置において、前記一対の１次給電線１ａ、１ｂに高周波インバータなどによる周波数１０ｋＨｚ程度の高周波電流を流し、この電流によって発生する磁界により、磁性体コア２を介して磁気的に結合された、前記直列接続の２次側巻線３ａおよび３ｂに電圧が誘起され、前記１次給電線から前記２次側巻線に電力を伝送する。
【００１４】
１次給電線１ａ、１ｂに流れる１次電流をＩ１、１次給電線１ａ、１ｂの自己インダクタンスをＬ１、１次給電線１ａ、１ｂと２次側巻線３ａ、３ｂ間の相互インダクタンスをＭ、２次側巻線３ａ、３ｂの自己インダクタンスをＬ２、回路を共振状態にするための共振用コンデンサをＣ、負荷抵抗をＲとすると、この発明による非接触給電装置の等価回路は図２に示すようになる。
【００１５】
この図において、前記共振用コンデンサＣにより、回路を前記１次給電線から供給される高周波電流の周波数に共振させた状態とすると、磁性体コア２の鉄損と２次側巻線３ａ、３ｂの巻線抵抗を無視すれば、負荷抵抗Ｒに伝送される電力Ｐは、
Ｐ＝（Ｍ／Ｌ２）２×Ｒ×Ｉ１２
となり、１次給電線１ａ、１ｂから２次側巻線３ａ、３ｂへの伝送電力を増大させるためには、２次側巻線３ａ、３ｂの自己インダクタンスＬ２を減少させることが必要となる。
【００１６】
さて、図１に示す板状の非磁性良導体４は２次側巻線３ａ、３ｂの外側に隣接し、１次給電線１ａ、１ｂと反対側の位置に配設され、前記２次側巻線に流れる電流により発生する高周波磁束と鎖交して前記板状の非磁性良導体４に高周波渦電流が流れ、前記鎖交する高周波磁束を減少させる方向の磁束を生成する。
また、１次給電線１ａ、１ｂから発生する高周波磁界は、磁性体コア２の内部を通るため、前記板状の非磁性良導体４による影響はなく、前記１次給電線と前記２次側巻線との間の相互インダクタンスＭは、前記板状の非磁性良導体４の取り付けの有無による変化はない。
従って、２次側巻線３ａ、３ｂに電流が流れることにより発生する磁界の磁路の断面積が減少した場合と等価となり、前記２次巻線の自己インダクタンスＬ２が減少し、上述の伝送電力Ｐが増大する。
【００１７】
次に、この発明の第２の実施形態について、図３を参照して説明する。
この実施形態は、図１の構成に加えて、２次側巻線３ａ、３ｂの内側に位置し、磁性体コア２に隣接して１次給電線１ａ、１ｂと反対側の位置に板状の非磁性良導体５を追加配設したことを特徴とする。
前記板状の非磁性良導体５は２次側巻線３ａ、３ｂが発生する磁界と鎖交して渦電流を流し、１次給電線１ａ、１ｂの発生する磁界とは鎖交しないので、上述の第１の実施形態よりも更に２次側巻線３ａ、３ｂの自己インダクタンスを小さくすることができ、１次給電線から２次側巻線への電力伝送効率を第１の実施形態よりも更に向上させることができる。
【００１８】
なお、上述の第１および第２の実施形態とも、誘導障害等の問題が解決されれば、１次給電線は往復する一対の給電線でなく、１本の給電線であっても良い。以上、本発明の一実施形態の動作を図面を参照して詳述してきたが、本発明はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
【００１９】
【発明の効果】
これまでに説明したように、この発明によれば、１次給電線に高周波電流を流すことによって発生する磁界により、磁性体コアを介して磁気的に結合された２次側巻線に電圧が誘起され、１次給電線から２次側巻線に非接触で電力を伝送する非接触給電装置において、２次側巻線が発生する磁界により渦電流を流す板状の非磁性良導体を配設したので、前記２次巻線の自己インダクタンスを小さくすることができ、１次給電線から２次側巻線への電力伝送効率を高くすることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態による非接触給電装置の構成を示す図である。
【図２】本発明による非接触給電装置の等価回路図である。
【図３】本発明の第２の実施形態による非接触給電装置の構成を示す図である。
【図４】従来の非接触給電装置の構成を示す図である。
【図５】従来の非接触給電装置の別の構成を示す図である。
【図６】図５の構成による従来の非接触給電装置の斜視図である。
【符号の説明】
１ａ、１ｂ １次給電線
２ 磁性体コア
３、３ａ、３ｂ ２次側巻線
４、５ 板状の非磁性良導体
６ １次給電線支持器
７ 側壁
Ｉ１ １次電流
Ｌ１ １次給電線の自己インダクタンス
Ｌ２ ２次側巻線の自己インダクタンス
Ｍ １次給電線と２次側巻線間の相互インダクタンス
Ｃ 共振用コンデンサ
Ｒ 負荷抵抗
Claims (4)
- １次給電線に高周波電流を流すことにより発生する磁界により、磁性体コアを介して磁気的に結合された２次巻線に電圧が誘起され、前記１次給電線から２次巻線に非接触で電力を伝送する非接触給電装置において、
前記１次給電線が発生する磁界と鎖交せず、前記２次巻線が発生する磁界と鎖交する所定位置に、前記鎖交により渦電流が流れる板状の非磁性良導体を配設したことを特徴とする非接触給電装置。 - 前記板状の非磁性良導体を配設する所定位置は、
前記２次巻線の外側であり、前記磁性体コアに関し１次給電線と反対側の位置であることを特徴とする請求項１に記載の非接触給電装置。 - 前記板状の非磁性良導体を配設する所定位置は、
前記２次巻線の内側であり、前記磁性体コアに関し１次給電線と反対側の位置であることを特徴とする請求項１に記載の非接触給電装置。 - 前記板状の非磁性良導体を配設する所定位置は、
