JP6348844B2 - 誘導電力伝達のための非フェライト構造 - Google Patents
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Description
互いに対して相対する第一の表面および第二の表面と、
電源により電圧を印加したときに、第一の表面では相互に強まり、第二の表面では互いに実質的に弱まる磁場を生成するように配置された3つ以上のコイルと、を備える。
中央コイルと、
中央コイルの一端に隣接した第一の端部コイルと、
中央コイルの他端に隣接した第二の端部コイルと、を含む。
第一の軸を中心に互いに分離し、第一の軸と見かけ上平行な方向に磁場を生成するように配置された第一のコイル部の対と、
第一の軸と垂直に延在する磁場を生成するように配置され、軸の一端に強化された磁場を提供し、軸の他端において磁場が互いに相殺するように、第一のコイル部に対して位置合わせされた1つ以上の第二のコイル部と、を備える。
互いに対して相対する第一の表面および第二の表面。
電源により電圧を印加したときに、第一の表面では相互に強まり、第二の表面では互いに実質的に弱まる磁場を生成するように配置された3つ以上のコイルを含む。
互いに対して相対する第一の表面および第二の表面と、
中央コイルと、
中央コイルの一端に隣接した第一の端部コイルと、
中央コイルの他端に隣接した第二の端部コイルと、を備える。
巻型を提供するステップと、
巻型の周囲を非磁性材料で打設し、車道の表面に提供するのに適応した第一の側面、および第一の側面と反対側の第二の側面を有する車道ユニットであって、その内部に複数の導体収容経路を有するユニットを形成するステップと、
コイルに電圧を印加したときに、この導体が、第一の側面に強化された磁場を提供し、第二の側面に実質的に相殺された磁場を提供するように配置された複数の隣接したコイルを形成するように、導体に経路を通り抜けさせるステップと、を含む。
複数の隣接したコイルを形成するように配置された導体を提供するステップ。
コイルの周囲を非磁性材料で打設し、車道の表面に提供するのに適応した第一の側面、第一の側面と反対側の第二の側面、およびコイルに電圧を印加したときに、第一の側面に強化された磁場を提供し、第二の側面に実質的に相殺された磁場を提供するように配置されたコイルを有する車道モジュールを形成するステップを含む。
1、1と1/2 第一の完全パッドが動作中。
1、1と1/2、2 第一の完全パッドが動作中、第二のパッドの半分が付け加えられる。
1と1/2、2 第一の半片パッドが完全に停止、第二のパッドが半分動作中。
1、1と1/2、2、2と1/2 パッド1の第二の半分が動作中、パッド2のすべてが動作中。
2、2と1/2 パッド1のすべてが停止、パッド2のすべてが動作中。
N,S パッド1
N,S,N
_S,N パッド1−2
_S,N,S
_,_,N,S パッド2
優れた磁束パターンが達成されたとしても、接地コイルとピックアップコイルとの結合係数を計算する必要がある。ここでは、重要である3つのインダクタンスおよびそれらの間の相互結合が存在する。これらは以下のとおりである。
1.接地パッドの「主インダクタンス」。これは、ここではL1と呼び、一方の磁極面と他方の磁極面との間の、接地パッド内の内部インダクタンスである。図14に示すように、磁束経路は、経路の長さ、および/または一方の磁極面から他方の磁極面までの距離として概算できる。
2.磁極面から接地パッド上方の空間のインダクタンス。
3.車両の底面におけるピックアップパッドのインダクタンス。
4つの正方形または4つのブロックのピックアップシステムでは、すべての寸法を特定の用途に合うように調整できる。例として、接地パッドと車両上のピックアップとの間に300mmの空隙が要求されるピックアップは、原理上は300mmの厚さであり、末端ブロックから2つの正方形の中央ブロックまでの角度変化を有する。我々は、このピックアップを外側ブロックにおいて5のターンで巻回し、そして中間ブロックを12のターンで巻回することが、満足できる解決法を提供するらしいことを見出した。外側ブロックは、1つのターンを中央ブロックと共用するため、線形の巻き数は5、7、12、7および5であり、このピックアップは、5−7−12ピックアップと呼ばれる。これらの巻回し割合、すなわち、5、7、12をなおも維持しつつ、ブロックの幅および奥行を変更できる。5つのターンの巻き線の外側には、高励起電流を伴う漏れ磁束が存在し得、これは、パッドの端部の外側から観測可能なかなりの磁束であり得ることが明らかである。この漏れを(非常に明白に)図9に示し、そして漏れ磁束が5つの巻き線の一部に連結するが、パッドの上部には移動しない例を図10〜図14に示す。この磁束は大抵、地下に存在するが、5つのターンの巻き線付近のそれ(磁束)を維持するために、それでもなおその漏れの課題を、金属(銅)板またはスクリーンを用いて抑制できる。このスクリーンの効果としては、パッドのインダクタンスをわずかに減少するが、その減少は非常に小さいため外部から観測できない。巻き線に100Aを流す、300mmの深さのピックアップに用いる金属板を図16に示す。このような状況では、銅に流れる平均電流は、ワイヤの長さに反映する量の電流であり、30cmのワイヤでは500A、1cmあたり17A、または1mmあたり1.7Aである。表皮厚さが0.3mmであると仮定すると、1mmあたりの抵抗は0.06Ohm/mであり、このため損失するワットは、パッドの奥行1mごとに170mW/mmであり、300mmのパッドでは52ワット/mの損失となる。これは無視できない程の大きさであり、パッドの両端に生じるため、10kWを伝達する1m幅のパッドでは、1%の損失となる。
Claims (33)
- 誘導電力伝達用の磁場を生成するのに適した誘導電力伝達装置であって、
第一の表面と第二の表面との間に配置される3つ以上のコイルであって、電源により電圧を印加したときに、前記第一の表面では相互に強まり、前記第二の表面では前記第一の表面に対して互いに実質的に弱まる磁場を生成するように配置された3つ以上のコイルを備えており、前記第一および前記第二の表面が互いに対して前面を向く、装置。 - 前記コイルが、
中央コイルと、
前記中央コイルの一端に隣接した第一の端部コイルと、
前記中央コイルの他端に隣接した第二の端部コイルと、を含む、請求項1記載の誘導電力伝達装置。 - 前記コイルがソレノイドコイルを含む、請求項1または請求項2記載の誘導電力伝達装置。
- 前記中央コイルが、前記第一の表面と見かけ上平行な方向にmmfを生成し、前記端部コイルが、前記第一の表面と見かけ上直交する方向にmmfを生成する、請求項2記載の誘導電力伝達装置。
- 前記コイルが、使用中、両端の前記端部コイルによって生成される磁場が互いに反対方向になるように配置され、この構成により前記第一の表面を越えてアーチ状の磁束パターンを有する磁場が生成される、請求項2または請求項4記載の誘導電力伝達装置。
- 前記端部コイルのメートルあたりの組み合わされたアンペアターンが、前記中央コイルのメートルあたりのアンペアターンよりも少ない、請求項2、請求項4および請求項5のいずれか1項に記載の誘導電力伝達装置。
- 前記端部コイルが互いに実質的に同一のアンペアターンを有し、前記中央コイルが、1つの前記端部コイルのアンペアターンの少なくとも2倍のアンペアターンを有する、請求項2および請求項4乃至請求項6のいずれか1項に記載の誘導電力伝達装置。
- 前記第一の表面と垂直な方向における前記端部コイルの長さが、互いに実質的に同一であり、前記第一の表面と平行な方向の前記中央コイルの長さが、各端部コイルの長さの少なくとも約2倍である、請求項2および請求項4乃至請求項7のいずれか1項に記載の誘導電力伝達装置。
- 前記端部コイルが、前記中央コイルと1つ以上のターンを共有する、請求項2および請求項4乃至請求項8のいずれか1項に記載の誘導電力伝達装置。
- 前記中央コイルが、前記第一の表面よりも前記第二の表面に近いほうが長さが長い、請求項2および請求項4乃至請求項9のいずれか1項に記載の誘導電力伝達装置。
- 前記端部コイルが、前記第二の表面よりも前記第一の表面に近いほうが周長が長い、請求項2および請求項4乃至請求項10のいずれか1項に記載の誘導電力伝達装置。
- 第三の端部コイルが前記第一の端部コイルに隣接して提供され、第四の端部コイルが前記第二の端部コイルに隣接して提供される、請求項2および請求項4乃至請求項11のいずれか1項に記載の誘導電力伝達装置。
- 前記第三および第四の端部コイルが、前記第一の端部コイルの磁場と反対の方向に磁場を生成するように配置される、請求項12記載の誘導電力伝達装置。
- 前記第三および第四の端部コイルのアンペアターンが、前記第一および第二の端部コイルのアンペアターンの半分以下である、請求項12または請求項13記載の誘導電力伝達装置。
- 前記第一の表面と第二の表面との間の距離が、前記中央コイルの寸法によって規定される、請求項2および請求項4乃至請求項14のいずれか1項に記載の誘導電力伝達装置。
- 前記生成された有効な磁場が、前記第一の表面を越えて、前記第一の表面と前記第二の表面との間の距離とほぼ等しい距離まで延在する、請求項1乃至請求項15のいずれか1項に記載の誘導電力伝達装置。
- 前記生成された有効な磁場が、前記第一の表面を越えて、前記第一の表面と垂直な方向において前記第一および第二の端部コイルの長さとほぼ等しい距離まで延在する、請求項2および請求項4乃至請求項14のいずれか1項に記載の誘導電力伝達装置。
- 前記第一の表面から前記装置を越えて所与の距離に延在するB場が、前記第二の表面から前記装置を越えて同じ距離に延在するB場よりも大きい、請求項1乃至請求項17のいずれか1項に記載の誘導電力伝達装置。
- 前記所与の距離が、前記第一の表面と前記第二の表面との間の距離と実質的に同一である、請求項18記載の誘導電力伝達装置。
- 前記コイルが基板材料に実質的に囲まれる、請求項1乃至請求項19のいずれか1項に記載の誘導電力伝達装置。
- 前記コイルが基板材料に埋め込まれる、請求項1乃至請求項20のいずれか1項に記載の誘導電力伝達装置。
- 前記基板材料が非磁性材料を含む、請求項20または請求項21記載の誘導電力伝達装置。
- 前記コイルの巻き数が1である、請求項1乃至請求項22のいずれか1項に記載の誘導電力伝達装置。
- 誘導電力伝達用の磁場を提供するのに適した誘導電力伝達装置であって、
第一の軸を中心に互いに分離し、前記第一の軸と見かけ上平行な方向に磁場を生成するように配置された第一のコイル部の対と、
前記第一の軸と垂直に延在する磁場を生成するように配置され、前記軸の一端において磁場を互いに減少させるように、前記第一のコイル部に対して位置合わせされた1つ以上の第二のコイル部と、を備える、装置。 - 車道で用いる、車両向けの誘導電力伝達用の磁場を生成するのに適した車道用誘導電力伝達モジュールであって、路面側および前記路面側と実質的に反対の道路の土台側と、中央コイルと、前記中央コイルの一端に隣接した第一の端部コイルと、前記中央コイルの他端に隣接した第二の端部コイルと、を備えており、前記コイルは、電源により電圧を印加したときに、前記コイルにより生成される磁場が前記道路の土台側で互いに減少させるように配置される、モジュール。
- 前記コイルがコンクリートに囲まれる、請求項25記載の車道用誘導電力伝達モジュール。
- 前記コイルの巻き数が1である、請求項25または請求項26記載の車道用誘導電力伝達モジュール。
- 請求項25乃至請求項27のいずれか1項に記載の複数の車道用誘導電力伝達モジュールを備える車道。
- 誘導電力伝達用の磁場を受け取るのに適した誘導電力伝達装置であって、
互いに対して相対する第一の表面および第二の表面と、
第一の表面と第二の表面との間に配置される3つ以上のコイルであって、電源により電圧を印加したときに、前記第一の表面では相互に強まり、前記第二の表面では前記第一の表面に対して互いに実質的に弱まる磁場を生成するように配置された3つ以上のコイルと、を備える、装置。 - 前記コイルがソレノイドコイルを含む、請求項29記載の誘導電力伝達装置。
- 1つ以上の表面が物理的表面ではない、請求項1記載の装置。
- 前記磁場が前記軸の他端において互いを強める、請求項24記載の装置。
- 前記磁場が前記路面において互いを強める、請求項25記載のモジュール。
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