前記２次巻線の外側および内側であり、前記磁性体コアに関し１次給電線と反対側の位置であることを特徴とする請求項１に記載の非接触給電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5205897A JP3598715B2 (ja) | 1997-03-06 | 1997-03-06 | 非接触給電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5205897A JP3598715B2 (ja) | 1997-03-06 | 1997-03-06 | 非接触給電装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10248108A JPH10248108A (ja) | 1998-09-14 |
| JP3598715B2 true JP3598715B2 (ja) | 2004-12-08 |
Family
ID=12904224
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5205897A Expired - Fee Related JP3598715B2 (ja) | 1997-03-06 | 1997-03-06 | 非接触給電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3598715B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5384195B2 (ja) * | 2009-05-20 | 2014-01-08 | 株式会社ヘッズ | 非接触電力供給装置 |
| EP2833533B1 (en) | 2012-03-27 | 2017-09-27 | Hitachi Metals, Ltd. | Frequency conversion device |
-
1997
- 1997-03-06 JP JP5205897A patent/JP3598715B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10248108A (ja) | 1998-09-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100372174B1 (ko) | 직동형무접촉급전장치 | |
| US6686823B2 (en) | Inductive power transmission and distribution apparatus using a coaxial transformer | |
| US8125208B2 (en) | Transformer device utilizing an air gap for non-contact energy transmission from the primary side to the secondary side | |
| EP1176616B1 (en) | Non-contact electric power transmission apparatus | |
| JP2008539584A (ja) | 誘導結合電力伝達システム | |
| JP2004501540A (ja) | 電気信号またはエネルギーを無接点伝送するための装置 | |
| WO2013176752A2 (en) | Wireless power supply system | |
| JP5646688B2 (ja) | 非接触給電システム | |
| JP4059828B2 (ja) | 非接触給電装置 | |
| CN112467888A (zh) | 一种能量信号同传结构及动态无线能量传输*** | |
| JP3598715B2 (ja) | 非接触給電装置 | |
| JPH07322535A (ja) | 直動機構用無接触給電装置 | |
| JP4051878B2 (ja) | 非接触給電装置 | |
| JP4165523B2 (ja) | 非接触給電装置 | |
| KR101172592B1 (ko) | 비접촉 전원 공급 장치의 수전 모듈 | |
| JP5250867B2 (ja) | 誘導受電回路 | |
| JP2000184625A (ja) | 搬送システムにおける搬送車の非接触給電方法 | |
| JPH10285836A (ja) | 電磁誘導電源装置の受電装置 | |
| JP3909550B2 (ja) | 非接触給電設備 | |
| JP3837834B2 (ja) | 非接触給電装置 | |
| JPH1070856A (ja) | 定電圧誘導給電装置 | |
| JPH1154349A (ja) | 非接触給電装置 | |
| JPH1051982A (ja) | 非接触給電装置 | |
| JP4461537B2 (ja) | 電力線搬送通信装置 | |
| JP3953457B2 (ja) | 可変インダクタおよびこの可変インダクタを使用した無接触給電設備 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040824 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040906 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080924 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090924 Year of fee payment: 5 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |