JP2019004646A - Power transmission/distribution system and power transmission/distribution project - Google Patents

Power transmission/distribution system and power transmission/distribution project Download PDF

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Mitsunori Kono
実則 河野
河野 公則
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Abstract

To inexpensively provide a power transmission/distribution system based on Faraday's electromagnetic induction law and a power transmission/distribution project in the atmosphere, a substance of which electromagnetic wave signal's propagation loss is larger than that in the atmosphere, a fresh water with a salt content of 0% to 10%, sea water, or a combination thereof.SOLUTION: A power transmission/distribution system brings a power-feeding coil and a power-receiving coil to a non-resonant state near a resonant state in a non-saturated condition, makes a load Q value 50 or less, or makes an on-load voltage fluctuation 50% or less, or performing a combination of the actions, and activates a magnetic excitation current in the power-feeding coil by an AC power supply of a frequency from 50 Hz to over 41 MHz, thereby causing the power-feeding coil to radiate a high-output fluctuating magnetic field, and performing near-distance non-contact power supply by the radiated fluctuating magnetic field.SELECTED DRAWING: Figure 7

Description

この発明は、高速道路沿い、一般道路沿い、サービスエリア内、給電ステーション、駐車場、ガレージ、あるいはこれらの組み合わせにおいて、ファラデーの電磁誘導の法則に基づく、送配電システムおよび送配電事業を実現するためのものである。
The present invention realizes a power transmission / distribution system and a power transmission / distribution business based on Faraday's law of electromagnetic induction in a highway, along a general road, in a service area, a power supply station, a parking lot, a garage, or a combination thereof. belongs to.

特許・実用新案県テキスト検索システムでは、送配電システムおよび送配電事業に関する出願を見つけられなかったことから、新規性はあるものと考えられる。
The patent / utility model prefecture text search system is considered novel because it could not find an application related to the power transmission / distribution system and power transmission / distribution business.

この発明は、送配電システムおよび送配電事業を実現するためになされたものであり、送配電システムに用いる給電コイルおよび/あるいは受電コイルから電磁波が放射するのを抑制し、受電コイルから大きな電力を高い効率で出力し、給電コイルと受電コイルとの間隔を広くし、給電コイルと受電コイルとの精密な位置合わせを不要とし、大気中、電磁波信号の伝搬損失が大気中での伝搬損に比較して大きい物質中、塩分濃度が0%から10%までの真水中もしくは海水中、あるいはこれらの組み合わせの中で、近距離間から中距離間までを含め、ファラデーの電磁誘導の法則に基づく、送配電システムおよび送配電事業を安価に提供することを目的とする。
The present invention has been made to realize a power transmission / distribution system and a power transmission / distribution business, and suppresses electromagnetic waves from being radiated from a power feeding coil and / or a power receiving coil used in the power transmission / distribution system, and generates a large amount of power from the power receiving coil. Output with high efficiency, widen the gap between the feeding coil and the receiving coil, eliminates the need for precise positioning between the feeding coil and the receiving coil, and the propagation loss of electromagnetic wave signals in the atmosphere is compared with the propagation loss in the atmosphere Based on Faraday's law of electromagnetic induction, including between short distances and medium distances, in large substances, in fresh water or seawater with a salinity of 0% to 10%, or in combinations of these, The purpose is to provide power transmission and distribution systems and power transmission and distribution business at low cost.

この発明に係わる送配電システムは、給電コイルおよび/あるいは受電コイルを、非飽和状態とし、非共振状態とし、共振状態に近い非共振状態とし、負荷Q値を50以下とし、負荷時電圧変動率を50%以下とし、共振周波数が駆動する交流電源の周波数より低い状態とし、あるいはこれらの組合せとし、給電コイルを単線路、複線路、平行2線路、円状のコイル、あるいは四角形のコイルとし、あるいはこれらの組合せとし、   In the power transmission / distribution system according to the present invention, the feeding coil and / or the receiving coil are brought into a non-saturated state, a non-resonant state, a non-resonant state close to the resonant state, a load Q value of 50 or less, and a voltage fluctuation rate during load. 50% or less, the resonance frequency is lower than the frequency of the driving AC power source, or a combination thereof, and the feeding coil is a single line, multiple lines, two parallel lines, a circular coil, or a rectangular coil, Or a combination of these,

前記給電コイルに周波数が50Hzから41MHzを超える比較的に低い周波数の交流電源を駆動して、前記給電コイルから高出力の変動磁界を放射させ、前記高出力の変動磁界によって前記受電コイルに誘起する起電力を大容量の電源出力とすることによって、電磁波信号の放射を抑制し、電力の伝送効率が高く、大気中、電磁波信号の伝搬損失が大気中での伝搬損に比較して大きい物質中、塩分濃度が0%から10%までの真水中もしくは海水中、あるいはこれらの組み合わせにおいて、近距離間での非接触給電を実現し、中距離間までの非接触給電を制御するための磁力波通信を実現するため、ファラデーの電磁誘導の法則に基づく、送配電システムおよび送配電事業を実現可能とするものである。   A relatively low frequency AC power source having a frequency exceeding 50 Hz to 41 MHz is driven in the power supply coil to radiate a high output variable magnetic field from the power supply coil, and induced in the power receiving coil by the high output variable magnetic field. By making the electromotive force a large-capacity power output, radiation of electromagnetic wave signals is suppressed, power transmission efficiency is high, and propagation loss of electromagnetic wave signals is large in the atmosphere compared to propagation loss in the atmosphere. Magnetic wave to control non-contact power supply over a short distance and realize non-contact power supply over a short distance in fresh water or seawater with a salinity of 0% to 10% or a combination thereof In order to realize communication, it is possible to realize a power transmission and distribution system and a power transmission and distribution business based on Faraday's law of electromagnetic induction.

ここで、送配電システムが、前記給電コイルに、交流電源を、直接供給し、周波数を変換して駆動し、トランスを介して駆動し、位相調整手段を直列に接続して供給し、位相調整手段を並列に接続して供給し、リアクトルとコンデンサとを含む位相調整手段を直列に接続して供給し、リアクトルとコンデンサとを含む位相調整手段を並列に接続して供給し、前記交流電源の電源入力端子にリアクトルを接続して駆動し、あるいはこれらを組合せて駆動し、前記給電コイルから周波数が50Hzから41MHzを超える高出力の変動磁界を放射させ、前記高出力の変動磁界によって前記受電コイルに誘起する起電力を、直接出力し、トランスを介して出力し、位相調整手段を直列に接続して出力し、周波数を変換して出力し、直流電圧に変換して出力し、あるいはこれらの組合せによって、蓄電手段に対して急速充電を可能とする送配電システムおよび送配電事業を実現する。   Here, the power transmission / distribution system directly supplies AC power to the power supply coil, converts the frequency and drives it, drives it through a transformer, supplies the phase adjusting means connected in series, and adjusts the phase. Means connected in parallel, phase adjusting means including a reactor and a capacitor are connected in series, phase adjusting means including a reactor and a capacitor are connected in parallel, and the AC power supply Driven by connecting a reactor to a power input terminal or a combination thereof, the power feeding coil emits a high-output variable magnetic field having a frequency exceeding 50 Hz to 41 MHz, and the power-receiving coil is driven by the high-output variable magnetic field. The electromotive force induced in the output is directly output, output through a transformer, and output by connecting the phase adjusting means in series, converting the frequency and outputting it, and converting it to a DC voltage. Output, or a combination thereof, to achieve the transmission and distribution system and the power transmission and distribution operations to permit rapid charging against accumulator.

また、前記給電コイルを単線路、複線路、あるいは平行2線路で構成し、前記給電コイルと受電コイルとを共振状態に近い非共振状態とすることによって、走行中の移動車両に非接触給電を可能とし、並列駐車中あるいは縦列駐車中の複数台の車両に非接触で急速給電を可能とすることができる。
また、前記給電コイルおよび前記受電コイルを共振状態に近い非共鳴状態とすることで、コイル間の広帯域伝送が可能となり、磁力波通信用アンテナとして共用が可能となり、前記給電コイルと前記受電コイルとの間でデジタル情報の伝送を可能とし、大気中では、前記デジタル情報に基づいて、前記配電手段が、EV両からの交流電源の起動停止要求を受信し、前記要求に基いて交流電源の起動停止を制御し、水中あるいは海水中では、給電支援手段あるいは給電支援プラットホームが、潜航手段からの給電起動停止要求を受信し、前記潜航手段を誘導制御し、非接触給電の起動停止を制御し、あるいはこれらの組合せを行うことができる。
In addition, the feeding coil is configured by a single line, a multiple line, or two parallel lines, and the feeding coil and the receiving coil are in a non-resonant state close to a resonance state, thereby providing non-contact power feeding to a moving vehicle that is running. It is possible to enable rapid power feeding in a non-contact manner to a plurality of vehicles parked in parallel or in parallel parking.
Also, by making the power supply coil and the power receiving coil in a non-resonant state close to a resonance state, broadband transmission between the coils is possible, and it can be shared as a magnetic wave communication antenna, and the power supply coil and the power receiving coil In the atmosphere, based on the digital information, the power distribution means receives the AC power supply start / stop request from both EVs, and starts the AC power supply based on the request. In the water or in seawater, the power supply support means or the power supply support platform receives a power supply start / stop request from the submergence means, controls the submergence means, controls the start / stop of the non-contact power supply, Alternatively, a combination of these can be performed.

本発明の送配電システムおよび送配電事業によって、高速道路沿い、一般道路沿い、サービスエリア内、給電ステーション、駐車場、ガレージ、あるいはこれらの組み合わせにおいて、ファラデーの電磁誘導の法則に基づく、大電力で高効率の送配電システムおよび送配電事業を実現できる。
With the power transmission and distribution system and power transmission and distribution business of the present invention, high-power, highway, general road, service area, power supply station, parking lot, garage, or a combination of these A highly efficient power transmission and distribution system and power transmission and distribution business can be realized.

本発明の第1の実施形態における送配電システムの構成図Configuration diagram of the power transmission and distribution system in the first embodiment of the present invention 本発明の第1の実施形態における送配電システムの他の構成図Another block diagram of the power transmission and distribution system in the first embodiment of the present invention 本発明の第1の実施形態における送配電システムの他の構成図Another block diagram of the power transmission and distribution system in the first embodiment of the present invention 本発明の第1の実施形態における送配電システムの他の構成図Another block diagram of the power transmission and distribution system in the first embodiment of the present invention 本発明の第1の実施形態におけるコイルの断面図Sectional drawing of the coil in the 1st Embodiment of this invention 本発明の第2の実施形態における送配電システムおよび送配電事業の構成図Configuration diagram of power transmission and distribution system and power transmission and distribution business in the second embodiment of the present invention 本発明の第2の実施形態における送配電システムおよび送配電事業の他の構成図Other configuration diagrams of power transmission and distribution system and power transmission and distribution business in the second embodiment of the present invention

図1から図7、および請求項1に示すように、高速道路沿い、一般道路沿い、サービスエリア内、給電ステーション、駐車場、ガレージ、あるいはこれらの組み合わせにおいて、ファラデーの電磁誘導の法則に基づく、送配電システムおよび送配電事業において、前記送配電システムが、少なくとも、送配電手段と、受電手段とから構成され、前記送配電手段が、少なくとも、給電コイルを有し、前記給電コイルが、非飽和状態であり、非共振状態であり、共振状態に近い非共振状態であり、50以下の負荷Q値であり、負荷時電圧変動率が50%以下であり、駆動する交流電源の周波数より低い共振周波数であり、単線路であり、複線路であり、平行2線路であり、四角形のコイルであり、円状のコイルであり、広い帯域幅であり、あるいはこれらの組合せであり、   As shown in FIGS. 1 to 7 and claim 1, based on Faraday's law of electromagnetic induction in highways, along general roads, in service areas, feeding stations, parking lots, garages, or combinations thereof, In the power transmission / distribution system and power transmission / distribution business, the power transmission / distribution system includes at least power transmission / distribution means and power reception means, the power transmission / distribution means has at least a power supply coil, and the power supply coil is not saturated. Resonance state, non-resonance state, non-resonance state close to resonance state, load Q value of 50 or less, voltage fluctuation rate under load is 50% or less, and resonance is lower than the frequency of the driving AC power supply Frequency, single line, double line, parallel two lines, square coil, circular coil, wide bandwidth, or Is a combination of these,

前記受電手段が、少なくとも、受電コイルを有し、前記受電コイルが、非飽和状態であり、非共振状態であり、共振状態に近い非共振状態であり、50以下の負荷Q値であり、負荷時電圧変動率が50%以下であり、駆動する交流電源の周波数より低い共振周波数であり、四角形のコイルであり、円状のコイルであり、広い帯域幅であり、あるいはこれらの組合せであり、前記給電コイルと受電コイルとが、水平方向に対向し、垂直方向に対向し、あるいはこれらの組合せで対向し、前記配電手段が、前記給電コイルに50Hzから41MHzを超える交流電源を、直接駆動し、周波数を変換して駆動し、位相調整手段を直列に接続して供給し、   The power receiving means includes at least a power receiving coil, and the power receiving coil is in a non-saturated state, in a non-resonant state, in a non-resonant state close to a resonance state, and has a load Q value of 50 or less, The voltage fluctuation rate is 50% or less, the resonance frequency is lower than the frequency of the driving AC power source, a square coil, a circular coil, a wide bandwidth, or a combination thereof, The power feeding coil and the power receiving coil face each other in the horizontal direction, face in the vertical direction, or face each other in a combination thereof, and the power distribution means directly drives an AC power source exceeding 50 to 41 MHz to the power feeding coil. , Drive by converting the frequency, phase adjustment means connected in series,

位相調整手段を並列に接続して供給し、位相調整手段を直並列に接続して供給し、リアクトルとコンデンサとを含む位相調整手段を直列に接続して駆動し、リアクトルとコンデンサとを含む位相調整手段を並列に接続して駆動し、前記交流電源の電源入力端子にリアクトルを接続して駆動し、トランスを介して駆動し、給電制御手段を接続して駆動し、給電手段を接続して駆動し、あるいはこれらを組み合わせて駆動して、前記給電コイルから高出力の変動磁界を放射させ、   Phase adjustment means connected in parallel and supplied, phase adjustment means connected in series and supplied, phase adjustment means including a reactor and a capacitor connected in series and driven, phase including a reactor and a capacitor Connect and drive the adjusting means in parallel, connect and drive the reactor to the power input terminal of the AC power supply, drive through the transformer, connect and drive the feeding control means, and connect the feeding means Drive, or drive in combination of these, to radiate a high-power fluctuating magnetic field from the feeding coil,

前記受電手段が、前記給電コイルから放射された高出力の変動磁界によって前記受電コイルに誘起する起電力を、直接出力し、インピーダンス変換手段を介して出力し、トランスを介して出力し、位相調整手段を直列に接続して出力し、位相調整手段を並列に接続して出力し、位相調整手段を直並列に接続して出力し、受電制御手段を接続して出力し、周波数を変換して出力し、整流手段を接続し直流電圧に変換して出力し、蓄電手段に接続して出力し、あるいはこれらを組合せて出力し、   The power receiving means directly outputs an electromotive force induced in the power receiving coil by a high-power fluctuating magnetic field radiated from the power feeding coil, outputs the impedance via the impedance conversion means, and outputs it via a transformer, thereby adjusting the phase. Connect the means in series and output, connect the phase adjustment means in parallel and output, connect the phase adjustment means in series and parallel, output, connect the power reception control means and output, convert the frequency Output, connect the rectifying means, convert to DC voltage and output, connect to the power storage means and output, or combine these and output,

前記送配電手段と受電手段との間で、前記給電コイルと受電コイルとを介してデジタル信号の送受信を行い、前記送配電手段によって取得したデジタル情報を、別に設けた通信ネットワークを介してセンターサーバーに転送し、前記センターサーバーにおいて、加入するEVへの課金処理を行い、送配電事業を行う。   A digital signal is transmitted / received between the power transmission / distribution means and the power reception coil via the power feeding coil and the power reception coil, and the digital information acquired by the power transmission / distribution means is transmitted to a center server via a separately provided communication network. The center server performs a charging process for the EV to be subscribed to, and performs a power transmission and distribution business.

また、図1から図7、および請求項2に示すように、前記給電コイルを平打ち導体によって構成し、前記平打ち導体と高誘電率の絶縁物とをサンドイッチ状に重ね合わせてフラットワイズ巻とし、絶縁物を含浸して防水処理を行い、前記平打ち導体の幅広側を水平方向にしてドラムに巻き取り、前記ドラムから巻き戻して地面に設置し、前記平打ち導体の幅広側を水平方向にして車両による輸送可能な長さのユニット構造とし、前記平打ち導体の幅広側を地面に対して水平方向に設置し、あるいはこれらの組合せによって工事費の経済化を図る。   Further, as shown in FIGS. 1 to 7 and claim 2, the feeding coil is constituted by a flat conductor, and the flat conductor and a high dielectric constant insulator are overlapped in a sandwich shape so that a flatwise winding is performed. And impregnating with an insulating material to perform waterproofing, winding the flat side of the flat conductor on the drum in a horizontal direction, unwinding the drum from the drum and installing it on the ground. The unit structure has a length that can be transported by a vehicle in the direction, and the wide side of the flat conductor is installed in a horizontal direction with respect to the ground, or a combination thereof is used to make the construction cost more economical.

また、図1から図7、および請求項3に示すように、前記給電コイルが、送電線を兼ねており、配電線を兼ねており、地下埋設されており、屋内配線を兼ねており、単線路であり、複線路であり、平行2線路であり、円形のコイルであり、角形のコイルであり、扁平な板状コイルであり、床上に設置され、天井に設置され、壁に設置され、机上に設置され、あるいはこれらの組合せであり、前記受電コイルが前記給電コイルと誘導結合して非接触給電を受ける。   Further, as shown in FIGS. 1 to 7 and claim 3, the feeding coil also serves as a power transmission line, serves as a distribution line, is buried underground, serves as an indoor wiring, and is a single wire. It is a road, a double track, a parallel two track, a circular coil, a square coil, a flat plate coil, installed on the floor, installed on the ceiling, installed on the wall, The power receiving coil is installed on a desk or a combination thereof, and the power receiving coil is inductively coupled with the power feeding coil to receive non-contact power feeding.

また、図1から図7、および請求項4に示すように、前記給電コイルあるいは受電コイルのいずれか一方の面積を他方のコイルの面積より広くし、前記給電コイルあるいは受電コイルのいずれか一方の長辺を他方のコイルの長辺より大きくし、前記給電コイルあるいは受電コイルのいずれか一方の短辺を他方のコイルの短辺より広くし、あるいはこれらを組合せることで、前記給電コイルと受電コイルとの位置合わせを容易にする。
また、図1から図7、および請求項5に示すように、前記給電コイルが移動体への給電エリア内に複数組が設けられ、前記給電コイルが移動体への給電エリアに沿って複数組が設けられ、あるいはこれらの組合せで設けられ、前記複数組の給電コイルの内少なくとも1組の給電コイルと前記受電コイルとが誘導結合を継続する。
Further, as shown in FIGS. 1 to 7 and claim 4, the area of either the feeding coil or the receiving coil is made larger than the area of the other coil, and either one of the feeding coil or the receiving coil is set. By making the long side larger than the long side of the other coil and making the short side of either the feeding coil or the receiving coil wider than the short side of the other coil, or combining them, the feeding coil and the receiving coil Facilitates alignment with the coil.
Further, as shown in FIGS. 1 to 7 and claim 5, a plurality of sets of the feeding coils are provided in a feeding area to the moving body, and a plurality of sets of the feeding coils are arranged along the feeding area to the moving body. Or a combination thereof, and at least one of the plurality of sets of feeding coils continues to be inductively coupled to the receiving coil.

また、図1から図7、および請求項6に示すように、移動体が信号機によって一時停車させられる道路面に沿って、前記給電コイルを地下に埋設し、前記移動体が停車中に非接触給電を受ける。
また、図1から図7、および請求項7に示すように、前記給電コイルが設置される場合、前記給電コイルの背面に存在する構造物による給電効率の低下を抑制するために、前記給電コイルの背面に、渦電流損の少ない導電体を設置し、高飽和磁束密度の磁性体を設置し、変動磁界を反射する素材を設置し、あるいはこれらの組合せを設置する。
Further, as shown in FIGS. 1 to 7 and claim 6, the feeding coil is buried underground along the road surface on which the moving body is temporarily stopped by a traffic light, and the moving body is not in contact with the vehicle while it is stopped. Get power.
In addition, as shown in FIGS. 1 to 7 and claim 7, when the power supply coil is installed, the power supply coil is controlled in order to suppress a decrease in power supply efficiency due to a structure existing on the back surface of the power supply coil. On the back side, a conductor with low eddy current loss, a magnetic material with a high saturation magnetic flux density, a material that reflects a fluctuating magnetic field, or a combination of these are installed.

また、図1から図7、および請求項8に示すように、前記配電手段が、複数の給電コイルを並列に接続し、前記複数の給電コイルを直列に接続し、前記交流電源を共通に設けて接続し、単相あるいは多相の交流電源を接続し、前記位相調整手段を共通に設けて接続し、あるいはこれらの組合せによって、給電サービスエリアを拡大し、かつ同時に給電可能な受電コイルの数を増加させる。
また、図1から図7、および請求項9に示すように、前記受電コイルが、絶縁されたテープ状の平打ち導体あるいは平角導体を複数枚重ねて構成され、四角形のコイルで構成され、ループ状に構成され、渦巻状に構成され、フラットワイズ巻に構成され、ソレノイド巻で構成され、複数回巻で構成され、空心であり、前記平打ち導体あるいは平角導体の1枚の厚さが表皮厚さ以内であり、面積内に高誘電率の誘電体を有し、面積外に高誘電率の誘電体を有し、全体を耐熱良熱伝導性樹脂成型品に封じ込め、絶縁物により全体を含浸し、1面を除き良導電材のケース内に収納され、全体をユニット化し、あるいはこれらの組合せである。
Also, as shown in FIGS. 1 to 7 and claim 8, the power distribution means connects a plurality of feeding coils in parallel, connects the plurality of feeding coils in series, and provides the AC power source in common. The number of receiving coils that can supply power simultaneously by expanding the power supply service area by connecting a single-phase or multi-phase AC power supply, connecting the phase adjusting means in common, or combining them. Increase.
Further, as shown in FIGS. 1 to 7 and claim 9, the power receiving coil is formed by stacking a plurality of insulated tape-like flat conductors or flat conductors, and is formed by a rectangular coil, and a loop. Constructed in a spiral shape, constructed in a flatwise manner, constructed in solenoid winding, constructed in multiple turns, air-core, and the thickness of one of the flat conductor or flat conductor is the skin Within the thickness, it has a dielectric with a high dielectric constant within the area, has a dielectric with a high dielectric constant outside the area, and encloses the whole in a heat-resistant and heat-conductive resin molded product, It is impregnated and stored in a case of a good conductive material except for one side, and the whole is unitized, or a combination thereof.

また、図1から図7、および請求項10に示すように、前記配電手段が、低炭素発電手段を含み、路面に近接して設置された送配電手段から、直接給配電を受ける。
また、図1から図7、および請求項11に示すように、前記配電手段が、該当する給電コイルへの交流電源の起動停止を制御し、前記受電手段とデジタル情報の送受信を行い、当該受電手段への課金情報の収集を要求し、前記課金情報をセンターサーバーへ発信し、交流電源の電圧を制御し、過電圧を保護し、供給電流を制御し、過電流を抑制し、あるいはこれらを組合せを行う。
また、図1から図7、および請求項12に示すように、前記受電手段が、前記配電手段との間でデジタル情報の受送信を行い、給電の起動停止要求を送信し、誘起起電力の起動停止を制御し、出力電圧を制御し、過電圧を保護し、出力電流を制御し、過電流を抑制し、課金情報を送信し、課金情報を収集し、あるいはこれらを組合せを行う。
As shown in FIGS. 1 to 7 and claim 10, the power distribution means includes a low-carbon power generation means, and receives power supply / distribution directly from power transmission / distribution means installed close to the road surface.
Further, as shown in FIGS. 1 to 7 and claim 11, the power distribution unit controls the start / stop of the AC power supply to the corresponding power supply coil, and transmits / receives digital information to / from the power reception unit. Requests collection of billing information to the means, sends the billing information to the center server, controls the voltage of the AC power supply, protects the overvoltage, controls the supply current, suppresses the overcurrent, or a combination thereof I do.
Further, as shown in FIGS. 1 to 7 and claim 12, the power receiving means transmits / receives digital information to / from the power distribution means, transmits a power supply start / stop request, and generates induced electromotive force. Controls start / stop, controls output voltage, protects overvoltage, controls output current, suppresses overcurrent, transmits billing information, collects billing information, or combines them.

また、図1から図7、および請求項13に示すように、前記給電コイルが前記分布容量および浮遊容量を含む位相調整手段と非共振状態でありあるいは共振状態に近い非共振状態であり、前記受電コイルが前記分布容量および浮遊容量を含む位相調整手段と非共振状態でありあるいは共振状態に近い非共振状態であり、前記給電コイルと受電コイルとの何れか一方あるいは両方が磁力波通信と非接触給電とで共用されあるいは併設され、前記給電コイルと受電コイルとの何れか一方あるいは両方が防水されて水中あるいは海水中に没せられ、あるいはこれらの組合で磁力波通信と非接触給電とを可能にする。   Further, as shown in FIGS. 1 to 7 and claim 13, the feeding coil is in a non-resonant state or a non-resonant state close to a resonance state with the phase adjusting means including the distributed capacitance and stray capacitance, The receiving coil is in a non-resonant state or a non-resonant state close to the resonance state with the phase adjusting means including the distributed capacitance and stray capacitance, and either or both of the feeding coil and the receiving coil are not in the magnetic wave communication and non-resonant state. Either or both of the feeding coil and the receiving coil are waterproofed and submerged in water or seawater, or a combination of them for magnetic wave communication and non-contact feeding. to enable.

また、図1から図7、および請求項14に示すように、前記交流電源の周波数が、前記給電コイルと受電コイルとの何れか一方あるいは両方を共振状態に近い非共振状態で動作可能とする周波数帯であり、非接触給電に割当てられた周波数帯であり、高周波利用設備に割り当てられた周波数帯であり、ISMバンドに割当てられた周波数帯であり、あるいはこれらの組合せによって、磁力波通信と大電力の非接触給電との何れか一方あるいは両方を可能とする。
また、図1から図7、および請求項15に示すように、前記給電コイルと前記受電コイルとの間の広帯域伝送特性を利用して、相互間でデジタル情報を送受信し、相互間でデジタル情報を交換し、相互間の距離を測定し、相互間の位置する方向を測定し、相互間の位置関係を制御し、相互間の自動運転を制御し、相互間の非接触給電を制御し、あるいはこれらの組合せを行う。
Further, as shown in FIGS. 1 to 7 and claim 14, the frequency of the AC power supply enables one or both of the feeding coil and the receiving coil to operate in a non-resonant state close to a resonance state. It is a frequency band, is a frequency band allocated to contactless power feeding, is a frequency band allocated to high-frequency utilization equipment, is a frequency band allocated to the ISM band, or a combination thereof, Either or both of high-power non-contact power feeding is possible.
Further, as shown in FIGS. 1 to 7 and claim 15, digital information is transmitted / received between each other by utilizing a broadband transmission characteristic between the feeding coil and the receiving coil, and the digital information is mutually transmitted. , Measure the distance between them, measure the direction between them, control the positional relationship between them, control the automatic operation between them, control the non-contact power feeding between them, Or these combinations are performed.

また、図1から図7、および請求項16に示すように、前記給電コイルと前記受電コイルとの相互間で送受信されるデジタル情報によって、前記給電コイルに供給される交流電源をパルス幅変調し、前記給電コイルに供給される交流電源をパルス位相変調し、前記給電コイルに供給される交流電源を定振幅変調し、前記給電コイルから放射される変動磁界信号を変調し、あるいはこれらの組合せによって、前記給電コイルから変調された変動磁界信号が送信される。
また、図1から図7、および請求項17に示すように、前記受電コイルが、MI素子を用いて構成され、前記MI素子をミキサとして構成し、前記MI素子を複数組用いアレイ状に配置して構成し、あるいはこれらの組合せで構成し、変動磁界信号の高感度な受信を可能にする。
Further, as shown in FIGS. 1 to 7 and claim 16, pulse width modulation is applied to the AC power supplied to the feeding coil by digital information transmitted and received between the feeding coil and the receiving coil. The pulsed phase modulation of the AC power supply supplied to the power supply coil, the constant amplitude modulation of the AC power supply supplied to the power supply coil, the fluctuation magnetic field signal radiated from the power supply coil, or a combination thereof The modulated magnetic field signal is transmitted from the feeding coil.
In addition, as shown in FIGS. 1 to 7 and claim 17, the power receiving coil is configured by using MI elements, the MI elements are configured as a mixer, and a plurality of sets of the MI elements are arranged in an array. Or a combination of these to enable highly sensitive reception of a varying magnetic field signal.

また、図1から図7、および請求項18に示すように、前記給電コイル、前記受電コイル、あるいはこれらの両方が、潜航する潜航手段に搭載され、非接触給電支援手段あるいは非接触給電プラットホームに搭載され、海上を航行する船舶に搭載され、海上を飛行する飛行艇に搭載され、海上の中継手段に搭載され、あるいはこれらの組合せに搭載される。
また、図1から図7、および請求項19に示すように、水中あるいは海水中を潜航する潜航手段が、非接触給電手段を搭載し、非接触受電手段を搭載し、非接触給電制御手段を搭載し、非接触受電制御手段を搭載し、変動磁界信号による磁力波通信手段を搭載し、蓄電手段を搭載し、推進制御手段を搭載し、あるいはこれらの組合せを搭載し、特定の潜航手段が他方の潜航手段に対して非接触給電を行い、相互間の通信を行い、あるいはこれらの両方を行う。
Further, as shown in FIG. 1 to FIG. 7 and claim 18, the power feeding coil, the power receiving coil, or both of them are mounted on a submergence means for submergence, and are attached to a non-contact power feeding support means or a non-contact power feeding platform. It is mounted on a ship that sails on the sea, is mounted on a flying boat that flies over the sea, is mounted on a relay means on the sea, or a combination thereof.
Further, as shown in FIG. 1 to FIG. 7 and claim 19, the submerged means for submerging in water or in seawater is equipped with a non-contact power feeding means, a non-contact power receiving means, and a non-contact power feeding control means. Equipped with non-contact power reception control means, with magnetic wave communication means with fluctuating magnetic field signals, with storage means, with propulsion control means, or with a combination of these, The other submergence means is contactlessly fed, communicates with each other, or both.

また、図1から図7、および請求項20に示すように、前記非接触給電支援手段あるいは非接触給電プラットホームが、電力ケーブルを通じて直流電源あるいは交流電源の供給を受け、単線路、複線路、平行2線路、四角形、円状、あるいはこれらの組合せによる給電コイルから変動磁界を水中あるいは海水中に放射し、水中あるいは海水中で活動中の潜航手段に搭載された受電コイルに誘起する起電力を整流手段によって直流電圧に変換し、前記潜航手段に搭載された蓄電手段を充電する。   Further, as shown in FIG. 1 to FIG. 7 and claim 20, the non-contact power supply support means or the non-contact power supply platform is supplied with a DC power supply or an AC power supply through a power cable, and a single line, a multi-line, a parallel line A variable magnetic field is radiated into the water or seawater from the power supply coil of two lines, square, circle, or a combination of these, and the electromotive force induced in the receiving coil mounted on the submergence means that is active in the water or seawater is rectified. The power is converted into a DC voltage by the means, and the power storage means mounted on the submergence means is charged.

また、図1から図7、および請求項21に示すように、路面上を移動する移動手段が、非接触受電手段を搭載し、非接触給受電制御手段を搭載し、変動磁界信号による磁力波通信手段を搭載し、蓄電手段を搭載し、運転制御手段を搭載し、あるいはこれらの組合せを搭載し、路面に設置された非接触給電手段を利用し、非接触給受電制御手段を利用し、変動磁界信号による磁力波通信手段を利用し、あるいはこれらの組合せを利用し、非接触給電を受けかつ磁力波通信を行う。   Further, as shown in FIGS. 1 to 7 and claim 21, the moving means moving on the road surface is equipped with a non-contact power receiving means, a non-contact power supply / reception control means, and a magnetic wave generated by a variable magnetic field signal. Equipped with communication means, power storage means, operation control means, or a combination of these, using non-contact power supply means installed on the road surface, using non-contact power supply / reception control means, A magnetic wave communication means using a fluctuating magnetic field signal is used, or a combination thereof is used to receive non-contact power feeding and perform magnetic wave communication.

また、図1から図7、および請求項22に示すように、前記磁力波通信手段が、デジタル通信方式であり、スペクトル拡散方式であり、前記交流電源の周波数をベースとする伝送速度であり、あるいはこれらの組合せである。
また、図1から図7、および請求項23に示すように、前記配電手段が、電力ケーブルを通じて直流電源あるいは交流電源の供給を受け、単線路、複線路、平行2線路、角形、円形、線状、面状、あるいはこれらの組合せによる給電コイルから変動磁界を大気中に放射し、前記移動手段に搭載された受電コイルに前記放射された変動磁界によって誘起する起電力を整流手段によって直流電圧に変換し、前記移動手段に搭載された蓄電手段を前記直流電圧によって充電する。
Also, as shown in FIGS. 1 to 7 and claim 22, the magnetic wave communication means is a digital communication system, a spread spectrum system, and a transmission rate based on the frequency of the AC power supply, Or a combination of these.
Further, as shown in FIG. 1 to FIG. 7 and claim 23, the power distribution means is supplied with a DC power supply or an AC power supply through a power cable, and a single line, a double line, a parallel two line, a square, a circle, a line A radiating magnetic field is radiated into the atmosphere from a feeding coil having a shape, a surface shape, or a combination thereof, and an electromotive force induced by the radiating magnetic field radiated on the receiving coil mounted on the moving means is converted to a DC voltage by a rectifying means Then, the storage means mounted on the moving means is charged with the DC voltage.

また、図1から図7、および請求項24に示すように、センターサーバを含む運用管制手段、衛星通信網、海洋上の中継手段、前記配電手段、給受電制御手段、および前記受電手段が連携してデジタル情報ネットワークを構成し、前記ネットワーク内で伝送されるデジタル情報に基づいて、移動体からの交流電源の起動停止要求を送受信するステップを含み、前記起動停止要求に基いて前記交流電源の起動停止を制御するステップを含み、前記起動停止要求に基いて電力料金を課金するステップを含み、運用・操縦に必要な情報を中継するステップを含み、運用・操縦に必要な情報を交換するステップを含み、運転制御・運転操縦を支援するステップを含み、あるいはこれらの組合せを含む。   Further, as shown in FIGS. 1 to 7 and claim 24, the operation control means including a center server, the satellite communication network, the relay means on the ocean, the power distribution means, the power supply / reception control means, and the power reception means are linked. And configuring a digital information network, and transmitting and receiving an AC power supply start / stop request from a mobile unit based on digital information transmitted in the network, and based on the start / stop request, Including a step of controlling start / stop, including a step of charging a power charge based on the start / stop request, and a step of relaying information necessary for operation / operation, and exchanging information necessary for operation / operation Including a step of supporting driving control and driving operation, or a combination thereof.

また、図1から図7、および請求項25に示すように、センターサーバを含む交通管制手段、前記配電手段、給受電制御手段、および前記受電手段が連携してデジタル情報ネットワークを構成し、前記ネットワーク内で伝送されるデジタル情報に基づいて、移動体からの交流電源の起動停止要求を送受信するステップを含み、前記起動停止要求に基いて前記交流電源の起動停止を制御するステップを含み、前記起動停止要求に基いて電力料金を課金するステップを含み、運用・運転に必要な情報を交換するステップを含み、運転制御・運転操作を支援するステップを含み、交差点での衝突を防止するステップを含み、あるいはこれらの組合せを含む。
また、図1から図7、および請求項26に示すように、前記移動体が広範囲を移動する可能性があり、前記ネットワーク内で伝送されるデジタル情報に基づいて、移動範囲を限定するステップを含み、移動範囲を拡大するステップを含み、国境を越えて移動範囲を拡大するステップを含み、あるいはこれらの組合せを含む。
Further, as shown in FIGS. 1 to 7 and claim 25, the traffic control means including a center server, the power distribution means, the power supply / reception control means, and the power reception means cooperate to constitute a digital information network, Including the step of transmitting and receiving an AC power supply start / stop request from a mobile unit based on digital information transmitted in the network, and the step of controlling the AC power supply start / stop based on the start / stop request Including a step of charging a power charge based on a start / stop request, a step of exchanging information necessary for operation / operation, a step of supporting operation control / operation, and a step of preventing a collision at an intersection Including, or a combination thereof.
In addition, as shown in FIGS. 1 to 7 and claim 26, there is a possibility that the moving body may move in a wide range, and the step of limiting the moving range based on digital information transmitted in the network Including a step of expanding the moving range, a step of expanding the moving range across the border, or a combination thereof.

(実施の形態1)
図1は、本発明の第1の実施形態における送配電システムの構成図であり、101は送配電システム、11は給電コイル、41は受電コイル、21a、21bは給電コイルの入力端子、51a、51bは受電コイルの出力端子、31は交流電源、32a、32bは並列に接続された位相調整手段、33は配電手段、34は直列に接続された位相調整手段、61は蓄電手段、62は整流手段、63は受電手段、64は直列に接続された位相調整手段、100は給電コイルと受電コイルとの間隔である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a configuration diagram of a power transmission / distribution system according to a first embodiment of the present invention, in which 101 is a power transmission / distribution system, 11 is a power feeding coil, 41 is a power receiving coil, 21a and 21b are input terminals of the power feeding coil, 51a, 51b is an output terminal of the receiving coil, 31 is an AC power supply, 32a and 32b are phase adjusting means connected in parallel, 33 is power distribution means, 34 is phase adjusting means connected in series, 61 is power storage means, and 62 is rectification Means 63, power receiving means 64, phase adjusting means 64 connected in series, and 100 an interval between the feeding coil and the receiving coil.

ここで、前記給電コイル11および受電コイル41は、空心であり、磁束密度が非飽和状態であり、飽和磁束密度が高い磁性体の周辺に設けられ、前記コイルと磁性体とが直接密着せず間隔を置いて設けられ、あるいはこれらの組合せであり、お互いに間隔100を隔て、水平方向に対向しているものとする。
また、前記各コイルは、駆動する交流電源によって、磁束密度が飽和しない構成であり、磁束密度が飽和しない構造であり、あるいは大電流を駆動できる空心とする必要がある。
また、前記給電コイル11と、位相調整手段32a、32bと位相調整手段34と、交流電源31とは、定電圧直並列共振形インバータを構成するものとする。
Here, the power feeding coil 11 and the power receiving coil 41 are air-centered, are provided in the periphery of a magnetic body having a high magnetic flux density in an unsaturated state, and the coil and the magnetic body are not in direct contact with each other. It is assumed that they are provided at an interval or a combination thereof, and are opposed to each other in the horizontal direction with an interval 100 therebetween.
Further, each coil has a structure in which the magnetic flux density is not saturated by the AC power source to be driven, and has a structure in which the magnetic flux density is not saturated, or an air core that can drive a large current.
The power feeding coil 11, the phase adjusting means 32a and 32b, the phase adjusting means 34, and the AC power supply 31 constitute a constant voltage series-parallel resonance type inverter.

また、前記給電コイル11の誘導性リアクタンスと、前記並列に接続された位相調整手段32a、32bの容量性リアクタンスと、前記給電コイルの周辺に存在する浮遊容量の容量性リアクタンスとが、非共振状態であり、共振状態に近い非共振状態であり、50以下の負荷Q値であり、負荷時電圧変動率が50%以下であり、前記給電コイル11に流れる励磁電流を相互に循環して交流電源31の負担を軽減し、前記給電コイル11から放射される電磁波信号の放射を抑制し、かつ変動磁界を効率よく外部に放射するものとする。   Further, the inductive reactance of the feeding coil 11, the capacitive reactance of the phase adjusting units 32a and 32b connected in parallel, and the capacitive reactance of stray capacitance existing around the feeding coil are in a non-resonant state. A non-resonant state close to the resonance state, a load Q value of 50 or less, a voltage fluctuation rate at the time of load of 50% or less, and mutually circulating the exciting current flowing through the feeding coil 11 to an AC power source It is assumed that the load on the power supply 31 is reduced, the emission of the electromagnetic wave signal radiated from the feeding coil 11 is suppressed, and the variable magnetic field is efficiently radiated to the outside.

また、前記給電コイル11の誘導性リアクタンスと、前記直列に接続された位相調整手段34の容量性リアクタンスとが、非共振状態であり、共振状態に近い非共振状態であり、50以下の負荷Q値であり、負荷時電圧変動率が50%以下であり、前記給電コイル11に流れる実効負荷電流の力率を改善し、かつ前記給電コイル11から放射される電磁波信号の放射を抑制するものとする。
また、前記受電コイルの誘導性リアクタンスと、前記受電コイルと直列に接続された位相調整手段64の容量性リアクタンスと、前記受電コイルの周辺に存在する浮遊容量の容量性リアクタンスとが、非共振状態であり、共振状態に近い非共振状態で有り、50以下の負荷Q値であり、負荷時電圧変動率が50%以下であり、電磁波信号の再放射を抑制し、前記給電コイルから放射された変動磁界から起電力を効率よく誘起し、蓄電手段61に有効電力を供給するものとする。
The inductive reactance of the feeding coil 11 and the capacitive reactance of the phase adjusting means 34 connected in series are in a non-resonant state, in a non-resonant state close to the resonance state, and a load Q of 50 or less. A voltage fluctuation rate under load of 50% or less, which improves the power factor of the effective load current flowing through the feeding coil 11 and suppresses the emission of electromagnetic wave signals radiated from the feeding coil 11 To do.
Further, the inductive reactance of the power receiving coil, the capacitive reactance of the phase adjusting unit 64 connected in series with the power receiving coil, and the capacitive reactance of stray capacitance existing around the power receiving coil are in a non-resonant state. It is in a non-resonant state close to the resonance state, has a load Q value of 50 or less, a load voltage fluctuation rate of 50% or less, suppresses re-radiation of electromagnetic wave signals, and is radiated from the feeding coil It is assumed that an electromotive force is efficiently induced from a varying magnetic field and effective power is supplied to the power storage means 61.

また、前記配電手段33が、前記給電コイル11に、周波数が50Hzから41MHzを超える交流電源を、直接供給し、トランスを介して駆動し、位相制御手段を直列に接続して供給し、位相制御手段を並列に接続して供給し、リアクタを介して駆動し、周波数を変換して駆動し、あるいはこれらの組合せで大電流の励磁電流を駆動し、前記給電コイルから高出力の変動磁界を放射させ、前記受電手段63が、前記受電コイル41に誘起する起電力を、直接出力し、トランスを介して出力し、位相調整手段を直列に接続して出力し、周波数を変換して出力し、インピーダンスを変換して出力し、整流手段62によって直流電圧に変換して出力し、蓄電手段に出力し、あるいはこれらを組合せて大電流の電源として出力し、全体として送配電システムを構成する。   Further, the power distribution means 33 directly supplies the power supply coil 11 with AC power having a frequency exceeding 50 Hz to 41 MHz, drives it through a transformer, and supplies the phase control means connected in series for phase control. The devices are connected in parallel and supplied, driven through a reactor, driven by converting the frequency, or a combination of these to drive a large excitation current and radiate a high-power fluctuating magnetic field from the feeding coil The power receiving means 63 directly outputs the electromotive force induced in the power receiving coil 41, and outputs it via a transformer. The phase adjusting means is connected in series and output, and the frequency is converted and output. Impedance is converted and output, converted to DC voltage by the rectifying means 62 and output, output to the storage means, or a combination of these is output as a large current power source, and as a whole power transmission and distribution Make up a stem.

ここで、前記給電コイル11を駆動する交流電源の電圧をEin*Sin(ωt)とし、前記給電コイル11のインダクタンスをL1とし、ω=2πf=変動磁界の角周波数とすると、入力端子21a、21bに供給される励磁電流Iin(A)は、Iin=(Ein/ωL1)Cos(ωt)となり、大きな励磁電流となるので、前記給電コイルの入力端子側に位相調整手段32a、32bを並列に接続することで、前記交流電源に流れる励磁電流を給電コイルと並列に接続する位相調整手段32a、32bとの間で循環させ、前記給電コイルと直列に接続する給電コイル34によって負荷力率を改善した状態で、前記給電コイルに大きな励磁電流を供給することができる。   Here, when the voltage of the AC power source for driving the feeding coil 11 is Ein * Sin (ωt), the inductance of the feeding coil 11 is L1, and ω = 2πf = the angular frequency of the varying magnetic field, the input terminals 21a, 21b The excitation current Iin (A) supplied to the capacitor is Iin = (Ein / ωL1) Cos (ωt), which is a large excitation current. Therefore, the phase adjusting means 32a and 32b are connected in parallel to the input terminal side of the feeding coil. Thus, the excitation current flowing through the AC power source is circulated between the phase adjusting means 32a and 32b connected in parallel with the power supply coil, and the load power factor is improved by the power supply coil 34 connected in series with the power supply coil. In this state, a large excitation current can be supplied to the feeding coil.

なお、前記給電コイルと、位相調整手段32a、32bおよび前記給電コイルの周辺に存在する浮遊容量とは、非共振状態であり、共振状態に近い非共振状態であり、負荷Qが50以下であり、負荷時電圧変動率が50%以下であり、あるいはこれらの組合せとすることで、電磁波信号の放射を抑制し、変動磁界を効率よく放射し、大気中、電磁波信号の伝搬損失が大気中での伝搬損に比較して大きい物質中、塩分濃度が0%から10%までの真水中もしくは海水中、あるいはこれらの組み合わせの中での非接触給電と磁力波通信とが可能となる。   The feeding coil, the phase adjusting means 32a and 32b, and the stray capacitance existing around the feeding coil are in a non-resonant state, in a non-resonant state close to the resonance state, and the load Q is 50 or less. The load voltage fluctuation rate is 50% or less, or a combination thereof, thereby suppressing the emission of electromagnetic wave signals, efficiently radiating fluctuating magnetic fields, and propagation loss of electromagnetic wave signals in the atmosphere. It is possible to perform non-contact power feeding and magnetic wave communication in a substance that is large compared to the propagation loss of water, in fresh water or seawater having a salinity of 0% to 10%, or in a combination thereof.

また、前記給電コイルの半径をa1、面積をS1、巻き数をN1、磁性体の比透磁率をμe1とする円形コイルの場合、前記給電コイル11bの地点から距離Z(m)の位置で生じる磁束密度Bは、前記給電コイルと受電コイルとが水平方向に対向し、相対距離をD=(a1^2+Z^2)^(1/2)で表すと、ビオ・サバールの法則より、
B={(Ein/ωL1)*(μ0*μe1*N1*S1)/[2π(a1^2+Z^2)^(3/2)]}Cos(ωt)={(Ein/ωL1)*(μ0*μe1*N1*S1)/(2π*D^3)}Cos(ωt) −−(1)
となり、他に、単線路、複線路、平行2線路、などについても同様に放射磁束密度が求められる。
Further, in the case of a circular coil in which the radius of the feeding coil is a1, the area is S1, the number of turns is N1, and the relative magnetic permeability of the magnetic material is μe1, it is generated at a position Z (m) from the point of the feeding coil 11b. The magnetic flux density B is such that the feeding coil and the receiving coil face each other in the horizontal direction, and the relative distance is expressed by D = (a1 ^ 2 + Z ^ 2) ^ (1/2).
B = {(Ein / ωL1) * (μ0 * μe1 * N1 * S1) / [2π (a1 ^ 2 + Z ^ 2) ^ (3/2)]} Cos (ωt) = {(Ein / ωL1) * (μ0 * μe1 * N1 * S1) / (2π * D ^ 3)} Cos (ωt) −− (1)
In addition, the radiant magnetic flux density is similarly required for single lines, multiple lines, two parallel lines, and the like.

そこで、前記給電コイルと受電コイルとが円状コイルの場合、給電コイルのインダクタンスが近似式として、L1=1.94*10^-6*μe1*N1^2*S1から求められ、前記受電コイルの巻数をN2とし、前記受電コイルの面積をS2とし、μ0=4π*10E-7とし、前記受電コイルの磁性体の比透磁率をμe2とすると、前記受電コイルに誘起する起電力Eoutは、ファラデーの電磁誘導の法則より、
Eout=-dΦ/dt=-N2*S2*dB/dt={[(Ein/10)*(μe2*(N2/N1)*S2)]/D^3]}Sin(ωt)−−(2)
となり、交流電源の電圧と同相であり、振幅の項にωを含まないことから、広帯域特性を有するので、ソースフオロア回路を用いて前記起電力をそのまま出力すると、デジタル通信のための磁力波アンテナとしても共用できることを示す。
Therefore, when the feeding coil and the receiving coil are circular coils, the inductance of the feeding coil can be obtained from L1 = 1.94 * 10 ^ -6 * μe1 * N1 ^ 2 * S1 as an approximate expression, and the number of turns of the receiving coil Is N2, the area of the receiving coil is S2, μ0 = 4π * 10E-7, and the relative permeability of the magnetic material of the receiving coil is μe2, the electromotive force Eout induced in the receiving coil is Faraday's From the law of electromagnetic induction,
Eout = -dΦ / dt = -N2 * S2 * dB / dt = {[(Ein / 10) * (μe2 * (N2 / N1) * S2)] / D ^ 3]} Sin (ωt) −− (2 )
Since it has the same phase as the voltage of the AC power supply and does not include ω in the amplitude term, it has a wideband characteristic. Therefore, if the electromotive force is output as it is using a source follower circuit, it can be used as a magnetic wave antenna for digital communication. Indicates that they can also be shared.

しかし、前記受電コイルを非接触給電に用いるためには、前記起電力から実効電力を出力する必要があり、前記受電コイルのリアクタンスωL2(Ω)と蓄電手段の内部抵抗R(Ω)との関係がωL2<Rの場合には、前記受電コイルが非共振状態であっても、前記蓄電手段に流れる電流Iout(A)は、
Iout=Eout/(R+jωL2)≒Eout/(R)={[(Ein/(10*R))*(μe2*(N2/N1)*S2)]/D^3}Sin(ωt)−−(3)
となり、前記蓄電手段に実効電流が流れ、大気中でも海水中でも非接触給電に適用できることになる。
一方、前記関係ωL2<Rが成立しない場合には、前記蓄電手段に流れる電流Iout(A)の負荷力率が低下し、給電効率が低下する問題が生じる。
However, in order to use the power receiving coil for contactless power feeding, it is necessary to output effective power from the electromotive force, and the relationship between the reactance ωL2 (Ω) of the power receiving coil and the internal resistance R (Ω) of the power storage means Is ωL2 <R, even if the power receiving coil is in a non-resonant state, the current Iout (A) flowing through the power storage means is
Iout = Eout / (R + jωL2) ≒ Eout / (R) = {[(Ein / (10 * R)) * (μe2 * (N2 / N1) * S2)] / D ^ 3} Sin (ωt) − -(3)
Thus, an effective current flows through the power storage means, and can be applied to non-contact power feeding in the air or in seawater.
On the other hand, when the relationship ωL2 <R is not established, there is a problem that the load power factor of the current Iout (A) flowing through the power storage unit is reduced and the power supply efficiency is reduced.

そこで、前記受電コイルにリアクタンスが(1/ωC2)の位相調整手段を直列に接続し、(1/(ω^2*L2*C2))≒1とすると、前記蓄電手段に流れる電流Iout(A)は、
Iout=Eout/(R+jωL2(1-(1/(ω^2*L2*C2)))≒Eout/(R)={[(Ein/(10*R))*(μe2*(N2/N1)*S2)]/D^3}Sin(ωt)−−(4)
となり、前記蓄電手段に起電力と同相の充電電流が流れることになり、実効電力が出力される。
なお、前記(4)式において、前記調相手段が直列に接続された場合でも、ωL2(1-(1/(ω^2*L2*C2))<Rが成立する場合を前記受電コイルが共振状態に近い非共振状態で有るものとし、前記受電コイルが共振状態に近い非共振状態で有り、受電コイルの負荷Q値(ωL2/R)が50以下であり、前記受電コイルの共振周波数が駆動する交流電源の周波数より低い状態であり、負荷時電圧変動率が50%以下であり、あるいはこれらの組合せによって、前記受電コイルから再放射される電磁波信号が抑制されるので、海水中での非接触給電が可能となる。
Therefore, when the phase adjusting means having a reactance of (1 / ωC2) is connected in series to the power receiving coil and (1 / (ω ^ 2 * L2 * C2)) ≈1, the current Iout (A )
Iout = Eout / (R + jωL2 (1- (1 / (ω ^ 2 * L2 * C2))) ≒ Eout / (R) = {[(Ein / (10 * R)) * (μe2 * (N2 / N1) * S2)] / D ^ 3} Sin (ωt)-(4)
Thus, a charging current having the same phase as the electromotive force flows through the power storage means, and effective power is output.
In the above equation (4), even when the phase adjusting means is connected in series, the case where the power receiving coil satisfies the case where ωL2 (1- (1 / (ω ^ 2 * L2 * C2)) <R holds. The power receiving coil is in a non-resonant state close to the resonance state, the load coil Q value (ωL2 / R) of the power receiving coil is 50 or less, and the resonance frequency of the power receiving coil is It is in a state lower than the frequency of the alternating current power supply to be driven, the voltage fluctuation rate at the time of load is 50% or less, or the combination thereof, the electromagnetic wave signal re-radiated from the power receiving coil is suppressed. Non-contact power supply is possible.

また、前記給電コイルが磁性体に密着して巻かれており、前記給電コイルに大電流が駆動されると、前記給電コイルから中心点に向かってr(m)の点での磁束密度Br(テスラ)は、Br=μ0*μe1*N1*Iin/2rで表され、r≒0の点では、前記供給電流Iin(A)が大きくなると、前記磁束密度が磁性体の飽和磁束密度を容易に超えるので、少なくともコイルの近辺では空心とする必要がある。
また、大電力を非接触給電するためには、前記給電コイルと受電コイルの両方が大電流によって磁束密度が飽和しないようにするため、空心であり、大電流によって磁束密度が飽和しない構成であり、磁束密度が飽和しない構造であり、あるいはこれらの組合せであり、前記給電コイルの面積内から放射される変動磁界の磁束密度を均一に近づけ、前記受電コイルから誘起する起電力を均一に近づけ、あるいはこれらの対策が必要となる。
In addition, the power supply coil is wound in close contact with a magnetic body, and when a large current is driven to the power supply coil, the magnetic flux density Br (r (m) point from the power supply coil toward the center point ( Tesla) is expressed by Br = μ0 * μe1 * N1 * Iin / 2r, and when r≈0, when the supply current Iin (A) increases, the magnetic flux density easily increases the saturation magnetic flux density of the magnetic material. Therefore, it is necessary to be air-centered at least near the coil.
In addition, in order to supply a large amount of power in a non-contact manner, both the power supply coil and the power receiving coil are air-core so that the magnetic flux density is not saturated by a large current, and the magnetic flux density is not saturated by a large current. The magnetic flux density is not saturated, or a combination thereof, and the magnetic flux density of the varying magnetic field radiated from within the area of the feeding coil is made to be uniform, the electromotive force induced from the power receiving coil is made to be uniform, Or these measures are needed.

ここで、前記受電コイルから実効電力が出力されると、それと等価な実効電力が交流電源から給電されることになるが、前記給電コイルのリアクタンスωL1(Ω)と蓄電手段の内部抵抗R(Ω)との関係がωL1<Rの場合には、交流電源に対する負荷力率が高く給電効率も良好であるが、前記関係ωL2<Rが成立しない場合には、前記給電コイルにリアクタンスが(1/ωC1)の位相調整手段34を直列に接続することで対策する必要がある。
また、前記調相手段34が給電コイルと直列に接続された場合でも、ωL1(1-(1/(ω^2*L1*C1))<Rが成立し、前記給電コイルが共振状態に近い非共振状態で有り、前記交流電源の出力インピーダンスを負荷インピーダンスより低くし、前記給電コイルのリアクタンスを小さくし、給電コイルの負荷Q値(ωL1/R)が50以下であり、前記給電コイルの共振周波数が駆動する交流電源の周波数より低い状態であり、負荷時電圧変動率が50%以下であり、あるいはこれらの組合せであれば、前記給電コイルから放射される電磁波信号が抑制されるので、海水中での非接触給電が可能となる。
Here, when the effective power is output from the power receiving coil, the equivalent effective power is supplied from the AC power source, but the reactance ωL1 (Ω) of the power supply coil and the internal resistance R (Ω ) And ωL1 <R, the load power factor with respect to the AC power supply is high and the power supply efficiency is good.However, when the relationship ωL2 <R is not satisfied, the reactance is (1 / It is necessary to take measures by connecting the phase adjusting means 34 of ωC1) in series.
Further, even when the phase adjusting means 34 is connected in series with the feeding coil, ωL1 (1- (1 / (ω ^ 2 * L1 * C1)) <R is established, and the feeding coil is close to the resonance state. It is in a non-resonant state, the output impedance of the AC power supply is made lower than the load impedance, the reactance of the feeding coil is reduced, the load Q value (ωL1 / R) of the feeding coil is 50 or less, and the resonance of the feeding coil If the frequency is lower than the frequency of the alternating-current power supply to be driven and the voltage fluctuation rate under load is 50% or less, or a combination thereof, the electromagnetic wave signal radiated from the feeding coil is suppressed. Non-contact power feeding in the inside becomes possible.

また、前記配電手段33には、交流電源の起動停止、課金情報の収集、複数組の給電コイルの切替え、複数組の給電コイルの合成、あるいはこれらを組合せた機能を付加するものとする。
また、前記給電コイルと受電コイルとの間隔の変化によって、前記受電コイルに誘起する起電力が変化するので、センサーを設けて前記起電力を常時監視し、受電コイルのタップ切替え、リアクトルのタップ切替え、位相調整手段のタップ切替え、給電コイルを駆動する交流電源のパルス幅を制御し、あるいはこれらの組合せなどの調整と制御が必要である。
Further, the power distribution means 33 is added with functions of starting and stopping the AC power supply, collecting billing information, switching a plurality of sets of feeding coils, combining a plurality of sets of feeding coils, or a combination thereof.
In addition, since the electromotive force induced in the power receiving coil changes due to the change in the interval between the power feeding coil and the power receiving coil, a sensor is provided to constantly monitor the electromotive force, and tap switching of the power receiving coil and tap switching of the reactor are performed. Further, it is necessary to adjust and control the tap switching of the phase adjusting means, the pulse width of the AC power source for driving the feeding coil, or a combination thereof.

また、前記給電コイルを路面下に埋設しあるいは前記受電コイルをEVに搭載する場合に、前記給電コイルの下面あるいは受電コイルの上側に、非磁性体の良導体板を配置することで、路面下に存在する物体あるいはEVの車体に生じる渦電流損を軽減するとともに、前記良導体板とは逆方向に向けて変動磁界の放射を増大させる効果が期待できる。
また、前記給電コイルから放射される変動磁界の磁力線の方向が一定方向に反射するように、前記良導電体板を湾曲させ、あるいは少なくとも1面が開放された良導電体のケースとすることで、前記給電コイルの利得あるいは指向性の改善が期待できる。
Further, when the power feeding coil is embedded under the road surface or the power receiving coil is mounted on the EV, a non-magnetic good conductor plate is disposed on the lower surface of the power feeding coil or the upper side of the power receiving coil, thereby It is possible to reduce the eddy current loss that occurs in the existing object or EV body and to increase the radiation of the variable magnetic field in the opposite direction to the good conductor plate.
In addition, by bending the good conductor plate so that the direction of the magnetic field lines of the fluctuating magnetic field radiated from the feeding coil is reflected in a certain direction, or by making a case of a good conductor having at least one surface open. Improvement of the gain or directivity of the feeding coil can be expected.

また、前記受電コイルに誘起する起電力が、前記給電コイルに供給される交流電源の電圧に依存し、前記給電コイルの誘導性リアクタンスに依存し、前記給電コイルと受電コイルとの間隔に依存し、前記受電コイルの巻き数と給電コイルの巻き数との比に依存し、前記受電コイルの面積に依存し、前記受電コイルの磁性体の比透磁率に依存し、あるいはこれらの組合せに依存することから、これらのパラメータの組み合わせを変化させることで、誘起する起電力を試算して最適化することができる。
また、前記給電コイルおよび受電コイルに、扁平平角導体の短辺を表皮効果によって抵抗値が過大とならない範囲内の絶縁薄板導体を複数枚重ねた厚さとし、あるいは平角導体と絶縁物とをサンドウイッチ状に重ね合わすことで、表皮効果による損失の増加を軽減することができる。
The electromotive force induced in the power receiving coil depends on the voltage of the AC power source supplied to the power feeding coil, depends on the inductive reactance of the power feeding coil, and depends on the distance between the power feeding coil and the power receiving coil. , Depends on the ratio of the number of turns of the power receiving coil and the number of turns of the power feeding coil, depends on the area of the power receiving coil, depends on the relative permeability of the magnetic body of the power receiving coil, or depends on a combination thereof Therefore, by changing the combination of these parameters, the induced electromotive force can be estimated and optimized.
In addition, the feeding coil and the receiving coil have a thickness in which the short sides of the flat rectangular conductor are stacked with a plurality of insulating thin plate conductors within a range in which the resistance value does not become excessive due to the skin effect, or the rectangular conductor and the insulator are sandwiched. By overlapping in the shape, the increase in loss due to the skin effect can be reduced.

図2は、本発明の第1の実施形態における送配電システムの他の構成図であり、102は送配電システム、11は平行2線路の給電コイル、41は受電コイル、31は交流電源、32a、32bは並列に接続された位相調整手段、33は配電手段、34は直列に接続された位相調整手段、61は蓄電手段あるいは負荷抵抗、62は整流手段あるいは直流への変換手段、63は受電手段(図示せず)、64は直列に接続された位相調整手段、100は給電コイルと受電コイルとの間隔(図示せず)、105は給電コイルの断面図である。   FIG. 2 is another configuration diagram of the power transmission / distribution system according to the first embodiment of the present invention, in which 102 is a power transmission / distribution system, 11 is a parallel two-line power supply coil, 41 is a power reception coil, 31 is an AC power source, and 32a. 32b, phase adjusting means connected in parallel, 33 power distribution means, 34 phase adjusting means connected in series, 61 power storage means or load resistance, 62 rectifying means or DC converting means, 63 power receiving Means (not shown), 64 is a phase adjusting means connected in series, 100 is an interval (not shown) between the feeding coil and the receiving coil, and 105 is a sectional view of the feeding coil.

ここで、前記給電コイル11と、受電コイル41とは、共にあるいは何れかが、空心であり、非飽和状態であり、非共振状態であり、共振状態に近い非共振状態であり、水平方向に対向しており、あるいはこれらの組合せであり、給電コイル側には大きな励磁電流を駆動して高出力の変動磁界を放射し、受電コイルから高出力の起電力を誘起することができる。
また、給電コイル11に、単線路、複線路、平行2線路、長方形のループコイル、長方形のヘリカルコイル、長方形の渦巻コイル、あるいはこれらの組合せよる扁平平角のコイルを水平方向に接地して用い、走行車線に沿って設置し、給電サービスエリア内に設置し、シームレスで長尺の給電コイルを構成し、あるいはこららの組合せにより複数のEVに搭載された受電コイルに対して同時に大電力の非接触給電を可能にする。
また、前記給電コイルを複数区間に分割し、複数区間で交差させ、あるいはこれらの組合せにより距離情報を発生させることができる。
Here, either or both of the feeding coil 11 and the receiving coil 41 are air-centered, non-saturated, non-resonant, non-resonant near the resonance, and horizontally. They are opposed to each other or a combination thereof, and a large excitation current can be driven to radiate a high-output fluctuating magnetic field on the feeding coil side, so that a high-output electromotive force can be induced from the receiving coil.
In addition, a single flat line, a double line, two parallel lines, a rectangular loop coil, a rectangular helical coil, a rectangular spiral coil, or a flat rectangular coil formed by a combination thereof is grounded in the horizontal direction for the feeding coil 11, Installed along the driving lane, installed in the power supply service area, configured a seamless and long power supply coil, or combined with these, the high power is not Enables contact power supply.
Further, the feeding coil can be divided into a plurality of sections, intersected in a plurality of sections, or distance information can be generated by a combination thereof.

なお、給電コイルには常時大きな励磁電流が流れるので、前記給電コイルと並列に接続する位相調整手段をリアクトル32bとコンデンサ32aとの直列接続とすることで、前記交流電源31を起動時に流れる突入電流を抑制し、かつ前記給電コイルと直列に接続する位相調整手段34によって力率を改善するとともに、受電手段からの給電要求が無い場合には給電コイルへの電流供給を切断するか、前記給電コイルへの供給電圧を低下させるなどの対策が必要である。   In addition, since a large exciting current always flows through the power supply coil, an inrush current that flows through the AC power supply 31 when the AC power supply 31 is started up by connecting a phase adjusting unit connected in parallel with the power supply coil to a reactor 32b and a capacitor 32a. And the power factor is improved by the phase adjusting means 34 connected in series with the power supply coil, and when there is no power supply request from the power receiving means, the current supply to the power supply coil is cut off, or the power supply coil It is necessary to take measures such as lowering the supply voltage.

また、前記給電コイルおよび/あるいは受電コイルを平打ち導体によって構成し、前記平打ち導体と高誘電率の絶縁物とをサンドイッチ状に重ね合わせ、図5に示すフラットワイズ巻とし、高誘電率の絶縁物を含浸させて防水処理を行い、前記平打ち導体を水平方向としてドラムに巻き取り、前記平打ち導体を地面に対して水平方向に設置し、前記コイルに分布容量あるいは浮遊容量を付加して前記位相調整手段の負担を軽減し、あるいはこれらの組合せにより経済化を図ることができる。   Further, the feeding coil and / or the receiving coil are configured by a flat conductor, and the flat conductor and a high dielectric constant insulator are stacked in a sandwich shape to form a flatwise winding as shown in FIG. It is impregnated with an insulating material to be waterproofed, the flat conductor is wound around a drum in a horizontal direction, the flat conductor is installed in a horizontal direction with respect to the ground, and distributed capacitance or stray capacitance is added to the coil. Thus, the burden on the phase adjusting means can be reduced, or the combination can be made economical.

また、前記給電コイルおよび/あるいは受電コイルの誘導性リアクタンスと、前記位相調整手段の容量性リアクタンスと、前記給電コイルの周辺に存在する浮遊容量の容量性リアクタンスとを、非共振状態とし、共振状態に近い非共振状態とし、50以下の負荷Q値とし、負荷時電圧変動率が50%以下とし、交流電源の周波数より低い共振周波数とし、あるいはこれらの組合せによって、前記給電コイルから放射される電磁波信号を抑制することが可能となり、前記受電コイルから再放射される電磁波信号を抑制することが可能となり、水中あるいは海水中では変位電流の放射あるいは再放射を抑制できるので、渦電流損による損失を抑制できることから、給電コイルから海水中において大きな変動磁界を高い効率で外部へ放射し、受電コイルに大きな起電力を高い効率で誘起することが可能となる。   Further, the inductive reactance of the feeding coil and / or the receiving coil, the capacitive reactance of the phase adjusting means, and the capacitive reactance of stray capacitance existing around the feeding coil are in a non-resonant state, Electromagnetic wave radiated from the feeding coil by a non-resonant state near 50, a load Q value of 50 or less, a load voltage fluctuation rate of 50% or less, a resonance frequency lower than the frequency of the AC power supply, or a combination thereof. It is possible to suppress the signal, to suppress the electromagnetic wave signal re-radiated from the power receiving coil, and to suppress the emission or re-radiation of the displacement current in water or sea water, so that the loss due to the eddy current loss can be reduced. Because it can be suppressed, a large fluctuating magnetic field is radiated from the feeding coil to the outside with high efficiency in the seawater. It is possible to induce a large electromotive force at a high efficiency.

また、前記給電コイルを扁平平行2線路として道路面に水平に設置し、前記受電コイルを四角形のコイルとして前記給電コイルと対向して移動体に設置し、前記給電コイルを駆動する交流電源の電圧をEin*Sin(ωt)とすると、前記受電コイルに誘起する起電力Eoutは、
Eout=-dΦ/dt=[((Ein/Ly1)*N2*S2)/(2^0.5*D1*ACOSH(Lx1/w1))]Sin(ωt) −−(5)
となる。
Further, the power supply coil is installed horizontally on the road surface as two flat parallel lines, the power reception coil is installed as a rectangular coil on the moving body facing the power supply coil, and the voltage of the AC power source that drives the power supply coil Is Ein * Sin (ωt), the electromotive force Eout induced in the receiving coil is
Eout = -dΦ / dt = [((Ein / Ly1) * N2 * S2) / (2 ^ 0.5 * D1 * ACOSH (Lx1 / w1))] Sin (ωt) −− (5)
It becomes.

ここで、Ly1=扁平平行2線路の長さ、N2=受電コイルの巻き数、S2=受電コイルの面積、D1=給電コイルと受電コイルとの相対距離=((d1/2)^2+Z^2)^0.5、Lx1=扁平平行2線路の間隔、w1=扁平平行2線路の幅、t1=扁平平行2線路の厚さとし、t1<<w1とする。
また、前記(5)式によれば、起電力が、(1)受電コイルの巻き数N2と面積S2とに比例して増加し、(2)相対距離D1に反比例して増加し、(3)平行2線路の幅w1がLx1に近づく程増加することを示している。
Here, Ly1 = length of flat parallel two lines, N2 = number of windings of receiving coil, S2 = area of receiving coil, D1 = relative distance between feeding coil and receiving coil = ((d1 / 2) ^ 2 + Z ^ 2) ^ 0.5, Lx1 = interval of two flat parallel lines, w1 = width of two flat parallel lines, t1 = thickness of two flat parallel lines, and t1 << w1.
Further, according to the equation (5), the electromotive force increases in proportion to (1) the number of windings N2 and the area S2 of the receiving coil, (2) increases in inverse proportion to the relative distance D1, and (3 ) The width w1 of the parallel two lines increases as it approaches Lx1.

また、前記受電コイルのリアクタンスωL2(Ω)と蓄電手段の内部抵抗R(Ω)との関係がωL2<Rの場合には、前記受電コイルが非共振状態であっても、前記蓄電手段に流れる電流Iout(A)は、
Iout=Eout/(R+jωL2)≒Eout/(R)=[((Ein/(Ly1*R))*N2*S2)/(2^0.5*D1*ACOSH(Lx1/w1))]Sin(ωt) −−(6)
となり、前記蓄電手段に実効電流が流れ、大気中でも海水中でも非接触給電が可能となる。
また、前記関係ωL2<Rが成立しない場合には、前記受電コイルにリアクタンスが(1/ωC2)の位相調整手段を直列に接続し、(1/(ω^2*L2*C2))≒1とし、共振状態に近い非共振とすることで前記蓄電手段に起電力と同相の充電電流が流れることになる。
Further, when the relationship between the reactance ωL2 (Ω) of the power receiving coil and the internal resistance R (Ω) of the power storage means is ωL2 <R, the current flows to the power storage means even if the power receiving coil is in a non-resonant state. The current Iout (A) is
Iout = Eout / (R + jωL2) ≒ Eout / (R) = [(((Ein / (Ly1 * R)) * N2 * S2) / (2 ^ 0.5 * D1 * ACOSH (Lx1 / w1))] Sin ( ωt) --- (6)
Thus, an effective current flows through the power storage means, and non-contact power feeding is possible in the air and sea water.
Further, when the relationship ωL2 <R is not established, a phase adjusting unit having a reactance of (1 / ωC2) is connected in series to the power receiving coil, and (1 / (ω ^ 2 * L2 * C2)) ≈1 When the non-resonance is close to the resonance state, a charging current having the same phase as the electromotive force flows through the power storage means.

ただし、前記調相手段が受電コイルと直列に接続された場合でも、前記受電コイルが共振状態に近い非共振状態で有り、受電コイルの負荷Q値(ωL2/R)が50以下であり、負荷時電圧変動率が50%以下であり、前記受電コイルの共振周波数が駆動する交流電源の周波数より低い状態であり、あるいはこれらの組合せによって、前記受電コイルから再放射される電磁波信号が抑制されるので、海水中での非接触給電が可能となる。
また、前記給電コイルにおいて前記調相手段が直列に接続された場合でも、ωL1(1-(1/(ω^2*L1*C1))<Rが成立し前記給電コイルが共振状態に近い非共振状態で有り、給電コイルの負荷Q値(ωL1/R)が50以下であり、負荷時電圧変動率が50%以下であり、前記給電コイルの共振周波数が駆動する交流電源の周波数より低い状態であり、あるいはこれらの組合せによって、前記給電コイルから放射される電磁波信号が抑制されるので、海水中での非接触給電が可能となる。
However, even when the phase adjusting means is connected in series with the power receiving coil, the power receiving coil is in a non-resonant state close to a resonance state, and the load Q value (ωL2 / R) of the power receiving coil is 50 or less. The voltage fluctuation rate is 50% or less, and the resonance frequency of the power receiving coil is lower than the frequency of the AC power source to be driven, or a combination thereof suppresses the electromagnetic wave signal re-radiated from the power receiving coil. Therefore, non-contact power feeding in seawater becomes possible.
Further, even when the phase adjusting means is connected in series in the power supply coil, ωL1 (1- (1 / (ω ^ 2 * L1 * C1)) <R holds, and the power supply coil is in a non-resonant state. The resonance state, the load coil Q value (ωL1 / R) is 50 or less, the voltage fluctuation rate under load is 50% or less, and the resonance frequency of the power supply coil is lower than the frequency of the AC power supply to be driven In addition, the electromagnetic wave signal radiated from the power feeding coil is suppressed by the combination thereof, so that non-contact power feeding in seawater is possible.

また、前記給電コイルを幅広の平打ち導体を用いて構成すると、給電コイルをドラムに巻き取り、専用のトレーラで輸送した後に、道路表面の比較的に浅い部分にドラムを巻戻しながら埋設し、あるいは、給電コイルをユニット化して輸送する場合、トレーラで輸送可能な長さが制限されるため、制限寸法内でユニット化することで、輸送および設置工事の経済化が図れる利点がある。
また、前記長尺の給電コイル全体が、耐熱良熱伝導性樹脂成型品に封じ込められ、絶縁物により含浸され、少なくとも1面が開けた良導電材を設け、あるいはこれらの組合せでユニット化できる。
In addition, when the power supply coil is configured using a wide flat conductor, the power supply coil is wound around a drum and transported by a dedicated trailer, and then embedded while rewinding the drum in a relatively shallow portion of the road surface, Alternatively, when the power supply coil is transported as a unit, the length that can be transported by the trailer is limited. Therefore, by unitizing within the limit dimension, there is an advantage that economics of transportation and installation work can be achieved.
Further, the entire long feeding coil can be enclosed in a heat-resistant and heat-conductive resin molded product, impregnated with an insulating material, provided with a good conductive material having at least one surface opened, or a combination thereof.

図3は、本発明の第1の実施形態における送配電システムの他の構成図であり、103は送配電システムの構成図、301aから301dは路面埋設送配電装置の給電コイル、300aから300dは街路ブロックである。
ここで、前記給電コイル301aから301dは、左側走行中のEVが交差点において信号待ちする区間に設置され、EVが一時停車している間に非接触給電を可能とする。
FIG. 3 is another configuration diagram of the power transmission / distribution system according to the first embodiment of the present invention, 103 is a configuration diagram of the power transmission / distribution system, 301a to 301d are power supply coils of the road surface embedded power transmission / distribution device, and 300a to 300d are It is a street block.
Here, the power supply coils 301a to 301d are installed in a section where an EV traveling on the left side waits for a signal at an intersection, and enables non-contact power supply while the EV is temporarily stopped.

また、前記給電コイル301aから301dは、空心であり、非飽和状態であり、非共振状態であり、共振状態に近い非共振状態であり、受電コイル(表示せず)とは水平方向に対向しており、あるいはこれらの組合せであり、給電コイル側には大きな励磁電流を駆動して高出力の変動磁界を放射し、受電コイルから高出力の起電力を誘起することができる。
また、前記給電コイル301aから301dは、単線路であり、複線路であり、平行2線路であり、長方形のループコイルであり、長方形の渦巻コイルであり、あるいはこれらの組合せよる長尺のコイルであり、走行車線に沿って埋設し、シームレスで長尺の給電コイルを構成し、あるいはこれらの組合せにより複数のEVに搭載された受電コイルに対して同時に大電力の非接触給電を可能にする。
Further, the feeding coils 301a to 301d are air-centered, non-saturated, non-resonant, non-resonant close to the resonance, and face the power receiving coil (not shown) in the horizontal direction. Or a combination thereof, and a large excitation current can be driven to radiate a high-output fluctuating magnetic field on the feeding coil side, and a high-output electromotive force can be induced from the receiving coil.
The feeding coils 301a to 301d are a single line, a multiple line, a parallel two line, a rectangular loop coil, a rectangular spiral coil, or a long coil formed by a combination thereof. Yes, it is embedded along the driving lane to form a seamless and long power supply coil, or a combination of these enables high-power non-contact power supply to power receiving coils mounted on a plurality of EVs simultaneously.

また、前記配電手段(表示せず)によって、前記複数の給電コイルを並列に接続し、前記複数の給電コイルを直列に接続し、前記交流電源を共通に設けて接続し、単相あるいは多相の交流電源を接続し、前記位相調整手段を共通に設けて接続し、あるいはこれらの組合せによって、給電サービスエリアを拡大し、かつ同時に給電可能な受電コイルの数を増加させることができる。
また、前記複数の給電コイルを直列に接続する場合には、前記位相調整手段の耐圧を増加させる必要があるが、前記位相調整手段の容量値を減少させることができるので、前記位相調整手段の負担を軽減できるメリットが得られる。
Further, the power distribution means (not shown) connects the plurality of power supply coils in parallel, connects the plurality of power supply coils in series, and provides the AC power supply in common for connection. By connecting these AC power sources and connecting the phase adjusting means in common, or by combining them, it is possible to expand the power supply service area and increase the number of power receiving coils that can supply power simultaneously.
Further, when the plurality of feeding coils are connected in series, it is necessary to increase the withstand voltage of the phase adjusting unit, but since the capacitance value of the phase adjusting unit can be decreased, Benefits that can reduce the burden.

なお、給電コイルには、常時大きな励磁電流が流れるので、並列に接続する位相調整手段、無効電力補償手段、位相補償手段、あるいはこれらの組合せを設け、力率を改善するとともに、受電手段からの給電要求が無い場合には給電コイルへの電流供給を切断するか、前記給電コイルへの供給電圧を低下させるか、磁力波通信機能を維持させるなどの対策が必要である。
また、前記給電コイルを扁平平打ち導体によって構成し、前記扁平平打ち導体と高誘電率の絶縁物とをサンドイッチ状に重ね合わせ、図5に示すフラットワイズ巻とし、高誘電率の絶縁物を含浸させて防水処理を行い、前記平打ち導体を水平方向としてドラムに巻き取り、前記平打ち導体を地面に対して水平方向に設置し、前記コイルに分布容量あるいは浮遊容量を付加して前記位相調整手段の負担を軽減し、あるいはこれらの組合せにより経済化を図ることができる。
In addition, since a large exciting current always flows in the power feeding coil, a phase adjusting unit, a reactive power compensating unit, a phase compensating unit, or a combination of these connected in parallel is provided to improve the power factor and from the power receiving unit. When there is no power supply request, it is necessary to take measures such as cutting off the current supply to the power supply coil, reducing the supply voltage to the power supply coil, or maintaining the magnetic wave communication function.
Further, the feeding coil is constituted by a flat flat conductor, and the flat flat conductor and a high dielectric constant insulator are stacked in a sandwich shape to form a flatwise winding as shown in FIG. It is impregnated and waterproofed, the flat conductor is wound around a drum in a horizontal direction, the flat conductor is installed in a horizontal direction with respect to the ground, and a distributed capacitance or stray capacitance is added to the coil to add the phase. The burden on the adjusting means can be reduced, or the combination can be made economical.

図4は、本発明の第1の実施形態における送配電システムの他の構成図であり、104は海水中での送配電システム、11は給電コイル、31は交流電源、32a、32bは並列に接続する位相調整手段、34は直列に接続する位相調整手段、37は配電手段側防水ケース、41は受電コイル、61は蓄電手段、62は整流手段あるいは直流電圧への変換手段、64は直列に接続する位相調整手段、67は受電手段側防水ケース、100は給電コイルと受電コイルとの間隔(表示せず)である。   FIG. 4 is another configuration diagram of the power transmission / distribution system according to the first embodiment of the present invention, in which 104 is a power transmission / distribution system in seawater, 11 is a feeding coil, 31 is an AC power source, and 32a and 32b are in parallel. Phase adjusting means to be connected, 34 is a phase adjusting means to be connected in series, 37 is a waterproof case on the power distribution means side, 41 is a power receiving coil, 61 is a power storage means, 62 is a rectifying means or DC voltage converting means, and 64 is in series The phase adjusting means to be connected, 67 is a power receiving means side waterproof case, and 100 is the interval (not shown) between the feeding coil and the receiving coil.

ここで、前記給電コイルおよび/あるいは受電コイルを、非共振状態とし、共振状態に近い非共振状態とし、あるいは負荷Q値が50以下とし、負荷時電圧変動率が50%以下とすることで、前記給電コイルからの電磁波信号の放射を抑制し、前記受電コイルからの電磁波の再放射を抑制することが可能となり、塩分濃度が0%から10%までの真水中もしくは海水中で生じる渦電流損を軽減できるので、近距離間で高い給電効率で非接触給電が可能となり、中距離間で磁力波通信が可能となる。
また、前記交流電流の周波数が、前記受電コイルを動作可能とする周波数帯であり、30kHz以下の周波数帯であり、高周波利用設備に割り当てられた周波数帯であり、6.78MHz、13.56MHz、20.34MHz、27.12MHz、および40.68MHzを含むISMバンドに割当てられた周波数帯であり、あるいはこれらを組み合わせることによって、海水中での大電力の非接触給電が可能となる。
Here, the power feeding coil and / or the power receiving coil is set to a non-resonant state, a non-resonant state close to the resonance state, or a load Q value is set to 50 or less, and a voltage fluctuation rate at load is set to 50% or less. It is possible to suppress the emission of electromagnetic wave signals from the power supply coil and to suppress the re-radiation of electromagnetic waves from the power receiving coil, and eddy current loss that occurs in fresh water or seawater with a salt concentration of 0% to 10%. Therefore, non-contact power feeding is possible with high power feeding efficiency over short distances, and magnetic wave communication is possible over medium distances.
The frequency of the alternating current is a frequency band in which the power receiving coil can be operated, is a frequency band of 30 kHz or less, is a frequency band assigned to a high-frequency use facility, 6.78 MHz, 13.56 MHz, It is a frequency band allocated to the ISM band including 20.34 MHz, 27.12 MHz, and 40.68 MHz, or by combining these, high-power non-contact power feeding in seawater becomes possible.

また、前記受電コイルを動作可能とする周波数帯、あるいは30kHz以下の周波数帯を用いる場合には、前記給電コイルが、単線路であり、複線路であり、あるいは平行2線路であり、前記受電コイルが四角形のコイルであり、かつ、前記給電コイルを海底に設置し、海水中に浮遊させて海底にアンカーで固定して設置し、あるいは海面に浮遊させて設置することで、大電力の非接触給電プラットホームが実現できる。
あるいは、前記交流電源が海上に停泊中の船舶から直接供給され、あるいは防水ケース内に設けられた周波数変換手段によって所要の周波数に変換されて供給される。
When using a frequency band in which the power receiving coil can be operated, or a frequency band of 30 kHz or less, the power feeding coil is a single line, a multiple line, or a parallel two line, and the power receiving coil Is a rectangular coil, and the power supply coil is installed on the seabed, suspended in seawater and fixed with an anchor on the seafloor, or suspended on the sea surface, and installed in a high-power non-contact manner. A power supply platform can be realized.
Alternatively, the AC power is supplied directly from a ship anchored at sea, or converted into a required frequency by a frequency conversion means provided in a waterproof case and supplied.

また、前記防水ケースは、深海での使用に耐えるように耐圧構造であり、絶縁物を充填した構造であり、前記給電コイルと受電コイルとが対向している面が開放された構造であり、前記対向している面を除き導電体の構造物で蔽われた構造であり、あるいはこれらの組合せであるものとする。
また、前記受電コイルが潜航中の潜航ロボットに搭載され、前記潜航ロボットが停止中あるいは潜航中に非接触給電を可能とし、および/あるいは磁力波通信によって前記非接触給電プラットホームとの接近と非接触給電とを相互間で制御可能となる。
In addition, the waterproof case has a pressure-resistant structure so as to withstand use in the deep sea, is a structure filled with an insulator, and has a structure in which a surface where the power feeding coil and the power receiving coil are opposed is open, It is a structure covered with a conductor structure except for the facing surfaces, or a combination thereof.
Further, the power receiving coil is mounted on a submerged submarine robot, enables non-contact power supply while the submarine robot is stopped or submerged, and / or approaches and non-contacts with the non-contact power supply platform by magnetic wave communication. The power feeding can be controlled between each other.

図5は、本発明の第1の実施形態におけるコイルの構成図であり、105はコイルの断面図、67aから67cは扁平平打ち導体あるいは扁平平角導体、68a、68bは平行2線路の断面、69は変動磁界である。
ここで、前記導体67aから67cは、短辺の表皮抵抗が許容値内である厚さの扁平平打ち導体あるいは扁平平角導体とし、高誘電率の絶縁物と交互に巻き回され、並列に接続されており、フラットワイズ巻となっており、長辺方向が水平方向に配置され、単線路、複線路、平行2線路、あるいはこれらの組合せを構成し、変動磁界69が垂直方向に放射される。
FIG. 5 is a configuration diagram of the coil in the first embodiment of the present invention, 105 is a cross-sectional view of the coil, 67a to 67c are flat flat conductors or flat rectangular conductors, 68a and 68b are cross sections of parallel two lines, Reference numeral 69 denotes a variable magnetic field.
Here, the conductors 67a to 67c are flat flat conductors or flat rectangular conductors whose thickness is within an allowable value of the short side skin resistance, and are alternately wound around a high dielectric constant insulator and connected in parallel. It is a flatwise winding, the long side direction is arranged in the horizontal direction, constitutes a single line, a double line, two parallel lines, or a combination thereof, and the variable magnetic field 69 is radiated in the vertical direction. .

特に、前記導体の幅が前記平行2線路の間隔に近づく程、変動磁界83の放射強度が増加し、通常平行2線路間の絶縁距離の1000倍以内に設定される。
同様に、前記扁平平打ち導体あるいは扁平平角導体が垂直方向に配置され、単線路、複線路、平行2線路、円形あるいは角形の閉ループコイル、あるいはこれらの組合せを構成し、変動磁界を垂直方向に放射させても同様な効果が得られる。
また、前記コイルを給電コイルとして用いる場合、大きな励磁電流を駆動する必要があり、フラットワイズ巻とすることで分布容量を附加できることから、力率を改善するために必要な並列に接続される位相調整手段の負担を軽減することができる。
In particular, as the width of the conductor approaches the interval between the two parallel lines, the radiation intensity of the variable magnetic field 83 increases and is usually set within 1000 times the insulation distance between the two parallel lines.
Similarly, the flat flat conductors or flat rectangular conductors are arranged in the vertical direction to form a single line, a double line, two parallel lines, a circular or square closed loop coil, or a combination thereof, and a variable magnetic field in the vertical direction. The same effect can be obtained even if it is emitted.
In addition, when the coil is used as a power supply coil, it is necessary to drive a large excitation current, and a distributed capacity can be added by using a flatwise winding. Therefore, a phase connected in parallel is necessary to improve the power factor. The burden on the adjusting means can be reduced.

また、前記コイルを成形した後に前記絶縁物を含浸することで、ユニット構造となり、工場での生産が可能となる。
また、前記ユニット構造は、少なくとも、前記給電コイルと受電コイルとが対向する面を除き、金属ケース、金属構造物、あるいは耐圧構造物で覆われており、変動磁界69を対向する方向に集中して放射することができる。

(実施の形態2)
Further, by impregnating the insulator after forming the coil, a unit structure is obtained, which enables production in a factory.
The unit structure is covered with a metal case, a metal structure, or a pressure-resistant structure except at least a surface where the power feeding coil and the power receiving coil face each other, and the variable magnetic field 69 is concentrated in the facing direction. Can be emitted.

(Embodiment 2)

図6は、本発明の第2の実施形態における送配電自ステムおよび送配電事業の構成図であり、91a、91bは潜航手段であり、92a、92bは推進手段であり、93a、93bは磁力波アンテナ兼非接触給受電コイルであり、94a、94bは非接触給受電手段であり、95a、95bは磁力波通信手段であり、96a、96bは推進制御手段である。
ここで、前記潜航手段91a、91bは、海水中で活動する潜航艇であり、海水中で活動する潜航支援艇であり、海水中に設置された非接触給電プラットホームであり、海上に停泊中の非接触給電プラットホームであり、あるいはこれらの組合せであり、かつ、他方に対して非接触給電を行い、他方から非接触給電を受け、相互間で磁力波通信を行い、あるいはこれらの組合せを行う機能を有するものとする。
FIG. 6 is a configuration diagram of the power transmission / distribution system and power transmission / distribution business in the second embodiment of the present invention, 91a and 91b are submergence means, 92a and 92b are propulsion means, and 93a and 93b are magnetic forces. Reference numerals 94a and 94b denote non-contact power supply / reception means, 95a and 95b denote magnetic wave communication means, and 96a and 96b denote propulsion control means.
Here, the submergence means 91a and 91b are submarine boats that operate in seawater, are submarine support boats that operate in seawater, are non-contact power supply platforms installed in seawater, and are anchored at sea. A function that is a non-contact power supply platform, or a combination thereof, and performs non-contact power supply to the other, receives non-contact power supply from the other, performs magnetic wave communication between each other, or a combination thereof It shall have.

また、前記磁力波アンテナ兼非接触給受電コイル93a、93bは、磁力波アンテナと非接触給受電コイルとが共用され、あるいは磁力波界アンテナと非接触給受電コイルとが並設されるものとする。
また、前記潜航艇の何れかが蓄電池の電力を消耗し給電を受ける必要が生じた場合、周辺に位置する給電支援艇91bに対し磁力波アンテナからデジタル情報により変調された変動磁界信号を送信して給電を要請すると、前記給電支援艇91bは前記潜航艇91aまでの距離と方向を高精度で検知し、推進制御手段によって推進手段を制御し、前記潜航艇91aに接近を試みることができる。
The magnetic wave antenna and non-contact power supply / reception coils 93a and 93b share a magnetic wave antenna and a non-contact power supply / reception coil, or have a magnetic wave field antenna and a non-contact power supply / reception coil arranged in parallel. To do.
In addition, when any of the submarine boats consumes the power of the storage battery and needs to receive power, a fluctuating magnetic field signal modulated by digital information is transmitted from the magnetic wave antenna to the power feeding support boat 91b located in the vicinity. When the power supply is requested, the power supply support boat 91b can detect the distance and direction to the submarine boat 91a with high accuracy, control the propulsion unit by the propulsion control unit, and attempt to approach the submarine boat 91a.

前記潜航艇91aと給電支援艇91bとは、磁力波通信手段95a、95bによってデジタル情報の交換を行い、お互いの非接触給受電コイルが給電可能な範囲に位置するよう推進手段を制御し、両者を誘導制御し、あるいは位置関係を保ちながら非接触給受電を行うことができる。
前記変動磁界信号は変動磁界によって伝搬あるいは拡散し、伝搬速度は毎秒約300kmであり、大気中での超音波信号の約1000倍の速度であるので、相互間の通信に遅れを生じず、海水面での反射が生じないことから、高品質の通信が可能となる。
The submarine boat 91a and the power feeding support boat 91b exchange digital information by using the magnetic wave communication units 95a and 95b, and control the propulsion unit so that the non-contact power receiving and receiving coils are located within a power feedable range. It is possible to perform non-contact power supply and reception control while maintaining the positional relationship.
The fluctuating magnetic field signal is propagated or diffused by the fluctuating magnetic field, and the propagation speed is about 300 km per second, which is about 1000 times the speed of the ultrasonic signal in the atmosphere. Since no reflection occurs on the surface, high quality communication is possible.

また、前記デジタル情報の交換がパルス幅変調方式を含む定振幅変調方式によって行われ、かつ、前記デジタル情報を含む磁力波信号の周波数帯が、前記受電コイルを海水中での通信を可能にする周波数帯であり、30kHz以下の周波数帯であり、高周波利用設備に割り当てられた周波数帯であり、6.78MHz、13.56MHz、20.34MHz、27.12MHz、および40.68MHzを含むISMバンドに割当てられた周波数帯であり、あるいはこれらを組み合わであり、かつ、占有周波数帯域幅が広帯域であるものとする。   Further, the exchange of the digital information is performed by a constant amplitude modulation system including a pulse width modulation system, and the frequency band of the magnetic wave signal including the digital information enables the power receiving coil to communicate in seawater. It is a frequency band, is a frequency band of 30 kHz or less, is a frequency band allocated to high-frequency utilization equipment, and is an ISM band including 6.78 MHz, 13.56 MHz, 20.34 MHz, 27.12 MHz, and 40.68 MHz. It is assumed that the frequency bands are allocated or a combination thereof, and the occupied frequency bandwidth is wide.

また、センターサーバを含む運用管制手段、衛星通信網、海洋上の中継手段、前記配電手段、給受電制御手段、および前記受電手段が連携してデジタル情報ネットワークを構成し、前記ネットワーク内で伝送されるデジタル情報に基づいて、移動体からの交流電源の起動停止要求を送受信するステップを含み、前記起動停止要求に基いて前記交流電源の起動停止を制御するステップを含み、前記起動停止要求に基いて電力料金を課金するステップを含み、運用・操縦に必要な情報を中継するステップを含み、運用・操縦に必要な情報を交換するステップを含み、運転制御・運転操縦を支援するステップを含み、あるいはこれらの組合せを含むものとする。
In addition, the operation control means including the center server, satellite communication network, marine relay means, the power distribution means, the power supply / reception control means, and the power reception means constitute a digital information network and are transmitted within the network. Including a step of transmitting and receiving an AC power supply start / stop request from a moving body based on the digital information, and a step of controlling the AC power supply start / stop based on the start / stop request. Including a step of charging a power charge, including a step of relaying information necessary for operation / maneuvering, a step of exchanging information necessary for operation / maneuvering, and a step of supporting driving control / driving maneuvering, Alternatively, a combination of these is included.

図7は、本発明の第2の実施形態における送配電システムおよび送配電事業の他の構成図であり、11は給電コイル、41は受電コイル、71は配電手段、72は給受電制御手段、73は給電手段、74は低炭素発電手段、81は蓄電手段、82は給電制御手段、83は受電手段、84は移動手段、202は路面である。
ここで、前記移動手段84は、EVであり、搬送車であり、ハイブリッド車であり、あるいはこれらの組合せであり、前記受電コイル41に誘起する起電力は受電手段83に接続され、内蔵する整流手段(図示せず)によって直流電圧に変換され、給受電制御手段82を介して蓄電手段81を充電し、充電された電力によって前記移動手段84に電力を供給する。
FIG. 7 is another configuration diagram of the power transmission and distribution system and power transmission and distribution business according to the second embodiment of the present invention, in which 11 is a power feeding coil, 41 is a power receiving coil, 71 is a power distribution means, 72 is a power supply / reception control means, 73 is a power supply means, 74 is a low-carbon power generation means, 81 is a power storage means, 82 is a power supply control means, 83 is a power reception means, 84 is a movement means, and 202 is a road surface.
Here, the moving means 84 is an EV, a transport vehicle, a hybrid vehicle, or a combination thereof, and an electromotive force induced in the power receiving coil 41 is connected to the power receiving means 83 and is built-in rectification. It is converted into a DC voltage by means (not shown), the power storage means 81 is charged via the power supply / reception control means 82, and power is supplied to the moving means 84 by the charged power.

一方、低炭素発電手段74によって発電された電力は、配電手段71に供給され、給受電制御手段72を介して給電手段73に電力ケーブルを通して直流電源あるいは商用周波数の交流電源が供給され、前記給電手段73によって直接あるいは周波数を変換して給電コイル11に励磁電流を駆動し、前記給電コイル11から前記受電コイル41に向けて大きな変動磁界を放射し、前記変動磁界が前記受電コイル41にファラデーの電磁誘導の法則に基づいて起電力を誘起する。
更に、給受電制御手段72と給受電制御手段82とは各々変動磁界信号による磁力波通信手段(表示せず)を内蔵し、受電コイル41と給電コイル11とを変動磁界を誘起する磁力波アンテナとして共用し、あるいは前記受電コイルあるいは給電コイルとは別に磁力波アンテナを並設して制御信号の送受信を行い、非接触給電の起動・停止要求、課金情報、位置情報、自動運転情報、あるいはこれらの組合せによる情報交換を行うものとする。
On the other hand, the electric power generated by the low-carbon power generation means 74 is supplied to the power distribution means 71, and the power supply means 73 is supplied with the DC power or the commercial frequency AC power via the power supply / reception control means 72 through the power cable. The exciting current is driven in the feeding coil 11 directly or by converting the frequency by the means 73, a large varying magnetic field is radiated from the feeding coil 11 toward the receiving coil 41, and the varying magnetic field is applied to the receiving coil 41 by Faraday. The electromotive force is induced based on the law of electromagnetic induction.
Further, each of the power supply / reception control means 72 and the power supply / reception control means 82 includes a magnetic wave communication means (not shown) using a variable magnetic field signal, and induces a variable magnetic field between the power receiving coil 41 and the power supply coil 11. Or a magnetic wave antenna in parallel with the power receiving coil or the feeding coil to transmit and receive control signals, contactless power feeding start / stop requests, billing information, location information, automatic driving information, or these Information exchange by a combination of

また、前記デジタル情報の交換がパルス幅変調方式を含む定振幅変調方式によって行われ、かつ、前記デジタル情報を含む変動磁界信号の周波数帯が、前記受電コイルを非共鳴状態あるいは非共振状態で動作可能とする周波数帯であり、3MHz以下の周波数帯であり、高周波利用設備に割り当てられた周波数帯であり、6.78MHz、13.56MHz、20.34MHz、27.12MHz、および40.68MHzを含むISMバンドに割当てられた周波数帯であり、あるいはこれらを組み合わせであり、かつ、占有周波数帯域幅が法により規定された範囲であるものとする。   Further, the exchange of the digital information is performed by a constant amplitude modulation method including a pulse width modulation method, and the frequency band of the variable magnetic field signal including the digital information is operated in a non-resonant state or a non-resonant state. This is a frequency band that can be used, is a frequency band of 3 MHz or less, is a frequency band allocated to high-frequency equipment, and includes 6.78 MHz, 13.56 MHz, 20.34 MHz, 27.12 MHz, and 40.68 MHz. It is assumed that the frequency bands are allocated to the ISM band, or a combination thereof, and the occupied frequency bandwidth is within a range prescribed by law.

また、センターサーバを含む交通管制手段、前記配電手段、給受電制御手段、および前記受電手段が連携してデジタル情報ネットワークを構成し、前記ネットワーク内で伝送されるデジタル情報に基づいて、移動体からの交流電源の起動停止要求を送受信するステップを含み、前記起動停止要求に基いて前記交流電源の起動停止を制御するステップを含み、前記起動停止要求に基いて電力料金を課金するステップを含み、運用・運転に必要な情報を交換するステップを含み、運転制御・運転操作を支援するステップを含み、あるいはこれらの組合せを含むものとする。
Further, the traffic control means including a center server, the power distribution means, the power supply / reception control means, and the power reception means form a digital information network in cooperation with each other. Including a step of transmitting and receiving an AC power supply start / stop request, including a step of controlling the AC power supply start / stop based on the start / stop request, and charging a power charge based on the start / stop request, It includes a step of exchanging information necessary for operation / operation, a step of supporting operation control / operation, or a combination thereof.

以上の説明では、前記給電コイルと受電コイルとを非飽和状態で用いることによって、給電コイルおよび受電コイルに大きな電流を流せるので、大容量の送配電システムが高い給電効率で実現できることについて述べたが、同時に、前記給電コイルと受電コイルとを非共鳴状態あるいは非共振状態で用い、負荷Q値が50以下であり、負荷時電圧変動率が50%以下であり、共鳴周波数あるいは共振周波数が交流電源の周波数より低い状態であり、非共鳴状態あるいは非共振状態である受電コイルのリアクタンス値が蓄電手段の内部抵抗値より小さい値であり、あるいはこれらの組合せによって、大気中、電磁波信号の伝搬損失が大気中での伝搬損に比較して大きい物質中、塩分濃度が0%から10%までの真水中もしくは海水中、あるいはこれらの組み合わせの中での送配電システムおよび送配電事業を安価に実現できるなど、多様な展開が可能となる。
また、前記移動体が広範囲を移動する可能性があり、前記ネットワーク内で伝送されるデジタル情報に基づいて、移動範囲を限定するステップを含み、移動範囲を拡大するステップを含み、国境を越えて移動範囲を拡大するステップを含み、あるいはこれらの組合せを含む必要がある。
In the above description, since the feeding coil and the receiving coil are used in a non-saturated state, a large current can flow through the feeding coil and the receiving coil, so that a large-capacity transmission / distribution system can be realized with high feeding efficiency. At the same time, the power supply coil and the power receiving coil are used in a non-resonant state or a non-resonant state, the load Q value is 50 or less, the voltage fluctuation rate under load is 50% or less, and the resonance frequency or resonance frequency is an AC power supply. The reactance value of the receiving coil in the non-resonant state or the non-resonant state is lower than the internal resistance value of the power storage means, or a combination of these causes a propagation loss of the electromagnetic wave signal in the atmosphere. In substances that are large compared to propagation loss in the atmosphere, in fresh water or seawater with a salinity of 0% to 10%, or Etc. transmission and distribution systems and transmission and distribution operations in the combination of these can be realized at low cost, a variety of development can be achieved.
In addition, there is a possibility that the moving body may move over a wide range, including a step of limiting a moving range based on digital information transmitted in the network, including a step of expanding the moving range, It is necessary to include a step of expanding the movement range or a combination thereof.

本発明は上記のように構成されているため、前記給電コイルと受電コイルとが、非飽和状態であり、非共鳴状態あるいは非共振状態であり、負荷Qが50以下であり、負荷時電圧変動率が50%以下であり、あるいはこれらの組合せであることから、本発明を利用して、走行中あるいは停車中のEVへの大電力の送配電事業を行い、潜航中、歩行中、あるいは走行中のロボットへの大電力の送配電事業を行い、水中あるいは海水中で潜航手段に送配電事業を行い、デジタル情報ネットワークを構成して送配電システムの効率化を図り、あるいはこれらの組合せを含む広範囲な用途への応用あるいは適用が可能である。
Since the present invention is configured as described above, the power feeding coil and the power receiving coil are in a non-saturated state, a non-resonant state or a non-resonant state, a load Q is 50 or less, and a voltage fluctuation at the time of load Since the rate is 50% or less, or a combination thereof, the present invention is used to carry out a high-power transmission / distribution business to the EV that is running or stopped, and while diving, walking, or running Including high-power transmission / distribution business for robots inside, underwater or seawater transmission / distribution business to submarine means, construct digital information network to improve efficiency of power transmission / distribution system, or a combination of these Application or application to a wide range of applications is possible.

11 給電コイル
41 受電コイル
21a、21b 接続端子
51a、51b 接続端子
31 交流電源
32a、32b 並列に接続する位相調整手段
33 配電手段
34 直列に接続する位相調整手段
35 給受電制御手段
36 給電手段
37 防水ケース
61 配電手段
62 整流手段
63 受電手段
64 直列に接続する位相調整手段
66 防水ケース
11 Power supply coil 41 Power reception coil 21a, 21b Connection terminal 51a, 51b Connection terminal 31 AC power supply 32a, 32b Phase adjustment means 33 connected in parallel Power distribution means 34 Phase adjustment means 35 connected in series Power supply / reception control means 36 Power supply means 37 Waterproofing Case 61 Power distribution means 62 Rectification means 63 Power reception means 64 Phase adjustment means 66 connected in series Waterproof case

67a、67b、667c 平打ち導体あるいは平角導体
68a、68b 平行2線路の断面
69 変動磁界
71、 配電手段
72 給受電制御手段
73 給電手段
74 低炭素発電手段
81 蓄電手段
82 給受電制御手段
83 受電手段
84 移動手段
91a、91b 潜航手段
92a、92b 推進手段
93a、93b 磁力波アンテナ兼非接触給受電コイル
94a、94b 非接触給受電手段
95a、95b 磁力波通信手段
96a、96b 推進制御手段
67a, 67b, 667c Flat conductor or flat conductor 68a, 68b Cross section of parallel two lines 69 Fluctuating magnetic field 71, Power distribution means 72 Power supply / reception control means 73 Power supply means 74 Low carbon power generation means 81 Power storage means 82 Power supply / reception control means 83 Power reception means 84 Moving means 91a, 91b Submarine means 92a, 92b Propulsion means 93a, 93b Magnetic wave antenna and non-contact power supply / reception coils 94a, 94b Non-contact power supply / reception means 95a, 95b Magnetic wave communication means 96a, 96b Propulsion control means

100 給電コイルと受電コイルとの間隔
101 送配電システムの構成図
102 送配電システムの他の構成図
103 送配電システムの他の構成図
104 海水中での送配電システムの構成図
105 コイルの構断面
106 非接触給電システムの構成図
107 非接触給電システムの他の構成図
201 海水面
202 路面
300a、300b、300c、300d 街路ブロック
301a、301b、301c、301d 路面埋設送配電装置の給電コイル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Space | interval of a feeding coil and a receiving coil 101 Configuration diagram of a power transmission / distribution system 102 Other configuration diagram of a power transmission / distribution system 103 Other configuration diagram of a power transmission / distribution system 104 106 Configuration diagram of non-contact power supply system 107 Other configuration diagram of non-contact power supply system 201 Seawater surface 202 Road surfaces 300a, 300b, 300c, 300d Street blocks 301a, 301b, 301c, 301d Power supply coil of road surface embedded power transmission / distribution device

従来から、給電コイルに非共振状態の給電コイルを用いるワイヤレス電力伝送装置が提案されている。(例えば、特許文献1)Conventionally, a wireless power transmission device using a non-resonant feeding coil as a feeding coil has been proposed. (For example, Patent Document 1)
特開2016−123187号 特許文献1に記載されている従来の「ワイヤレス電力伝送装置」によれば、商用周波数を含む任意の周波数の交流電源から、直接あるいはトランス33を介して給電手段のコイル11aを駆動し、少なくとも、給電手段のコイルと受電手段のコイル12aとの両方に、非共振状態のコイルを用い、かつ簡易な調整・制御手段を用い、高効率にワイヤレス電力伝送を行うとされているが、送配電システムおよび送配電事業に関するものではない。According to the conventional “wireless power transmission device” described in Japanese Patent Laid-Open No. 2006-123187, the coil 11a of the power feeding unit is directly or via a transformer 33 from an AC power source having an arbitrary frequency including a commercial frequency. , And at least use a non-resonant coil for both the coil of the power feeding means and the coil 12a of the power receiving means, and use simple adjustment / control means to perform wireless power transmission with high efficiency. However, it does not relate to the power transmission / distribution system and power transmission / distribution business.

位相調整手段を直列に接続して供給し、位相調整手段を並列に接続して供給し、位相調整手段を直並列に接続して供給し、リアクトルとコンデンサとを含む位相調整手段を直列に接続して駆動し、リアクトルとコンデンサとを含む位相調整手段を並列に接続して駆動し、前記交流電源の基本波に対して共振状態あるいは共振状態に近い非共振状態として駆動し、前記交流電源の第2高調波に対して短絡状態となって駆動し、前記給電コイル11と直列に前記交流電源31の奇数高調波に共振する並列共振回路あるいはトラップを接続し、前記交流電源の電源入力端子にリアクトルを接続して駆動し、トランスを介して駆動し、給電制御手段を接続して駆動し、給電手段を接続して駆動し、あるいはこれらを組み合わせて駆動して、前記給電コイルから高出力の変動磁界を放射させ、
Phase adjustment means connected in series and supplied, phase adjustment means connected in parallel, phase adjustment means connected in series and supplied, phase adjustment means including reactor and capacitor connected in series The phase adjustment means including a reactor and a capacitor are connected in parallel to drive, and are driven in a resonance state or a non-resonance state close to the resonance state with respect to the fundamental wave of the AC power source. A parallel resonance circuit or trap that drives in a short-circuited state with respect to the second harmonic, resonates with odd harmonics of the AC power supply 31 in series with the feeding coil 11, and is connected to the power input terminal of the AC power supply. The reactor is connected and driven, driven through a transformer, the power feeding control means is connected and driven, the power feeding means is connected and driven, or a combination thereof is driven to drive the power feeding core. To radiate the varying magnetic field of a high output from the Le,

また、図1から図7、および請求項13に示すように、前記給電コイルが前記分布容量および浮遊容量を含む位相調整手段と非共振状態でありあるいは共振状態に近い非共振状態であり、前記給電コイルが交流電源の基本波に対して共振状態あるいは共振状態に近い非共振状態として駆動され、前記給電コイルが前記位相調整手段によって交流電源の第2高調波に対して短絡状態となって駆動され、前記給電コイルと直列に前記交流電の奇数高調波に共振する並列共振回路あるいはトラップを接続し、前記受電コイルが前記分布容量および浮遊容量を含む位相調整手段と非共振状態でありあるいは共振状態に近い非共振状態であり、前記給電コイルと受電コイルとの何れか一方あるいは両方が磁力波通信と非接触給電とで共用されあるいは併設され、前記給電コイルと受電コイルとの何れか一方あるいは両方が防水されて水中あるいは海水中に没せられ、あるいはこれらの組合で磁力波通信と非接触給電とを可能にする。
Further, as shown in FIG. 7, and claim 13 in FIG. 1, the feeding coil is non-resonant state close to a is or resonant state non-resonant state and the phase adjusting means including the distributed capacitance and stray capacitance, the The power supply coil is driven in a resonance state or a non-resonance state close to the resonance state with respect to the fundamental wave of the AC power supply, and the power supply coil is driven in a short circuit state with respect to the second harmonic of the AC power supply by the phase adjusting means. A parallel resonant circuit or trap that resonates with odd harmonics of the AC power is connected in series with the feeding coil, and the power receiving coil is in a non-resonant state or in a resonant state with the phase adjusting means including the distributed capacitance and stray capacitance Is in a non-resonant state, and either one or both of the feeding coil and the receiving coil are shared by the magnetic wave communication and the non-contact power feeding or combined. Is, one or both of the feeding coil and receiving coil is Bosse is waterproof in water or seawater, or to permit the magnetic force wave communication and non-contact power supply in these unions.

また、前記給電コイル11の誘導性リアクタンスと、前記並列に接続された位相調整手段32a、32bの容量性リアクタンスとが、前記交流電源の基本波に対し、共振状態あるいは共振状態に近い非共振状態であり、50以下の負荷Q値であり、負荷時電圧変動率が50%以下であり、前記給電コイル11に流れる励磁電流を相互に循環して交流電源31の負担を軽減し、前記交流電源の第2高調波に対して短絡状態となり、前記給電コイル11と直列に前記交流電31の奇数高調波に共振する並列共振回路あるいはトラップを接続し、前記給電コイル11から放射される電磁波信号の放射を抑制し、変動磁界を効率よく外部に放射し、あるいはこれらの組合せであるものとする。
Further, the inductive reactance of the feeding coil 11 and the capacitive reactance of the phase adjusting means 32a and 32b connected in parallel are in a resonance state or a non-resonance state close to the resonance state with respect to the fundamental wave of the AC power supply. The load Q value is 50 or less, the voltage fluctuation rate under load is 50% or less, and the excitation current flowing through the power supply coil 11 is circulated to reduce the burden on the AC power supply 31, whereby the AC power supply A parallel resonance circuit or trap that resonates with odd harmonics of the AC power 31 is connected in series with the power supply coil 11 in a short-circuited state with respect to the second harmonic, and radiation of an electromagnetic wave signal radiated from the power supply coil 11 It is assumed that the fluctuation magnetic field is efficiently radiated to the outside, or a combination thereof.

ここで、前記給電コイル11を駆動する交流電源の電圧をEin*Sin(ωt)とし、前記給電コイル11のインダクタンスをL1とし、ω=2πf=変動磁界の角周波数とすると、入力端子21a、21bに供給される励磁電流Iin(A)は、Iin=(Ein/ωL1)Cos(ωt)となり、大きな励磁電流となる。そこで、、前記給電コイルの入力端子側に位相調整手段32a、32bを並列に接続し、前記交流電源の基本波に対して、共振状態あるいは共振状態に近い非共振状態として励磁電流を相互に循環させて駈動し、前記給電コイルが前記位相調整手段32a、32bによって前記交流電源の第2高調波に対して短絡状態となって駆動し、前記給電コイル11と直列に前記交流電31の奇数高調波に共振する並列共振回路あるいはトラップを接続し、あるいはこれらの組合せにより、前記給電コイル11に大きな励磁電流を高い効率で供給することができる。
なお、前記位相調整手段32aのリアクタンスを前記給電コイルのリアクタンスωL1の3分の4近辺に設定し、前記位相調整手段32bのリアクタンスを前記給電コイルのリアクタンスωL1の3分の1近辺に設定することで、前記共振状態と短絡状態とを実現できる。
Here, when the voltage of the AC power source for driving the feeding coil 11 is Ein * Sin (ωt), the inductance of the feeding coil 11 is L1, and ω = 2πf = the angular frequency of the varying magnetic field, the input terminals 21a, 21b The excitation current Iin (A) supplied to is Iin = (Ein / ωL1) Cos (ωt), which is a large excitation current. Therefore, phase adjusting means 32a and 32b are connected in parallel to the input terminal side of the power supply coil, and the excitation current is circulated in a resonant state or a non-resonant state close to the resonant state with respect to the fundamental wave of the AC power supply. The power supply coil is driven in a short-circuited state with respect to the second harmonic of the AC power supply by the phase adjusting means 32 a and 32 b, and the odd harmonic of the AC power supply 31 is connected in series with the power supply coil 11. A large resonance current can be supplied to the feeding coil 11 with high efficiency by connecting a parallel resonance circuit or trap that resonates with a wave, or a combination thereof.
The reactance of the phase adjusting means 32a is set to around 分 の of the reactance ωL1 of the feeding coil, and the reactance of the phase adjusting means 32b is set to around 3 of the reactance ωL1 of the feeding coil. Thus, the resonance state and the short-circuit state can be realized.

ここで、前記給電コイル11と、受電コイル41とは、共にあるいは何れかが、空心であり、非飽和状態であり、非共振状態であり、共振状態に近い非共振状態であり、水平方向に対向しており、あるいはこれらの組合せであり、給電コイル側には大きな励磁電流を駆動して高出力の変動磁界を放射し、受電コイルから高出力の起電力を誘起することができる。
また、給電コイル11に、単線路、複線路、平行2線路、長方形のループコイル、長方形のヘリカルコイル、長方形の渦巻コイル、あるいはこれらの組合せよる扁平平角のコイルを水平方向に設置して用い、走行車線に沿って設置し、給電サービスエリア内に設置し、シームレスで長尺の給電コイルを構成し、あるいはこららの組合せにより複数のEVに搭載された受電コイルに対して同時に大電力の非接触給電を可能にする。
また、前記給電コイルを複数区間に分割し、複数区間で交差させ、あるいはこれらの組合せにより距離情報を発生させることができる。
Here, either or both of the feeding coil 11 and the receiving coil 41 are air-centered, non-saturated, non-resonant, non-resonant near the resonance, and horizontally. They are opposed to each other or a combination thereof, and a large excitation current can be driven to radiate a high-output fluctuating magnetic field on the feeding coil side, so that a high-output electromotive force can be induced from the receiving coil.
In addition, a single flat line, a double line, two parallel lines, a rectangular loop coil, a rectangular helical coil, a rectangular spiral coil, or a flat rectangular coil formed by a combination thereof is used as the feeding coil 11 in a horizontal direction . Installed along the driving lane, installed in the power supply service area, configured a seamless and long power supply coil, or combined with these, the high power is not Enables contact power supply.
Further, the feeding coil can be divided into a plurality of sections, intersected in a plurality of sections, or distance information can be generated by a combination thereof.

なお、給電コイルには常時大きな励磁電流が流れるので、前記給電コイルの入力端子側に位相調整手段32a、32bを並列に接続し、前記交流電源の基本波に対して、共振状態あるいは共振状態に近い非共振状態として励磁電流を相互に循環させて駈動し、前記給電コイルが前記交流電源の第2高調波に対して短絡状態となって駆動され、前記給電コイル11と直列に前記交流電31の奇数高調波に共振する並列共振回路あるいはトラップを接続し、あるいはこれらの組合せにより、前記交流電源31を起動時に流れる突入電流を抑制し、かつ前記給電コイルと直列に接続する位相調整手段34によって力率を改善するとともに、前記給電コイル11に大きな励磁電流を高い効率で供給することができる。
また、受電手段からの給電要求が無い場合には給電コイルへの電流供給を切断するか、前記給電コイルへの供給電圧を低下させるなどの対策が必要である。
Since a large exciting current always flows through the power supply coil, phase adjusting means 32a and 32b are connected in parallel to the input terminal side of the power supply coil so that the power supply coil is in a resonance state or a resonance state with respect to the fundamental wave of the AC power supply. In a near non-resonant state, excitation currents are circulated to each other, and the feeding coil is driven in a short-circuited state with respect to the second harmonic of the AC power supply, and the AC power 31 is connected in series with the feeding coil 11. A parallel resonance circuit or a trap that resonates at odd harmonics of the power supply is connected, or a combination of these is used to suppress the inrush current that flows when the AC power supply 31 is activated, and the phase adjustment means 34 is connected in series with the feeding coil. In addition to improving the power factor , a large excitation current can be supplied to the feeding coil 11 with high efficiency.
Further, when there is no power supply request from the power receiving means , it is necessary to take measures such as cutting off the current supply to the power supply coil or reducing the supply voltage to the power supply coil.

従来から、給電コイルに非共振状態の給電コイルを用いるワイヤレス電力伝送装置が提案されている。(例えば、特許文献1)Conventionally, a wireless power transmission device using a non-resonant feeding coil as a feeding coil has been proposed. (For example, Patent Document 1)
特開2016−123187号 特許文献1に記載されている従来の「ワイヤレス電力伝送装置」によれば、商用周波数を含む任意の周波数の交流電源から、直接あるいはトランス33を介して給電手段のコイル11aを駆動し、少なくとも、給電手段のコイルと受電手段のコイル12aとの両方に、非共振状態のコイルを用い、かつ簡易な調整・制御手段を用い、高効率にワイヤレス電力伝送を行うとされているが、送配電システムおよび送配電事業に関するものではない。According to the conventional “wireless power transmission device” described in Japanese Patent Laid-Open No. 2006-123187, the coil 11a of the power feeding unit is directly or via a transformer 33 from an AC power source having an arbitrary frequency including a commercial frequency. , And at least use a non-resonant coil for both the coil of the power feeding means and the coil 12a of the power receiving means, and use simple adjustment / control means to perform wireless power transmission with high efficiency. However, it does not relate to the power transmission / distribution system and power transmission / distribution business.

また、前記給電コイルを単線路、複線路、あるいは平行2線路で構成し、前記給電コイルと受電コイルとを共振状態に近い非共振状態とすることによって、高速道路を走行中、交差点で一時停車中、サービスエリアあるいは給電ステーションで並列あるいは縦列駐車中、給電ステーションに停止中、あるいはこれらの組合せで複数台の移動体あるいは飛行体に非接触で給電サービスを可能にできる。
また、飛行艇あるいはドローンなどの飛行体、潜航ロボットなどの海水中の移動体、あるいはこれらの組合せに対して急速給電を可能にできる。
また、前記給電コイルおよび前記受電コイルを共振状態に近い非共鳴状態とすることで、コイル間の広帯域伝送が可能となり、磁力波通信用アンテナとして共用が可能となり、前記給電コイルと前記受電コイルとの間でデジタル情報の伝送を可能とし、大気中では、前記デジタル情報に基づいて、前記配電手段が、移動体からの交流電源の起動停止要求を受信し、前記要求に基いて交流電源の起動停止を制御し、大気中、水中、あるいは海水中では、給電支援手段あるいは給電支援ステーションが、移動手段からの給電起動停止要求を受信し、前記移動手段を誘導制御し、非接触給電の起動停止を制御し、あるいはこれらの組合せを行うことができる。
Further, the feeding coil is composed of a single line, a multiple line, or two parallel lines, and the feeding coil and the receiving coil are in a non-resonant state close to a resonance state, so that the vehicle temporarily stops at an intersection while traveling on a highway. It is possible to provide a power supply service in a non-contact manner for a plurality of mobile objects or flying objects by using the middle, parallel parking in the service area or power supply station or parallel parking, stopping at the power supply station, or a combination thereof.
In addition, rapid power feeding can be made to a flying body such as a flying boat or a drone, a moving body in seawater such as a submarine robot, or a combination thereof.
Also, by making the power supply coil and the power receiving coil in a non-resonant state close to a resonance state, broadband transmission between the coils is possible, and it can be shared as a magnetic wave communication antenna, and the power supply coil and the power receiving coil In the atmosphere, based on the digital information, the power distribution means receives the AC power supply start / stop request from the moving body, and starts the AC power supply based on the request. In the air, underwater, or in seawater, the power supply support means or power supply support station receives a power supply start / stop request from the moving means, performs guidance control on the moving means, and starts and stops contactless power supply Or a combination thereof.

位相調整手段を並列に接続して供給し、位相調整手段を直並列に接続して供給し、リアクトルとコンデンサとを含む位相調整手段を直列に接続して駆動し、リアクトルとコンデンサとを含む位相調整手段を並列に接続して駆動し、前記交流電源の基本波に対して共振状態あるいは共振状態に近い非共振状態として駆動し、前記交流電源の第2高調波に対して短絡状態となって駆動し、前記給電コイルと直列に前記交流電源の奇数高調波に共振する並列共振回路あるいはトラップを接続し、前記交流電源の電源入力端子にリアクトルを接続して駆動し、トランスを介して駆動し、給電制御手段を接続して駆動し、給電手段を接続して駆動し、あるいはこれらを組み合わせて駆動して、前記給電コイルから高出力の変動磁界を放射させ、
Phase adjustment means connected in parallel and supplied, phase adjustment means connected in series and supplied, phase adjustment means including a reactor and a capacitor connected in series and driven, phase including a reactor and a capacitor The adjustment means is connected in parallel and driven, and is driven in a resonance state or a non-resonance state close to the resonance state with respect to the fundamental wave of the AC power supply, and is short-circuited with respect to the second harmonic of the AC power supply. Drive, connect a parallel resonant circuit or trap that resonates with odd harmonics of the AC power supply in series with the feeding coil, connect a reactor to the power input terminal of the AC power supply, drive, and drive through a transformer The power supply control means is connected and driven, the power supply means is connected and driven, or a combination thereof is driven to emit a high-output variable magnetic field from the power supply coil,

前記送配電手段と受電手段との間で、前記給電コイルと受電コイルとを介してデジタル信号の送受信を行い、前記送配電手段によって取得したデジタル情報を、別に設けた通信ネットワークを介してセンターサーバーに転送し、前記センターサーバーにおいて、加入する移動体への課金処理を行い、送配電事業を行う。
A digital signal is transmitted / received between the power transmission / distribution means and the power reception coil via the power feeding coil and the power reception coil, and the digital information acquired by the power transmission / distribution means is transmitted to a center server via a separately provided communication network. In the center server, the mobile server to be charged is charged in the center server, and the power transmission and distribution business is performed.

また、図1から図7、および請求項10に示すように、前記配電手段が、低炭素発電手段を含み、移動体の移動経路に近接して設置された送配電手段から、直接給配電を受ける。
また、図1から図7、および請求項11に示すように、前記配電手段が、該当する給電コイルへの交流電源の起動停止を制御し、前記受電手段とデジタル情報の送受信を行い、当該受電手段への課金情報の収集を要求し、前記課金情報をセンターサーバーへ発信し、交流電源の電圧を制御し、過電圧を保護し、供給電流を制御し、過電流を抑制し、あるいはこれらを組合せを行う。
また、図1から図7、および請求項12に示すように、前記受電手段が、前記配電手段との間でデジタル情報の受送信を行い、給電の起動停止要求を送信し、誘起起電力の起動停止を制御し、出力電圧を制御し、過電圧を保護し、出力電流を制御し、過電流を抑制し、課金情報を送信し、課金情報を収集し、あるいはこれらを組合せを行う。
Further, as shown in FIGS. 1 to 7 and claim 10, the power distribution means includes a low-carbon power generation means , and direct power supply / distribution is performed from power transmission / distribution means installed close to the moving path of the moving body. receive.
Further, as shown in FIGS. 1 to 7 and claim 11, the power distribution unit controls the start / stop of the AC power supply to the corresponding power supply coil, and transmits / receives digital information to / from the power reception unit. Requests collection of billing information to the means, sends the billing information to the center server, controls the voltage of the AC power supply, protects the overvoltage, controls the supply current, suppresses the overcurrent, or a combination thereof I do.
Further, as shown in FIGS. 1 to 7 and claim 12, the power receiving means transmits / receives digital information to / from the power distribution means, transmits a power supply start / stop request, and generates induced electromotive force. Controls start / stop, controls output voltage, protects overvoltage, controls output current, suppresses overcurrent, transmits billing information, collects billing information, or combines them.

また、図1から図7、および請求項13に示すように、前記給電コイルが前記分布容量および浮遊容量を含む位相調整手段と非共振状態でありあるいは共振状態に近い非共振状態であり、前記給電コイルが交流電源の基本波に対して共振状態あるいは共振状態に近い非共振状態として駆動され、前記給電コイルが前記位相調整手段によって交流電源の第2高調波に対して短絡状態となって駆動され、前記給電コイルと直列に前記交流電の奇数高調波に共振する並列共振回路あるいはトラップを接続し、前記受電コイルが前記分布容量および浮遊容量を含む位相調整手段と非共振状態でありあるいは共振状態に近い非共振状態であり、前記給電コイルと受電コイルとの何れか一方あるいは両方が磁力波通信と非接触給電とで共用されあるいは併設され、前記給電コイルと受電コイルとの何れか一方あるいは両方が電磁波通信と磁力波通信と非接触給電とで共用されあるいは併設され、前記給電コイルと受電コイルとの何れか一方あるいは両方が大気中、水中、海水中、あるいはこれらの組合せの中に設置され、あるいはこれらの組合で電磁波通信と磁力波通信と非接触給電との組み合わせを可能にする。
Further, as shown in FIG. 7, and claim 13 in FIG. 1, the feeding coil is non-resonant state close to a is or resonant state non-resonant state and the phase adjusting means including the distributed capacitance and stray capacitance, the The power supply coil is driven in a resonance state or a non-resonance state close to the resonance state with respect to the fundamental wave of the AC power supply, and the power supply coil is driven in a short circuit state with respect to the second harmonic of the AC power supply by the phase adjusting means. A parallel resonant circuit or trap that resonates with odd harmonics of the AC power is connected in series with the feeding coil, and the power receiving coil is in a non-resonant state or in a resonant state with the phase adjusting means including the distributed capacitance and stray capacitance Is in a non-resonant state, and either one or both of the feeding coil and the receiving coil are shared by the magnetic wave communication and the non-contact power feeding or combined. Is, the one or both of the feeding coil and receiving coil is being or juxtaposed shared by the electromagnetic wave communication and magnetic wave communication and the non-contact power supply, one or both of the feeding coil and receiving coil is in the air It is installed in water, in seawater, or a combination thereof, or a combination of these enables a combination of electromagnetic wave communication, magnetic wave communication, and non-contact power feeding.

また、図1から図7、および請求項14に示すように、前記交流電源の周波数が、前記給電コイルと受電コイルとの何れか一方あるいは両方を共振状態に近い非共振状態で動作可能とする周波数帯であり、非接触給電に割当てられた周波数帯であり、高周波利用設備に割り当てられた周波数帯であり、ISMバンドに割当てられた周波数帯であり、電磁波通信に割当てられた周波数帯であり、あるいはこれらの組合せによって、中距離間の電磁波通信と中距離間の磁力波通信と大電力の非接触給電との組合せを可能とする。
また、図1から図7、および請求項15に示すように、前記給電コイルと前記受電コイルとの間の広帯域伝送特性を利用して、相互間でデジタル情報を送受信し、相互間でデジタル情報を交換し、相互間の距離を測定し、相互間の位置する方向を測定し、相互間の位置関係を制御し、相互間の自動運転を制御し、相互間の非接触給電を制御し、あるいはこれらの組合せを行う。
Further, as shown in FIGS. 1 to 7 and claim 14, the frequency of the AC power supply enables one or both of the feeding coil and the receiving coil to operate in a non-resonant state close to a resonance state. It is a frequency band, a frequency band assigned to contactless power feeding, a frequency band assigned to high-frequency equipment, a frequency band assigned to the ISM band, and a frequency band assigned to electromagnetic wave communication Alternatively, a combination of electromagnetic wave communication between intermediate distances, magnetic wave communication between intermediate distances, and high-power non-contact power feeding is enabled by these combinations.
Further, as shown in FIGS. 1 to 7 and claim 15, digital information is transmitted / received between each other by utilizing a broadband transmission characteristic between the feeding coil and the receiving coil, and the digital information is mutually transmitted. , Measure the distance between them, measure the direction between them, control the positional relationship between them, control the automatic operation between them, control the non-contact power feeding between them, Or these combinations are performed.

また、図1から図7、および請求項18に示すように、前記給電コイル、前記受電コイル、あるいはこれらの両方が、潜航する潜航手段に搭載され、非接触給電支援手段あるいは非接触給電ステーションに搭載され、海上を航行する船舶に搭載され、大気中を飛行する飛行体に搭載され、海上の中継手段に搭載され、あるいはこれらの組合せに搭載される。
また、図1から図7、および請求項19に示すように、水中あるいは海水中を潜航する潜航手段が、非接触給電手段を搭載し、非接触受電手段を搭載し、非接触給電制御手段を搭載し、非接触受電制御手段を搭載し、変動磁界信号による磁力波通信手段を搭載し、蓄電手段を搭載し、推進制御手段を搭載し、あるいはこれらの組合せを搭載し、特定の潜航手段が他方の潜航手段に対して非接触給電を行い、相互間の通信を行い、あるいはこれらの両方を行う。
Further, as shown in FIGS. 1 to 7 and claim 18, the power feeding coil, the power receiving coil, or both of them are mounted on a submerged means for submergence, and are provided in a non-contact power feeding support means or a non-contact power feeding station. It is mounted on a ship that sails on the sea, is mounted on a flying object that flies in the atmosphere, is mounted on a relay means on the sea, or a combination thereof.
Further, as shown in FIG. 1 to FIG. 7 and claim 19, the submerged means for submerging in water or in seawater is equipped with a non-contact power feeding means, a non-contact power receiving means, and a non-contact power feeding control means. Equipped with non-contact power reception control means, with magnetic wave communication means with fluctuating magnetic field signals, with storage means, with propulsion control means, or with a combination of these, The other submergence means is contactlessly fed, communicates with each other, or both.

また、図1から図7、および請求項20に示すように、前記非接触給電支援手段あるいは非接触給電ステーションが、電力ケーブルを通じて直流電源あるいは交流電源の供給を受け、単線路、複線路、平行2線路、四角形、円形、あるいはこれらの組合せによる給電コイルから変動磁界を放射し、大気中、水中、海水中、あるいはこれらの組合せの中で、移動体に搭載された受電コイルに誘起する起電力を整流手段によって直流電圧に変換し、前記移動体に搭載された蓄電手段を充電する。
In addition, as shown in FIGS. 1 to 7 and claim 20, the non-contact power supply support means or the non-contact power supply station is supplied with a DC power supply or an AC power supply through a power cable, and a single line, a multi-line, a parallel line An electromotive force induced in a power receiving coil mounted on a moving body by radiating a fluctuating magnetic field from a feeding coil of two lines, a square, a circle, or a combination thereof in the atmosphere, water, seawater, or a combination thereof Is converted into a DC voltage by the rectifying means, and the power storage means mounted on the moving body is charged.

また、図1から図7、および請求項21に示すように、大気中を飛行しあるいは移動する移動手段が、非接触受電手段を搭載し、非接触給受電制御手段を搭載し、変動磁界信号による磁力波通信手段を搭載し、蓄電手段を搭載し、運転制御手段を搭載し、あるいはこれらの組合せを搭載し、大気中に設置された非接触給電支援手段あるいは非接触給電ステーションを利用し、非接触給受電制御手段を利用し、変動磁界信号による磁力波通信手段を利用し、あるいはこれらの組合せを利用し、非接触給電を受けかつ磁力波通信を行う。
Further, as shown in FIG. 1 to FIG. 7 and claim 21, the moving means that flies or moves in the atmosphere is equipped with a non-contact power receiving means, a non-contact power supply / reception control means, and a variable magnetic field signal. Equipped with magnetic wave communication means, equipped with electricity storage means, equipped with operation control means, or a combination of these , utilizing a non-contact power supply support means or a non-contact power supply station installed in the atmosphere, The contactless power supply / reception control means is used, the magnetic wave communication means using the variable magnetic field signal is used, or the combination thereof is used to receive the contactless power supply and perform the magnetic wave communication.

また、前記給電コイル11の誘導性リアクタンスと、前記並列に接続された位相調整手段32a、32bの容量性リアクタンスとが、前記交流電源の基本波に対し、共振状態あるいは共振状態に近い非共振状態であり、50以下の負荷Q値であり、負荷時電圧変動率が50%以下であり、前記給電コイル11に流れる励磁電流を相互に循環して交流電源31の負担を軽減し、前記交流電源の第2高調波に対して短絡状態となり、前記給電コイル11と直列に前記交流電31の奇数高調波に共振する並列共振回路あるいはトラップを接続し、前記給電コイル11から放射される電磁波信号の放射を抑制し、変動磁界を効率よく外部に放射し、あるいはこれらの組合せであるものとする。
Further, the inductive reactance of the feeding coil 11 and the capacitive reactance of the phase adjusting means 32a and 32b connected in parallel are in a resonance state or a non-resonance state close to the resonance state with respect to the fundamental wave of the AC power supply. The load Q value is 50 or less, the voltage fluctuation rate under load is 50% or less, and the excitation current flowing through the power supply coil 11 is circulated to reduce the burden on the AC power supply 31, whereby the AC power supply A parallel resonance circuit or trap that resonates with odd harmonics of the AC power 31 is connected in series with the power supply coil 11 in a short-circuited state with respect to the second harmonic, and radiation of an electromagnetic wave signal radiated from the power supply coil 11 It is assumed that the fluctuation magnetic field is efficiently radiated to the outside, or a combination thereof.

ここで、前記給電コイル11を駆動する交流電源の電圧をEin*Sin(ωt)とし、前記給電コイル11のインダクタンスをL1とし、ω=2πf=変動磁界の角周波数とすると、入力端子21a、21bに供給される励磁電流Iin(A)は、Iin=(Ein/ωL1)Cos(ωt)となり、大きな励磁電流となる。そこで、、前記給電コイルの入力端子側に位相調整手段32a、32bを並列に接続し、前記交流電源の基本波に対して、共振状態あるいは共振状態に近い非共振状態として励磁電流を相互に循環させて駈動し、前記給電コイルが前記位相調整手段32a、32bによって前記交流電源の第2高調波に対して短絡状態となって駆動し、前記給電コイル11と直列に前記交流電31の奇数高調波に共振する並列共振回路あるいはトラップを接続し、あるいはこれらの組合せにより、前記給電コイル11に大きな励磁電流を高い効率で供給することができる。
なお、前記位相調整手段32aのリアクタンスを前記給電コイルのリアクタンスωL1の3分の4近辺に設定し、前記位相調整手段32bのリアクタンスを前記給電コイルのリアクタンスωL1の3分の1近辺に設定することで、前記共振状態と短絡状態とを実現できる。
Here, when the voltage of the AC power source for driving the feeding coil 11 is Ein * Sin (ωt), the inductance of the feeding coil 11 is L1, and ω = 2πf = the angular frequency of the varying magnetic field, the input terminals 21a, 21b The excitation current Iin (A) supplied to is Iin = (Ein / ωL1) Cos (ωt), which is a large excitation current. Therefore, phase adjusting means 32a and 32b are connected in parallel to the input terminal side of the power supply coil, and the excitation current is circulated in a resonant state or a non-resonant state close to the resonant state with respect to the fundamental wave of the AC power supply. The power supply coil is driven in a short-circuited state with respect to the second harmonic of the AC power supply by the phase adjusting means 32 a and 32 b, and the odd harmonic of the AC power supply 31 is connected in series with the power supply coil 11. A large resonance current can be supplied to the feeding coil 11 with high efficiency by connecting a parallel resonance circuit or trap that resonates with a wave, or a combination thereof.
The reactance of the phase adjusting means 32a is set to around 分 の of the reactance ωL1 of the feeding coil, and the reactance of the phase adjusting means 32b is set to around 3 of the reactance ωL1 of the feeding coil. Thus, the resonance state and the short-circuit state can be realized.

ここで、前記受電コイルから実効電力が出力されると、それと等価な実効電力が交流電源から給電されることになるが、前記給電コイルのリアクタンスωL1(Ω)と蓄電手段の内部抵抗R(Ω)との関係がωL1<Rの場合には、交流電源に対する負荷力率が高く給電効率も良好であるが、前記関係ωL2<Rが成立しない場合には、前記給電コイルにリアクタンスが(1/ωC1)の位相調整手段34を直列に接続することで対策する必要がある。
また、前記調相手段34が給電コイルと直列に接続された場合でも、ωL1(1-(1/(ω^2*L1*C1))<Rが成立し、前記給電コイルが共振状態に近い非共振状態で有り、前記交流電源の出力インピーダンスを負荷インピーダンスより低くし、前記給電コイルのリアクタンスを小さくし、給電コイルの負荷Q値(ωL1/R)が50以下であり、前記給電コイルの共振周波数が駆動する交流電源の周波数より低い状態であり、負荷時電圧変動率が50%以下であり、あるいはこれらの組合せであれば、前記給電コイルから放射される電磁波信号が抑制されるので、海水中での非接触給電が可能となる。
また、前記給電コイルおよび/あるいは受電コイルのリアクタンスが前記蓄電手段の内部抵抗R(Ω)より大きくなる場合でも、前記蓄電手段の電圧を高く設定することによって、前記配電コイルおよび/あるいは受電コイルの負荷Qの影響を軽減できることが確認されている。
Here, when the effective power is output from the power receiving coil, the equivalent effective power is supplied from the AC power source, but the reactance ωL1 (Ω) of the power supply coil and the internal resistance R (Ω ) And ωL1 <R, the load power factor with respect to the AC power supply is high and the power supply efficiency is good.However, when the relationship ωL2 <R is not satisfied, the reactance is (1 / It is necessary to take measures by connecting the phase adjusting means 34 of ωC1) in series.
Further, even when the phase adjusting means 34 is connected in series with the feeding coil, ωL1 (1- (1 / (ω ^ 2 * L1 * C1)) <R is established, and the feeding coil is close to the resonance state. It is in a non-resonant state, the output impedance of the AC power supply is made lower than the load impedance, the reactance of the feeding coil is reduced, the load Q value (ωL1 / R) of the feeding coil is 50 or less, and the resonance of the feeding coil If the frequency is lower than the frequency of the alternating-current power supply to be driven and the voltage fluctuation rate under load is 50% or less, or a combination thereof, the electromagnetic wave signal radiated from the feeding coil is suppressed. Non-contact power feeding in the inside becomes possible.
In addition, even when the reactance of the power feeding coil and / or the power receiving coil is larger than the internal resistance R (Ω) of the power storage means, the voltage of the power storage means is set high so that the power distribution coil and / or the power receiving coil It has been confirmed that the influence of the load Q can be reduced.

ここで、前記給電コイル11と、受電コイル41とは、共にあるいは何れかが、空心であり、非飽和状態であり、非共振状態であり、共振状態に近い非共振状態であり、水平方向に対向しており、あるいはこれらの組合せであり、給電コイル側には大きな励磁電流を駆動して高出力の変動磁界を放射し、受電コイルから高出力の起電力を誘起することができる。
また、給電コイル11に、単線路、複線路、平行2線路、長方形のループコイル、長方形のヘリカルコイル、長方形の渦巻コイル、あるいはこれらの組合せによる断面が平角形の線路あるいはコイルを、水平方向に設置し、垂直方向に設置し、走行車線に沿って設置し、給電ステーションに設置し、シームレスで長尺の給電コイルを構成し、あるいはこららの組合せにより、単一あるいは複数の移動体に搭載された受電コイルに対して同時に大電力の非接触給電を可能にする。
また、前記給電コイルを複数区間に分割し、複数区間で交差させ、あるいはこれらの組合せにより距離情報を発生させることができる。
Here, either or both of the feeding coil 11 and the receiving coil 41 are air-centered, non-saturated, non-resonant, non-resonant near the resonance, and horizontally. They are opposed to each other or a combination thereof, and a large excitation current can be driven to radiate a high-output fluctuating magnetic field on the feeding coil side, so that a high-output electromotive force can be induced from the receiving coil.
In addition, a single-line, double-line, parallel-two-line, rectangular loop coil, rectangular helical coil, rectangular spiral coil, or a combination of these lines or coils having a rectangular cross section in the horizontal direction Installed, installed vertically, installed along the driving lane, installed in the power supply station, configured seamless and long power supply coil, or mounted on single or multiple moving bodies by combining these A high-power non-contact power feeding can be simultaneously performed on the received power receiving coil.
Further, the feeding coil can be divided into a plurality of sections, intersected in a plurality of sections, or distance information can be generated by a combination thereof.

なお、給電コイルには常時大きな励磁電流が流れるので、前記給電コイルの入力端子側に位相調整手段32a、32bを並列に接続し、前記交流電源の基本波に対して、共振状態あるいは共振状態に近い非共振状態として励磁電流を相互に循環させて駈動し、前記給電コイルが前記交流電源の第2高調波に対して短絡状態となって駆動され、前記給電コイル11と直列に前記交流電31の奇数高調波に共振する並列共振回路あるいはトラップを接続し、あるいはこれらの組合せにより、前記交流電源31を起動時に流れる突入電流を抑制し、かつ前記給電コイルと直列に接続する位相調整手段34によって力率を改善するとともに、前記給電コイル11に大きな励磁電流を高い効率で供給することができる。
また、受電手段からの給電要求が無い場合には給電コイルへの電流供給を切断するか、前記給電コイルへの供給電圧を低下させるなどの対策が必要である。
Since a large exciting current always flows through the power supply coil, phase adjusting means 32a and 32b are connected in parallel to the input terminal side of the power supply coil so that the power supply coil is in a resonance state or a resonance state with respect to the fundamental wave of the AC power supply. In a near non-resonant state, excitation currents are circulated to each other, and the feeding coil is driven in a short-circuited state with respect to the second harmonic of the AC power supply, and the AC power 31 is connected in series with the feeding coil 11. A parallel resonance circuit or a trap that resonates at odd harmonics of the power supply is connected, or a combination of these is used to suppress the inrush current that flows when the AC power supply 31 is activated, and the phase adjustment means 34 is connected in series with the feeding coil. In addition to improving the power factor , a large excitation current can be supplied to the feeding coil 11 with high efficiency.
Further, when there is no power supply request from the power receiving means , it is necessary to take measures such as cutting off the current supply to the power supply coil or reducing the supply voltage to the power supply coil.

また、前記受電コイルを動作可能とする周波数帯、あるいは30kHz以下の周波数帯を用いる場合には、前記給電コイルが、単線路であり、複線路であり、あるいは平行2線路であり、前記受電コイルが四角形のコイルであり、かつ、前記給電コイルを海底に設置し、海水中に浮遊させて海底にアンカーで固定して設置し、あるいは海面に浮遊させて設置することで、大電力の非接触給電ステ−ションあるいは非接触給電プラットホームが実現できる。
あるいは、前記交流電源が海上に停泊中の船舶から直接供給され、あるいは防水ケース内に設けられた周波数変換手段によって所要の周波数に変換されて供給される。
When using a frequency band in which the power receiving coil can be operated, or a frequency band of 30 kHz or less, the power feeding coil is a single line, a multiple line, or a parallel two line, and the power receiving coil Is a rectangular coil, and the power supply coil is installed on the seabed, suspended in seawater and fixed with an anchor on the seafloor, or suspended on the sea surface, and installed in a high-power non-contact manner. A power supply station or a non-contact power supply platform can be realized.
Alternatively, the AC power is supplied directly from a ship anchored at sea, or converted into a required frequency by a frequency conversion means provided in a waterproof case and supplied.

また、前記防水ケースは、深海での使用に耐えるように耐圧構造であり、絶縁物を充填した構造であり、前記給電コイルと受電コイルとが対向している面が開放された構造であり、前記対向している面を除き導電体の構造物で蔽われた構造であり、あるいはこれらの組合せであるものとする。
また、前記受電コイルが潜航中の潜航ロボットに搭載され、前記潜航ロボットが停止中あるいは潜航中に非接触給電を可能とし、磁力波通信によって前記非接触給電ステーションとの接近と非接触給電とを相互間で制御可能とし、あるいはこれらの組合せを可能とする。
In addition, the waterproof case has a pressure-resistant structure so as to withstand use in the deep sea, is a structure filled with an insulator, and has a structure in which a surface where the power feeding coil and the power receiving coil are opposed is open, It is a structure covered with a conductor structure except for the facing surfaces, or a combination thereof.
In addition, the power receiving coil is mounted on a submerged submarine robot, enables non-contact power feeding while the submarine robot is stopped or submerged, and approaches the non-contact power feeding station and non-contact power feeding by magnetic wave communication. It is possible to control each other or a combination thereof.

図6は、本発明の第2の実施形態における送配電自ステムおよび送配電事業の構成図であり、91a、91bは潜航手段であり、92a、92bは推進手段であり、93a、93bは磁力波アンテナ兼非接触給受電コイルであり、94a、94bは非接触給受電手段であり、95a、95bは磁力波通信手段であり、96a、96bは推進制御手段である。
ここで、前記潜航手段91a、91bは、海水中で活動する潜航艇であり、海水中で活動する潜航支援艇であり、海水中に設置された非接触給電ステーションであり、海上に停泊中の非接触給電ステーションであり、あるいはこれらの組合せであり、かつ、他方に対して非接触給電を行い、他方から非接触給電を受け、相互間で磁力波通信を行い、あるいはこれらの組合せを行う機能を有するものとする。
FIG. 6 is a configuration diagram of the power transmission / distribution system and power transmission / distribution business in the second embodiment of the present invention, 91a and 91b are submergence means, 92a and 92b are propulsion means, and 93a and 93b are magnetic forces. Reference numerals 94a and 94b denote non-contact power supply / reception means, 95a and 95b denote magnetic wave communication means, and 96a and 96b denote propulsion control means.
Here, the submergence means 91a and 91b are submarine boats that operate in seawater, are submarine support boats that operate in seawater, are non-contact power supply stations installed in seawater, and are anchored at sea. A non-contact power supply station, or a combination thereof, and a function of performing non-contact power supply to the other, receiving non-contact power supply from the other, performing magnetic wave communication between each other, or a combination thereof It shall have.

図7は、本発明の第2の実施形態における送配電システムおよび送配電事業の他の構成図であり、11は給電コイル、41は受電コイル、71は配電手段、72は給受電制御手段、73は給電手段、74は低炭素発電手段、81は蓄電手段、82は給電制御手段、83は受電手段、84は移動手段、202は路面である。
ここで、前記移動手段84は、EVであり、搬送車であり、ハイブリッド車であり、ドローンを含む飛行体であり、あるいはこれらの組合せであり、前記受電コイル41に誘起する起電力は受電手段83に接続され、内蔵する整流手段(図示せず)によって直流電圧に変換され、給受電制御手段82を介して蓄電手段81を充電し、充電された電力によって前記移動手段84に電力を供給する。
また、前記配電手段を含む非接触給電ステーションが、路面あるいは路面に近接して設置され、コンビニを含む商業設備に設置され、ヘリポートと共用して設置され、空き地に設置され、住宅に近接して設置され、ガレージあるいは駐車場に設置され、あるいはこれらの組合せで設置される。
FIG. 7 is another configuration diagram of the power transmission and distribution system and power transmission and distribution business according to the second embodiment of the present invention, in which 11 is a power feeding coil, 41 is a power receiving coil, 71 is a power distribution means, 72 is a power supply / reception control means, 73 is a power supply means, 74 is a low-carbon power generation means, 81 is a power storage means, 82 is a power supply control means, 83 is a power reception means, 84 is a movement means, and 202 is a road surface.
Here, the moving means 84 is an EV, a transport vehicle, a hybrid vehicle, a flying object including a drone, or a combination thereof, and an electromotive force induced in the power receiving coil 41 is a power receiving means. 83, is converted into a DC voltage by a built-in rectifier (not shown), charges the storage unit 81 via the power supply / reception control unit 82, and supplies the moving unit 84 with the charged power. .
In addition, a non-contact power supply station including the power distribution means is installed on the road surface or in the vicinity of the road surface, installed in a commercial facility including a convenience store, installed in common with a heliport, installed in a vacant lot, in proximity to a house Installed, installed in a garage or parking lot, or a combination thereof.

また、センターサーバを含め、交通管制手段、飛行管制手段、前記配電手段、給受電制御手段、前記受電手段、あるいはこれらの組合せが、連携してデジタル情報ネットワークを構成し、前記ネットワーク内で伝送されるデジタル情報に基づいて、移動体からの交流電源の起動停止要求を送受信するステップを含み、前記起動停止要求に基いて前記交流電源の起動停止を制御するステップを含み、前記起動停止要求に基いて電力料金を課金するステップを含み、運用・運転に必要な情報を交換するステップを含み、運転制御・運転操作を支援するステップを含み、あるいはこれらの組合せを含むものとする。
Also, including the center server, the traffic control means, flight control means, the power distribution means, the power supply / reception control means, the power reception means, or a combination of these forms a digital information network that is transmitted within the network. Including a step of transmitting and receiving an AC power supply start / stop request from a moving body based on the digital information, and a step of controlling the AC power supply start / stop based on the start / stop request. Including a step of charging a power charge, a step of exchanging information necessary for operation / operation, a step of supporting operation control / operation, or a combination thereof.

本発明は上記のように構成されているため、前記給電コイルと受電コイルとが、非飽和状態であり、非共鳴状態あるいは非共振状態であり、負荷Qが50以下であり、負荷時電圧変動率が50%以下であり、あるいはこれらの組合せであることから、本発明を利用して、走行中、一時停車中、あるいは駐車中のEVへの大電力の送配電事業を行い、潜航中、歩行中、あるいは走行中のロボットへの大電力の送配電事業を行い、非接触給電ステーションを商業施設などに設けてドローンなど飛行体への送配電事業を行い、水中あるいは海水中で潜航手段に送配電事業を行い、デジタル情報ネットワークを構成して送配電システムの効率化を図り、あるいはこれらの組合せを含む広範囲な用途への応用あるいは適用が可能である。
Since the present invention is configured as described above, the power feeding coil and the power receiving coil are in a non-saturated state, a non-resonant state or a non-resonant state, a load Q is 50 or less, and a voltage fluctuation at the time of load Since the rate is 50% or less, or a combination thereof, the present invention is used to carry out a high power transmission / distribution business to EVs that are running, temporarily stopped, or parked, Conduct high-power transmission / distribution business to robots that are walking or running, install non-contact power supply stations at commercial facilities, etc. A power transmission / distribution business is carried out, a digital information network is constructed to improve the efficiency of the power transmission / distribution system, or a wide range of applications including these combinations can be applied.

従来から、給電コイルに非共振状態の給電コイルを用いるワイヤレス電力伝送装置が提案されている。(例えば、特許文献1)Conventionally, a wireless power transmission device using a non-resonant feeding coil as a feeding coil has been proposed. (For example, Patent Document 1)
特開2016−123187号 特許文献1に記載されている従来の「ワイヤレス電力伝送装置」によれば、商用周波数を含む任意の周波数の交流電源から、直接あるいはトランス33を介して給電手段のコイル11aを駆動し、少なくとも、給電手段のコイルと受電手段のコイル12aとの両方に、非共振状態のコイルを用い、かつ簡易な調整・制御手段を用い、高効率にワイヤレス電力伝送を行うとされているが、送配電システムおよび送配電事業に関するものではない。According to the conventional “wireless power transmission device” described in Japanese Patent Laid-Open No. 2006-123187, the coil 11a of the power feeding unit is directly or via a transformer 33 from an AC power source having an arbitrary frequency including a commercial frequency. , And at least use a non-resonant coil for both the coil of the power feeding means and the coil 12a of the power receiving means, and use simple adjustment / control means to perform wireless power transmission with high efficiency. However, it does not relate to the power transmission / distribution system and power transmission / distribution business.

この発明に係わる送配電システムは、給電コイルおよび/あるいは受電コイルを、非飽和状態とし、共振状態あるいは共振状態に近い非共振状態とし、負荷Q値を50以下とし、負荷時電圧変動率を50%以下とし、共振周波数が駆動する交流電源の周波数より低い状態とし、あるいはこれらの組合せとし、給電コイルを単線路、複線路、平行2線路、円状のコイル、あるいは四角形のコイルとし、あるいはこれらの組合せとし、
In the power transmission / distribution system according to the present invention, the power feeding coil and / or the power receiving coil are brought into a non-saturated state, a resonant state or a non-resonant state close to the resonant state, a load Q value of 50 or less, and a load voltage fluctuation rate of 50. %, The resonance frequency is lower than the frequency of the driving AC power source, or a combination thereof, and the feeding coil is a single line, a double line, two parallel lines, a circular coil, or a square coil, or these A combination of

また、前記給電コイルを単線路、複線路、あるいは平行2線路で構成し、前記給電コイルと受電コイルとを、共振状態あるいは共振状態に近い非共振状態とすることによって、高速道路を走行中、交差点で一時停車中、サービスエリアあるいは給電ステーションで並列あるいは縦列駐車中、給電ステーションに停車中、あるいはこれらの組合せで複数台の移動体に非接触で給電サービスを可能にできる。
また、前記給電コイルと受電コイルとを、非共振状態あるいは共振状態に近い非共振状態とすることによって、飛行艇あるいはドローンなどの飛行体、潜航ロボットなどの海水中の移動体、あるいはこれらの組合せに対して非接触給電を可能にできる。
また、前記給電コイルと受電コイルとを共振状態あるいは共振状態に近い非共振状態とすることで、コイル間の広帯域伝送が可能となり、高精度の位置検知が可能となり、磁力波通信用アンテナとして共用が可能となり、前記給電コイルと前記受電コイルとの間でデジタル情報の伝送を可能とし、大気中では、前記デジタル情報に基づいて、前記配電手段が、移動体からの交流電源の起動停止要求を受信し、前記要求に基いて交流電源の起動停止を制御し、大気中、水中、あるいは海水中では、給電支援手段あるいは給電支援ステーションが、開閉式の屋根あるいは扉を有し、移動手段からの給電起動停止要求を受信し、前記移動手段を誘導制御し、非接触給電の起動停止を制御し、あるいはこれらの組合せを行うことができる。
Further, the power supply coil is constituted by a single line, a double line, or two parallel lines, and the power supply coil and the power reception coil are in a resonance state or a non-resonance state close to the resonance state, while traveling on a highway, It is possible to provide a power supply service in a non-contact manner to a plurality of moving bodies by temporarily stopping at an intersection, parallel or parallel parking at a service area or a power supply station, stopping at a power supply station, or a combination thereof.
In addition, the feeding coil and the receiving coil are brought into a non-resonant state or a non-resonant state close to the resonance state, so that a flying body such as a flying boat or a drone, a moving body in seawater such as a submarine robot, or a combination thereof In contrast, non-contact power feeding can be realized.
In addition, the feeding coil and the receiving coil are in a resonance state or a non-resonance state close to the resonance state, thereby enabling wide-band transmission between the coils, enabling high-accuracy position detection, and sharing as a magnetic wave communication antenna. The digital information can be transmitted between the power feeding coil and the power receiving coil, and in the atmosphere, the power distribution means makes a request for starting and stopping the AC power source from the moving body based on the digital information. Receiving and controlling the start and stop of the AC power supply based on the request. In the air, underwater, or in seawater, the power supply support means or the power supply support station has an openable / closable roof or door. The power supply start / stop request is received, the moving means is inductively controlled, the non-contact power supply start / stop is controlled, or a combination thereof can be performed.

図1から図7、および請求項1に示すように、高速道路沿い、一般道路沿い、サービスエリア内、給電ステーション、駐車場、ガレージ、あるいはこれらの組み合わせにおいて、ファラデーの電磁誘導の法則に基づく、送配電システムおよび送配電事業において、前記送配電システムが、少なくとも、送配電手段と、受電手段とから構成され、前記送配電手段が、少なくとも、給電コイルを有し、前記給電コイルが、非飽和状態であり、非共振状態であり、共振状態あるいは共振状態に近い非共振状態であり、50以下の負荷Q値であり、負荷時電圧変動率が50%以下であり、駆動する交流電源の周波数より低い共振周波数であり、単線路であり、複線路であり、平行2線路であり、四角形のコイルであり、円状のコイルであり、広い帯域幅であり、あるいはこれらの組合せであり、
As shown in FIGS. 1 to 7 and claim 1, based on Faraday's law of electromagnetic induction in highways, along general roads, in service areas, feeding stations, parking lots, garages, or combinations thereof, In the power transmission / distribution system and power transmission / distribution business, the power transmission / distribution system includes at least power transmission / distribution means and power reception means, the power transmission / distribution means has at least a power supply coil, and the power supply coil is not saturated. State, non-resonance state, resonance state or non-resonance state close to resonance state, load Q value of 50 or less, voltage fluctuation rate under load is 50% or less, and frequency of driving AC power supply Lower resonance frequency, single line, double line, parallel two lines, square coil, circular coil, wide band Width, or a combination of these,

前記受電手段が、少なくとも、受電コイルを有し、前記受電コイルが、非飽和状態であり、非共振状態であり、共振状態あるいは共振状態に近い非共振状態であり、50以下の負荷Q値であり、負荷時電圧変動率が50%以下であり、駆動する交流電源の周波数より低い共振周波数であり、四角形のコイルであり、円状のコイルであり、広い帯域幅であり、あるいはこれらの組合せであり、前記給電コイルと受電コイルとが、水平方向に対向し、垂直方向に対向し、あるいはこれらの組合せで対向し、前記配電手段が、前記給電コイルに50Hzから41MHzを超える交流電源を、直接駆動し、周波数を変換して駆動し、位相調整手段を直列に接続して供給し、
The power receiving means includes at least a power receiving coil, and the power receiving coil is in a non-saturated state, in a non-resonant state, in a resonance state or a non-resonance state close to a resonance state, and with a load Q value of 50 or less Yes, the voltage fluctuation rate under load is 50% or less, the resonance frequency is lower than the frequency of the driving AC power source, a square coil, a circular coil, a wide bandwidth, or a combination thereof The power feeding coil and the power receiving coil are horizontally opposed to each other, vertically opposed to each other, or a combination thereof, and the power distribution means supplies an AC power source exceeding 50 MHz to 41 MHz to the power feeding coil, Drive directly, drive by converting the frequency, phase adjustment means connected in series and supplied,

位相調整手段を並列に接続して供給し、位相調整手段を直並列に接続して供給し、リアクトルとコンデンサとを含む位相調整手段を直列に接続して駆動し、リアクトルとコンデンサとを含む位相調整手段を並列に接続して駆動し、前記交流電源の基本波に対して共振状態あるいは共振状態に近い非共振状態として駆動し、前記交流電源の第2高調波に対して短絡状態となって駆動し、前記給電コイルと直列に前記交流電源の奇数高調波に共振する並列共振回路あるいはトラップを接続し、前記交流電源の電源入力端子にリアクトルを接続して駆動し、トランスを介して駆動し、給電制御手段を接続して駆動し、給電手段を接続して駆動し、あるいはこれらを組み合わせて駆動して、前記給電コイルから高出力の変動磁界を放射させ、
Phase adjustment means connected in parallel and supplied, phase adjustment means connected in series and supplied, phase adjustment means including a reactor and a capacitor connected in series and driven, phase including a reactor and a capacitor The adjustment means is connected in parallel and driven, and is driven in a resonance state or a non-resonance state close to the resonance state with respect to the fundamental wave of the AC power supply, and is short-circuited with respect to the second harmonic of the AC power supply. Drive, connect a parallel resonant circuit or trap that resonates with odd harmonics of the AC power supply in series with the feeding coil, connect a reactor to the power input terminal of the AC power supply, drive, and drive through a transformer The power supply control means is connected and driven, the power supply means is connected and driven, or a combination thereof is driven to emit a high-output variable magnetic field from the power supply coil,

前記送配電手段と受電手段との間で、前記給電コイルと受電コイルとを介してデジタル信号の送受信を行い、前記送配電手段によって取得したデジタル情報を、別に設けた通信ネットワークを介してセンターサーバーに転送し、前記センターサーバーにおいて、加入する移動体への課金処理を行い、送配電事業を行う。
A digital signal is transmitted / received between the power transmission / distribution means and the power reception coil via the power feeding coil and the power reception coil, and the digital information acquired by the power transmission / distribution means is transmitted to a center server via a separately provided communication network. In the center server, the mobile server to be charged is charged in the center server, and the power transmission and distribution business is performed.

また、図1から図7、および請求項2に示すように、前記給電コイルを平打ち導体によって構成し、前記平打ち導体と高誘電率の絶縁物とをサンドイッチ状に重ね合わせてフラットワイズ巻とし、絶縁物を含浸して防水処理を行い、前記平打ち導体の幅広側を水平方向にしてドラムに巻き取り、前記ドラムから巻き戻して地面に設置し、前記平打ち導体の幅広側を水平方向にして車両による輸送可能な長さのユニット構造とし、前記平打ち導体の幅広側の厚みを幅狭側の厚みの2倍以上とし、前記平打ち導体の幅広側の厚みを絶縁距離の2倍以上とし、前記平打導体の幅広側の厚みを前記平行2線路の中心間の間隔の0.05倍以上から1倍未満とし、前記平打ち導体の幅広側を地面に対して水平方向に設置し、あるいはこれらの組合せによって、平行2線路の単位長さ当たりのインダクタンスを低下させ、励磁電流を増大させ、大電力の給電を可能とし、かつ工事費の経済化を図る。
Further, as shown in FIGS. 1 to 7 and claim 2, the feeding coil is constituted by a flat conductor, and the flat conductor and a high dielectric constant insulator are overlapped in a sandwich shape so that a flatwise winding is performed. And impregnating with an insulating material to perform waterproofing, winding the flat side of the flat conductor on the drum in a horizontal direction, unwinding the drum from the drum and installing it on the ground. A unit structure having a length that can be transported by a vehicle in a direction, the thickness of the flat conductor on the wide side is at least twice the thickness on the narrow side, and the thickness of the flat conductor on the wide side is 2 of the insulation distance. The width of the flat conductor is set to be 0.05 times or more to less than 1 times the distance between the centers of the parallel two lines, and the wide side of the flat conductor is installed in a horizontal direction with respect to the ground. Or a combination of these The inductance per unit length of the two parallel lines is reduced, the excitation current is increased, high power can be supplied, and the construction cost is made economical.

また、図1から図7、および請求項10に示すように、前記配電手段が、低炭素発電手段を含み、移動体の移動経路に近接して設置された送配電手段から、直接送配電サービスを受ける。
また、図1から図7、および請求項11に示すように、前記配電手段が、該当する給電コイルへの交流電源の起動停止を制御し、前記受電手段とデジタル情報の送受信を行い、当該受電手段への課金情報の収集を要求し、前記課金情報をセンターサーバーへ発信し、交流電源の電圧を制御し、過電圧を保護し、供給電流を制御し、過電流を抑制し、あるいはこれらを組合せを行う。
また、図1から図7、および請求項12に示すように、前記受電手段が、前記配電手段との間でデジタル情報の受送信を行い、給電の起動停止要求を送信し、誘起起電力の起動停止を制御し、出力電圧を制御し、過電圧を保護し、出力電流を制御し、過電流を抑制し、課金情報を送信し、課金情報を収集し、あるいはこれらを組合せを行う。
In addition, as shown in FIGS. 1 to 7 and claim 10, the power distribution means includes a low-carbon power generation means , and direct power transmission / distribution service from power transmission / distribution means installed in the vicinity of the moving path of the moving body. Receive.
Further, as shown in FIGS. 1 to 7 and claim 11, the power distribution unit controls the start / stop of the AC power supply to the corresponding power supply coil, and transmits / receives digital information to / from the power reception unit. Requests collection of billing information to the means, sends the billing information to the center server, controls the voltage of the AC power supply, protects the overvoltage, controls the supply current, suppresses the overcurrent, or a combination thereof I do.
Further, as shown in FIGS. 1 to 7 and claim 12, the power receiving means transmits / receives digital information to / from the power distribution means, transmits a power supply start / stop request, and generates induced electromotive force. Controls start / stop, controls output voltage, protects overvoltage, controls output current, suppresses overcurrent, transmits billing information, collects billing information, or combines them.

また、図1から図7、および請求項13に示すように、前記給電コイルが前記交流電源の基本波に対して共振状態あるいは共振状態に近い非共振状態として駆動され、前記給電コイルが交流電源の第2高調波に対して短絡状態となって駆動され、前記給電コイルが前記交流電源の奇数高調波に共振する並列共振回路あるいはトラップ回路を接続して駈動され、前記受電コイルが前記分布容量および浮遊容量を含む位相調整手段と共振状態あるいは共振状態に近い非共振状態で接続され、前記給電コイルと受電コイルとの何れか一方あるいは両方が磁力波通信と非接触給電とで共用され、前記給電コイルと受電コイルとの何れか一方あるいは両方が電磁波通信と磁力波通信と非接触給電とで共用され、前記給電コイルと受電コイルとの何れか一方あるいは両方が大気中と水中と海水中との組み合わせで共用され、電磁波通信と磁力波通信と非接触給電との組合せで共用され、高精度の位置検知を可能とし、あるいはこれらの組合せによる。
Further, as shown in FIGS. 1 to 7 and claim 13, the power supply coil is driven in a resonance state or a non-resonance state close to the resonance state with respect to the fundamental wave of the AC power supply, and the power supply coil is connected to the AC power supply. Driven in a short-circuited state with respect to the second harmonic of the AC power supply, the feeding coil is peristalized by connecting a parallel resonant circuit or a trap circuit that resonates with odd harmonics of the AC power supply, and the power receiving coil is distributed The phase adjusting means including a capacitor and stray capacitance is connected to a resonance state or a non-resonance state close to the resonance state, and either one or both of the feeding coil and the receiving coil are shared by magnetic wave communication and non-contact feeding, Either one or both of the power feeding coil and the power receiving coil is shared by electromagnetic wave communication, magnetic wave communication, and non-contact power feeding, and any one of the power feeding coil and the power receiving coil. Or both are shared in combination with in the water and in seawater atmosphere, it is shared by a combination of an electromagnetic wave communication and magnetic wave communication and non-contact power supply, to enable the position detection of high accuracy, or by a combination thereof.

また、図1から図7、および請求項14に示すように、前記交流電源の周波数が、前記給電コイルと受電コイルとの何れか一方あるいは両方が、共振状態あるいは共振状態に近い非共振状態で動作可能とする周波数帯であり、非接触給電に割当てられた周波数帯であり、高周波利用設備に割り当てられた周波数帯であり、ISMバンドに割当てられた周波数帯であり、電磁波通信に割当てられた周波数帯であり、あるいはこれらの組合せによって、中距離間の電磁波通信と中距離間の磁力波通信と大電力の非接触給電との組合せを可能とする。
また、図1から図7、および請求項15に示すように、前記給電コイルと前記受電コイルとの間の広帯域伝送特性を利用して、相互間でデジタル情報を送受信し、相互間でデジタル情報を交換し、相互間の距離を測定し、相互間の位置する方向を測定し、相互間の位置関係を制御し、相互間の自動運転を制御し、相互間の非接触給電を制御し、あるいはこれらの組合せを行う。
Further, as shown in FIGS. 1 to 7 and claim 14, the frequency of the AC power source is such that either one or both of the feeding coil and the receiving coil is in a resonance state or a non-resonance state close to the resonance state. It is a frequency band that can be operated, is a frequency band that is allocated to contactless power feeding, is a frequency band that is allocated to high-frequency equipment, is a frequency band that is allocated to the ISM band, and is allocated to electromagnetic wave communication The frequency band, or a combination thereof, enables a combination of electromagnetic wave communication between intermediate distances, magnetic wave communication between intermediate distances, and high-power non-contact power feeding.
Further, as shown in FIGS. 1 to 7 and claim 15, digital information is transmitted / received between each other by utilizing a broadband transmission characteristic between the feeding coil and the receiving coil, and the digital information is mutually transmitted. , Measure the distance between them, measure the direction between them, control the positional relationship between them, control the automatic operation between them, control the non-contact power feeding between them, Or these combinations are performed.

また、図1から図7、および請求項18に示すように、前記給電コイル、前記受電コイル、あるいはこれらの両方が、潜航する潜航手段に搭載され、非接触給電支援手段あるいは非接触給電ステーションに搭載され、海上を航行する船舶に搭載され、大気中を飛行する飛行体に搭載され、海上の中継手段に搭載され、あるいはこれらの組合せに搭載される。
また、図1から図7、および請求項19に示すように、水中あるいは海水中を潜航する潜航手段が、非接触給電手段を搭載し、非接触受電手段を搭載し、非接触給電制御手段を搭載し、非接触受電制御手段を搭載し、変動磁界信号による磁力波通信手段を搭載し、蓄電手段を搭載し、推進制御手段を搭載し、あるいはこれらの組合せを搭載し、特定の潜航手段が他方の潜航手段に対して非接触給電を行い、相互間の通信を行い、あるいはこれらの両方を行う。
Further, as shown in FIGS. 1 to 7 and claim 18, the power feeding coil, the power receiving coil, or both of them are mounted on a submerged means for submergence, and are provided in a non-contact power feeding support means or a non-contact power feeding station. It is mounted on a ship that sails on the sea, is mounted on a flying object that flies in the atmosphere, is mounted on a relay means on the sea, or a combination thereof.
Further, as shown in FIG. 1 to FIG. 7 and claim 19, the submerged means for submerging in water or in seawater is equipped with a non-contact power feeding means, a non-contact power receiving means, and a non-contact power feeding control means. Equipped with non-contact power reception control means, with magnetic wave communication means with fluctuating magnetic field signals, with storage means, with propulsion control means, or with a combination of these, The other submergence means is contactlessly fed, communicates with each other, or both.

また、図1から図7、および請求項20に示すように、前記非接触給電支援手段あるいは非接触給電ステーションが、電力ケーブルを通じて直流電源あるいは交流電源の供給を受け、単線路、複線路、平行2線路、四角形、円形、あるいはこれらの組合せによる給電コイルから変動磁界を放射し、大気中、水中、海水中、あるいはこれらの組合せの中で、移動体に搭載された受電コイルに誘起する起電力を整流手段によって直流電圧に変換し、前記移動体に搭載された蓄電手段を充電する。
In addition, as shown in FIGS. 1 to 7 and claim 20, the non-contact power supply support means or the non-contact power supply station is supplied with a DC power supply or an AC power supply through a power cable, and a single line, a multi-line, a parallel line An electromotive force induced in a power receiving coil mounted on a moving body by radiating a fluctuating magnetic field from a feeding coil of two lines, a square, a circle, or a combination thereof in the atmosphere, water, seawater, or a combination thereof Is converted into a DC voltage by the rectifying means, and the power storage means mounted on the moving body is charged.

また、図1から図7、および請求項21に示すように、ドローンを含め、大気中を飛行しあるいは移動する移動手段が、非接触受電手段を搭載し、非接触給受電制御手段を搭載し、電磁波信号による通信手段を搭載し、変動磁界信号による磁力波通信手段を搭載し、蓄電手段を搭載し、運転制御手段を搭載し、大気中に設置された非接触給電支援手段あるいは非接触給電ステーションを基点とし、開閉式屋根あるいは扉を有する非接触給電支援手段あるいは非接触給電ステーションを基点とし、電磁波信号と磁力波信号との伝搬速度差から距離を測定し、磁力波信号により方向を測定し、高精度で位置を検知し、あるいはこれらの組合せによって、前記移動手段が安全運航を確保し、かつ非接触給電を受ける。
Further, as shown in FIG. 1 to FIG. 7 and claim 21, the moving means that flies or moves in the atmosphere including a drone is equipped with non-contact power receiving means and non-contact power supply / reception control means. Equipped with communication means by electromagnetic signal, magnetic wave communication means by fluctuating magnetic field signal, storage means, operation control means, non-contact power supply support means or non-contact power supply installed in the atmosphere Measure the distance from the propagation speed difference between the electromagnetic wave signal and the magnetic wave signal, and measure the direction using the magnetic wave signal. Then, by detecting the position with high accuracy, or a combination thereof, the moving means ensures safe operation and receives non-contact power feeding.

また、前記給電コイル11の誘導性リアクタンスと、前記並列に接続された位相調整手段32a、32bの容量性リアクタンスとが、前記交流電源の基本波に対し、共振状態あるいは共振状態に近い非共振状態であり、50以下の負荷Q値であり、負荷時電圧変動率が50%以下であり、前記給電コイル11に流れる励磁電流を相互に循環して交流電源31の負担を軽減し、前記交流電源の第2高調波に対して前記給電コイル11を短絡状態とし、前記給電コイル11と直列に前記交流電31の奇数高調波に共振する並列共振回路あるいはトラップを接続し、前記給電コイル11から放射される電磁波信号の放射を抑制し、変動磁界を効率よく外部に放射し、あるいはこれらの組合せであるものとする。
Further, the inductive reactance of the feeding coil 11 and the capacitive reactance of the phase adjusting means 32a and 32b connected in parallel are in a resonance state or a non-resonance state close to the resonance state with respect to the fundamental wave of the AC power supply. The load Q value is 50 or less, the voltage fluctuation rate under load is 50% or less, and the excitation current flowing through the power supply coil 11 is circulated to reduce the burden on the AC power supply 31, whereby the AC power supply The power supply coil 11 is short-circuited with respect to the second harmonic, and a parallel resonance circuit or trap that resonates with odd harmonics of the AC power 31 is connected in series with the power supply coil 11 to be radiated from the power supply coil 11. It is assumed that the radiation of the electromagnetic wave signal is suppressed, the variable magnetic field is efficiently radiated to the outside, or a combination thereof.

また、前記給電コイル11の誘導性リアクタンスと、前記直列に接続された位相調整手段34の容量性リアクタンスとが、非共振状態であり、共振状態あるいは共振状態に近い非共振状態であり、50以下の負荷Q値であり、負荷時電圧変動率が50%以下であり、前記給電コイル11に流れる実効負荷電流の力率を改善し、かつ前記給電コイル11から放射される電磁波信号の放射を抑制するものとする。
また、前記受電コイルの誘導性リアクタンスと、前記受電コイルと直列に接続された位相調整手段64の容量性リアクタンスと、前記受電コイルの周辺に存在する浮遊容量の容量性リアクタンスとが、非共振状態であり、共振状態あるいは共振状態に近い非共振状態で有り、50以下の負荷Q値であり、負荷時電圧変動率が50%以下であり、電磁波信号の再放射を抑制し、前記給電コイルから放射された変動磁界から起電力を効率よく誘起し、蓄電手段61に有効電力を供給するものとする。
Further, the inductive reactance of the feeding coil 11 and the capacitive reactance of the phase adjusting means 34 connected in series are in a non-resonant state and are in a resonance state or a non-resonance state close to a resonance state, and 50 The load voltage fluctuation rate is 50% or less, improves the power factor of the effective load current flowing through the power supply coil 11, and suppresses the radiation of the electromagnetic wave signal radiated from the power supply coil 11. It shall be.
Further, the inductive reactance of the power receiving coil, the capacitive reactance of the phase adjusting unit 64 connected in series with the power receiving coil, and the capacitive reactance of stray capacitance existing around the power receiving coil are in a non-resonant state. A resonance state or a non-resonance state close to the resonance state, a load Q value of 50 or less, a load voltage fluctuation rate of 50% or less, and suppressing re-radiation of an electromagnetic wave signal, It is assumed that an electromotive force is efficiently induced from the radiated variable magnetic field and effective power is supplied to the power storage means 61.

ここで、前記給電コイル11を駆動する交流電源の電圧をEin*Sin(ωt)とし、前記給電コイル11のインダクタンスをL1とし、ω=2πf=変動磁界の角周波数とすると、入力端子21a、21bに供給される励磁電流Iin(A)は、Iin=(Ein/ωL1)Cos(ωt)となり、大きな励磁電流となる。そこで、前記給電コイル11の入力端子側に位相調整手段32a、32bを並列に接続し、前記交流電源の基本波に対して、共振状態あるいは共振状態に近い非共振状態として励磁電流を相互に循環させて駈動し、前記給電コイルが前記位相調整手段32a、32bによって前記交流電源の第2高調波に対して短絡状態となって駆動し、前記給電コイル11と直列に前記交流電31の奇数高調波に共振する並列共振回路あるいはトラップを接続し、あるいはこれらの組合せにより、前記給電コイル11に大きな励磁電流を高い効率で供給することができる。
なお、前記位相調整手段32aのリアクタンスを前記給電コイル11のリアクタンスωL1の3分の4近辺に設定し、前記位相調整手段32bのリアクタンスを前記給電コイル11のリアクタンスωL1の3分の1近辺に設定することで、前記共振状態と短絡状態とを実現できる。
Here, when the voltage of the AC power source for driving the feeding coil 11 is Ein * Sin (ωt), the inductance of the feeding coil 11 is L1, and ω = 2πf = the angular frequency of the varying magnetic field, the input terminals 21a, 21b The excitation current Iin (A) supplied to is Iin = (Ein / ωL1) Cos (ωt), which is a large excitation current. Therefore, phase adjusting means 32a and 32b are connected in parallel to the input terminal side of the feeding coil 11, and the excitation current is circulated in a resonant state or a non-resonant state close to the resonant state with respect to the fundamental wave of the AC power supply. The power supply coil is driven in a short-circuited state with respect to the second harmonic of the AC power supply by the phase adjusting means 32 a and 32 b, and the odd harmonic of the AC power supply 31 is connected in series with the power supply coil 11. A large resonance current can be supplied to the feeding coil 11 with high efficiency by connecting a parallel resonance circuit or trap that resonates with a wave, or a combination thereof.
It should be noted that the reactance of the phase adjusting means 32a is set to around 分 の of the reactance ωL1 of the feeding coil 11, and the reactance of the phase adjusting means 32b is set to around 3 of the reactance ωL1 of the feeding coil 11. By doing so, the resonance state and the short-circuit state can be realized.

なお、前記給電コイルと、位相調整手段32a、32bおよび前記給電コイルの周辺に存在する浮遊容量とは、非共振状態であり、共振状態あるいは共振状態に近い非共振状態であり、負荷Qが50以下であり、負荷時電圧変動率が50%以下であり、あるいはこれらの組合せとすることで、電磁波信号の放射を抑制し、変動磁界を効率よく放射し、大気中、電磁波信号の伝搬損失が大気中での伝搬損に比較して大きい物質中、塩分濃度が0%から10%までの真水中もしくは海水中、あるいはこれらの組み合わせの中での非接触給電と磁力波通信とが可能となる。
Note that the feeding coil, the phase adjusting units 32a and 32b, and the stray capacitance existing around the feeding coil are in a non-resonant state, in a resonance state or a non-resonance state close to the resonance state, and a load Q is 50. The voltage fluctuation rate under load is 50% or less, or a combination thereof, thereby suppressing the emission of electromagnetic wave signals, efficiently radiating variable magnetic fields, and the propagation loss of electromagnetic wave signals in the atmosphere. Non-contact power feeding and magnetic wave communication are possible in substances that are large compared to propagation loss in the atmosphere, in fresh water or seawater with a salinity of 0% to 10%, or in a combination thereof. .

そこで、前記受電コイルにリアクタンスが(1/ωC2)の位相調整手段を直列に接続し、(1/(ω^2*L2*C2))≒1とすると、前記蓄電手段に流れる電流Iout(A)は、
Iout=Eout/(R+jωL2(1-(1/(ω^2*L2*C2)))≒Eout/(R)={[(Ein/(10*R))*(μe2*(N2/N1)*S2)]/D^3}Sin(ωt)−−(4)
となり、前記蓄電手段に起電力と同相の充電電流が流れることになり、実効電力が出力される。
なお、前記(4)式において、前記調相手段が直列に接続された場合でも、ωL2(1-(1/(ω^2*L2*C2))<Rが成立する場合を前記受電コイルが、非共振状態であり、共振状態あるいは共振状態に近い非共振状態であり、受電コイルの負荷Q値(ωL2/R)が50以下であり、前記受電コイルの共振周波数が駆動する交流電源の周波数より低い状態であり、負荷時電圧変動率が50%以下であり、あるいはこれらの組合せによって、前記受電コイルから再放射される電磁波信号が抑制されるので、海水中での非接触給電が可能となる。
Therefore, when the phase adjusting means having a reactance of (1 / ωC2) is connected in series to the power receiving coil and (1 / (ω ^ 2 * L2 * C2)) ≈1, the current Iout (A )
Iout = Eout / (R + jωL2 (1- (1 / (ω ^ 2 * L2 * C2))) ≒ Eout / (R) = {[(Ein / (10 * R)) * (μe2 * (N2 / N1) * S2)] / D ^ 3} Sin (ωt)-(4)
Thus, a charging current having the same phase as the electromotive force flows through the power storage means, and effective power is output.
In the above equation (4), even when the phase adjusting means is connected in series, the case where the power receiving coil satisfies the case where ωL2 (1- (1 / (ω ^ 2 * L2 * C2)) <R holds. A non-resonant state, a resonance state or a non-resonance state close to the resonance state, the load Q value (ωL2 / R) of the power receiving coil is 50 or less, and the frequency of the AC power source that drives the resonance frequency of the power receiving coil It is in a lower state, the voltage fluctuation rate under load is 50% or less, or a combination of these suppresses the electromagnetic wave signal re-radiated from the power receiving coil, thereby enabling non-contact power feeding in seawater Become.

ここで、前記受電コイルから実効電力が出力されると、それと等価な実効電力が交流電源から給電されることになるが、前記給電コイルのリアクタンスωL1(Ω)と蓄電手段の内部抵抗R(Ω)との関係がωL1<Rの場合には、交流電源に対する負荷力率が高く給電効率も良好であるが、前記関係ωL2<Rが成立しない場合には、前記給電コイルにリアクタンスが(1/ωC1)の位相調整手段34を直列に接続することで対策する必要がある。
また、前記調相手段34が給電コイルと直列に接続された場合でも、ωL1(1-(1/(ω^2*L1*C1))<Rが成立し、前記給電コイルが、非共振状態で有り、共振状態あるいは共振状態に近い非共振状態で有り、前記交流電源の出力インピーダンスを負荷インピーダンスより低くし、前記給電コイルのリアクタンスを小さくし、給電コイルの負荷Q値(ωL1/R)が50以下であり、前記給電コイルの共振周波数が駆動する交流電源の周波数より低い状態であり、負荷時電圧変動率が50%以下であり、あるいはこれらの組合せであれば、前記給電コイルから放射される電磁波信号が抑制されるので、海水中での非接触給電が可能となる。
また、前記給電コイルおよび/あるいは受電コイルのリアクタンスが前記蓄電手段の内部抵抗R(Ω)より大きくなる場合でも、前記蓄電手段の電圧を高く設定することによって、前記配電コイルおよび/あるいは受電コイルの負荷Qの影響を軽減できることが確認されている。
Here, when the effective power is output from the power receiving coil, the equivalent effective power is supplied from the AC power source, but the reactance ωL1 (Ω) of the power supply coil and the internal resistance R (Ω ) And ωL1 <R, the load power factor with respect to the AC power supply is high and the power supply efficiency is good.However, when the relationship ωL2 <R is not satisfied, the reactance is (1 / It is necessary to take measures by connecting the phase adjusting means 34 of ωC1) in series.
Further, even when the phase adjusting means 34 is connected in series with the feeding coil, ωL1 (1- (1 / (ω ^ 2 * L1 * C1)) <R is established, and the feeding coil is in a non-resonant state. The resonance state or the non-resonance state close to the resonance state, the output impedance of the AC power supply is made lower than the load impedance, the reactance of the feeding coil is reduced, and the load Q value (ωL1 / R) of the feeding coil is If the resonance frequency of the power supply coil is lower than the frequency of the AC power supply to be driven, the voltage fluctuation rate during load is 50% or less, or a combination thereof, the power supply coil radiates from the power supply coil. Therefore, non-contact power feeding in seawater is possible.
In addition, even when the reactance of the power feeding coil and / or the power receiving coil is larger than the internal resistance R (Ω) of the power storage means, the voltage of the power storage means is set high so that the power distribution coil and / or the power receiving coil It has been confirmed that the influence of the load Q can be reduced.

ここで、前記給電コイル11と、受電コイル41とは、共にあるいは何れかが、空心であり、非飽和状態であり、非共振状態であり、共振状態あるいは共振状態に近い非共振状態であり、水平方向に対向しており、あるいはこれらの組合せであり、給電コイル側には大きな励磁電流を駆動して高出力の変動磁界を放射し、受電コイルから高出力の起電力を誘起することができる。
また、給電コイル11に、単線路、複線路、平行2線路、長方形のループコイル、長方形のヘリカルコイル、長方形の渦巻コイル、あるいはこれらの組合せによる断面が平角形の線路あるいはコイルを、水平方向に設置し、垂直方向に設置し、走行車線に沿って設置し、給電ステーションに設置し、シームレスで長尺の給電コイルを構成し、あるいはこららの組合せにより、単一あるいは複数の移動体に搭載された受電コイルに対して同時に大電力の非接触給電を可能にする。
また、前記給電コイルを複数区間に分割し、複数区間で交差させ、あるいはこれらの組合せにより距離情報を発生させることができる。
Here, both or any of the feeding coil 11 and the receiving coil 41 are air-centered, non-saturated, non-resonant, and in a non-resonant state close to a resonance state or a resonance state, Opposite in the horizontal direction, or a combination of these, it is possible to drive a large excitation current on the feeding coil side to radiate a high-output fluctuating magnetic field and induce a high-output electromotive force from the receiving coil .
In addition, a single-line, double-line, parallel-two-line, rectangular loop coil, rectangular helical coil, rectangular spiral coil, or a combination of these lines or coils having a rectangular cross section in the horizontal direction Installed, installed vertically, installed along the driving lane, installed in the power supply station, configured seamless and long power supply coil, or mounted on single or multiple moving bodies by combining these A high-power non-contact power feeding can be simultaneously performed on the received power receiving coil.
Further, the feeding coil can be divided into a plurality of sections, intersected in a plurality of sections, or distance information can be generated by a combination thereof.

なお、給電コイルには常時大きな励磁電流が流れるので、前記給電コイルの入力端子側に位相調整手段32a、32bを並列に接続し、前記交流電源の基本波に対して、共振状態あるいは共振状態に近い非共振状態として励磁電流を相互に循環させて駈動し、前記給電コイルが前記交流電源の第2高調波に対して短絡状態となって駆動され、前記給電コイル11と直列に前記交流電31の奇数高調波に共振する並列共振回路あるいはトラップを接続し、あるいはこれらの組合せにより、前記交流電源31を起動時に流れる突入電流を抑制し、かつ前記給電コイルと直列に接続する位相調整手段34によって力率を改善するとともに、前記給電コイル11に大きな励磁電流を高い効率で供給することができる。
また、受電手段からの給電要求が無い場合には給電コイルへの電流供給を切断するか、前記給電コイルへの供給電圧を低下させるなどの対策が必要である。
Since a large exciting current always flows through the power supply coil, phase adjusting means 32a and 32b are connected in parallel to the input terminal side of the power supply coil so that the power supply coil is in a resonance state or a resonance state with respect to the fundamental wave of the AC power supply. In a near non-resonant state, excitation currents are circulated to each other, and the feeding coil is driven in a short-circuited state with respect to the second harmonic of the AC power supply, and the AC power 31 is connected in series with the feeding coil 11. A parallel resonance circuit or a trap that resonates at odd harmonics of the power supply is connected, or a combination of these is used to suppress the inrush current that flows when the AC power supply 31 is activated, and the phase adjustment means 34 is connected in series with the feeding coil. In addition to improving the power factor , a large excitation current can be supplied to the feeding coil 11 with high efficiency.
Further, when there is no power supply request from the power receiving means , it is necessary to take measures such as cutting off the current supply to the power supply coil or reducing the supply voltage to the power supply coil.

また、前記給電コイルおよび/あるいは受電コイルの誘導性リアクタンスと、前記位相調整手段の容量性リアクタンスと、前記給電コイルの周辺に存在する浮遊容量の容量性リアクタンスとを、非共振状態とし、共振状態あるいは共振状態に近い非共振状態とし、50以下の負荷Q値とし、負荷時電圧変動率が50%以下とし、交流電源の周波数より低い共振周波数とし、あるいはこれらの組合せによって、前記給電コイルから放射される電磁波信号を抑制することが可能となり、前記受電コイルから再放射される電磁波信号を抑制することが可能となり、水中あるいは海水中では変位電流の放射あるいは再放射を抑制できるので、渦電流損による損失を抑制できることから、給電コイルから海水中において大きな変動磁界を高い効率で外部へ放射し、受電コイルに大きな起電力を高い効率で誘起することが可能となる。
Further, the inductive reactance of the feeding coil and / or the power receiving coil, and the capacitive reactance of the phase adjusting means, and a capacitive reactance of the stray capacitance existing around the feeding coil, a non-resonant state, resonant state Alternatively, a non-resonant state close to the resonance state, a load Q value of 50 or less, a load voltage fluctuation rate of 50% or less, a resonance frequency lower than the frequency of the AC power supply, or a combination thereof, is radiated from the feeding coil. It is possible to suppress the electromagnetic wave signal that is re-radiated from the power receiving coil, and it is possible to suppress the emission or re-radiation of the displacement current in water or in seawater. Because the loss caused by the Radiation, and it is possible to induce a large electromotive force with high efficiency in the power receiving coil.

また、前記受電コイルのリアクタンスωL2(Ω)と蓄電手段の内部抵抗R(Ω)との関係がωL2<Rの場合には、前記受電コイルが非共振状態であっても、前記蓄電手段に流れる電流Iout(A)は、
Iout=Eout/(R+jωL2)≒Eout/(R)=[((Ein/(Ly1*R))*N2*S2)/(2^0.5*D1*ACOSH(Lx1/w1))]Sin(ωt) −−(6)
となり、前記蓄電手段に実効電流が流れ、大気中でも海水中でも非接触給電が可能となる。
また、前記関係ωL2<Rが成立しない場合には、前記受電コイルにリアクタンスが(1/ωC2)の位相調整手段を直列に接続し、(1/(ω^2*L2*C2))≒1とし、共振状態あるいは共振状態に近い非共振とすることで前記蓄電手段に起電力と同相の充電電流が流れることになる。
Further, when the relationship between the reactance ωL2 (Ω) of the power receiving coil and the internal resistance R (Ω) of the power storage means is ωL2 <R, the current flows to the power storage means even if the power receiving coil is in a non-resonant state. The current Iout (A) is
Iout = Eout / (R + jωL2) ≒ Eout / (R) = [(((Ein / (Ly1 * R)) * N2 * S2) / (2 ^ 0.5 * D1 * ACOSH (Lx1 / w1))] Sin ( ωt) --- (6)
Thus, an effective current flows through the power storage means, and non-contact power feeding is possible in the air and sea water.
Further, when the relationship ωL2 <R is not established, a phase adjusting means having a reactance of (1 / ωC2) is connected in series to the power receiving coil, and (1 / (ω ^ 2 * L2 * C2)) ≈1 By setting the resonance state or non-resonance close to the resonance state, a charging current having the same phase as the electromotive force flows through the power storage means.

ただし、前記調相手段が受電コイルと直列に接続された場合でも、前記受電コイルが共振状態あるいは共振状態に近い非共振状態で有り、受電コイルの負荷Q値(ωL2/R)が50以下であり、負荷時電圧変動率が50%以下であり、前記受電コイルの共振周波数が駆動する交流電源の周波数より低い状態であり、あるいはこれらの組合せによって、前記受電コイルから再放射される電磁波信号が抑制されるので、海水中での非接触給電が可能となる。
また、前記給電コイルにおいて前記調相手段が直列に接続された場合でも、ωL1(1-(1/(ω^2*L1*C1))<Rが成立し前記給電コイルが共振状態あるいは共振状態に近い非共振状態で有り、給電コイルの負荷Q値(ωL1/R)が50以下であり、負荷時電圧変動率が50%以下であり、前記給電コイルの共振周波数が駆動する交流電源の周波数より低い状態であり、あるいはこれらの組合せによって、前記給電コイルから放射される電磁波信号が抑制されるので、海水中での非接触給電が可能となる。
However, even when the phase adjusting means is connected in series with the power receiving coil , the power receiving coil is in a resonance state or a non-resonant state close to the resonance state, and the load Q value (ωL2 / R) of the power receiving coil is 50 or less. Yes, the voltage fluctuation rate under load is 50% or less, and the resonance frequency of the power receiving coil is lower than the frequency of the driving AC power source. Since it is suppressed, non-contact power feeding in seawater becomes possible.
Further, even when the phase adjusting means is connected in series in the power supply coil, ωL1 (1- (1 / (ω ^ 2 * L1 * C1)) <R is satisfied, and the power supply coil is in a resonance state or a resonance state. The resonance frequency of the power supply coil is driven by the resonance frequency of the power supply coil, the load Q value (ωL1 / R) of the power supply coil is 50 or less, the voltage fluctuation rate under load is 50% or less. The electromagnetic wave signal radiated from the feeding coil is suppressed by the lower state or a combination thereof, so that contactless power feeding in seawater is possible.

また、前記給電コイル301aから301dは、空心であり、非飽和状態であり、非共振状態であり、共振状態あるいは共振状態に近い非共振状態であり、受電コイル(表示せず)とは水平方向に対向しており、あるいはこれらの組合せであり、給電コイル側には大きな励磁電流を駆動して高出力の変動磁界を放射し、受電コイルから高出力の起電力を誘起することができる。
また、前記給電コイル301aから301dは、単線路であり、複線路であり、平行2線路であり、長方形のループコイルであり、長方形の渦巻コイルであり、あるいはこれらの組合せよる長尺のコイルであり、走行車線に沿って埋設し、シームレスで長尺の給電コイルを構成し、あるいはこれらの組合せにより複数のEVに搭載された受電コイルに対して同時に大電力の非接触給電を可能にする。
In addition, the feeding coils 301a to 301d are air-centered, non-saturated, non-resonant, non-resonant in a resonance state or close to a resonance state, and in a horizontal direction with respect to a power receiving coil (not shown). Or a combination thereof, a large excitation current can be driven on the feeding coil side to emit a high-output variable magnetic field, and a high-output electromotive force can be induced from the power-receiving coil.
The feeding coils 301a to 301d are a single line, a multiple line, a parallel two line, a rectangular loop coil, a rectangular spiral coil, or a long coil formed by a combination thereof. Yes, it is embedded along the driving lane to form a seamless and long power supply coil, or a combination of these enables high-power non-contact power supply to power receiving coils mounted on a plurality of EVs simultaneously.

ここで、前記給電コイルおよび/あるいは受電コイルを、非共振状態とし、共振状態あるいは共振状態に近い非共振状態とし、負荷Q値が50以下とし、負荷時電圧変動率が50%以下とし、あるいはこれらの組合せとすることで、前記給電コイルからの電磁波信号の放射を抑制し、前記受電コイルからの電磁波の再放射を抑制することが可能となり、塩分濃度が0%から10%までの真水中もしくは海水中で生じる渦電流損を軽減できるので、近距離間で高い給電効率で非接触給電が可能となり、中距離間で磁力波通信が可能となる。
また、前記交流電流の周波数が、前記受電コイルを動作可能とする周波数帯であり、30kHz以下の周波数帯であり、高周波利用設備に割り当てられた周波数帯であり、6.78MHz、13.56MHz、20.34MHz、27.12MHz、および40.68MHzを含むISMバンドに割当てられた周波数帯であり、あるいはこれらを組み合わせることによって、海水中での大電力の非接触給電が可能となる。
Here, the power supply coil and / or the power receiving coil is set to a non-resonant state, a resonance state or a non-resonance state close to the resonance state, a load Q value is set to 50 or less, and a voltage fluctuation rate during load is set to 50% or less, or By combining these, it becomes possible to suppress the radiation of the electromagnetic wave signal from the feeding coil and to suppress the re-radiation of the electromagnetic wave from the power receiving coil, and the fresh water having a salinity of 0% to 10%. Alternatively, since eddy current loss that occurs in seawater can be reduced, non-contact power feeding is possible with high power feeding efficiency over short distances, and magnetic wave communication is possible over medium distances.
The frequency of the alternating current is a frequency band in which the power receiving coil can be operated, is a frequency band of 30 kHz or less, is a frequency band assigned to a high-frequency use facility, 6.78 MHz, 13.56 MHz, It is a frequency band allocated to the ISM band including 20.34 MHz, 27.12 MHz, and 40.68 MHz, or by combining these, high-power non-contact power feeding in seawater becomes possible.

また、前記受電コイルを動作可能とする周波数帯、あるいは30kHz以下の周波数帯を用いる場合には、前記給電コイルが、単線路であり、複線路であり、あるいは平行2線路であり、前記受電コイルが四角形のコイルであり、かつ、前記給電コイルを海底に設置し、海水中に浮遊させて海底にアンカーで固定して設置し、あるいは海面に浮遊させて設置することで、大電力の非接触給電ステ−ションあるいは非接触給電プラットホームが実現できる。
あるいは、前記交流電源が海上に停泊中の船舶から直接供給され、あるいは防水ケース内に設けられた周波数変換手段によって所要の周波数に変換されて供給される。
When using a frequency band in which the power receiving coil can be operated, or a frequency band of 30 kHz or less, the power feeding coil is a single line, a multiple line, or a parallel two line, and the power receiving coil Is a rectangular coil, and the power supply coil is installed on the seabed, suspended in seawater and fixed with an anchor on the seafloor, or suspended on the sea surface, and installed in a high-power non-contact manner. A power supply station or a non-contact power supply platform can be realized.
Alternatively, the AC power is supplied directly from a ship anchored at sea, or converted into a required frequency by a frequency conversion means provided in a waterproof case and supplied.

また、前記防水ケースは、深海での使用に耐えるように耐圧構造であり、絶縁物を充填した構造であり、前記給電コイルと受電コイルとが対向している面が開放された構造であり、前記対向している面を除き導電体の構造物で蔽われた構造であり、あるいはこれらの組合せであるものとする。
また、前記受電コイルが潜航中の潜航ロボットに搭載され、前記潜航ロボットが停止中あるいは潜航中に非接触給電を可能とし、磁力波通信によって前記非接触給電ステーションとの接近と非接触給電とを相互間で制御可能とし、あるいはこれらの組合せを可能とする。
In addition, the waterproof case has a pressure-resistant structure so as to withstand use in the deep sea, is a structure filled with an insulator, and has a structure in which a surface where the power feeding coil and the power receiving coil are opposed is open, It is a structure covered with a conductor structure except for the facing surfaces, or a combination thereof.
In addition, the power receiving coil is mounted on a submerged submarine robot, enables non-contact power feeding while the submarine robot is stopped or submerged, and approaches the non-contact power feeding station and non-contact power feeding by magnetic wave communication. It is possible to control each other or a combination thereof.

特に、前記平角導体あるいは平打ち導体の幅広側を幅狭側の2倍以上とし、前記幅広側の長さを前記絶縁物の絶縁距離の2倍以上とし、前記平角導体あるいは平打ち導体の幅広側を地面に対して水平方向に設置し、変動磁界を垂直方向に放射させ、あるいはこれらの組合せによって、単位当たりのインダクタンスを低下させ、かつ工事費の経済化を図る。
同様に、前記平打ち導体あるいは平角導体の幅広側が垂直方向に配置され、単線路、複線路、平行2線路、円形あるいは角形の閉ループコイル、あるいはこれらの組合せを構成し、変動磁界を水平方向に放射させても同様な効果が得られる。
また、前記コイルを給電コイルとして用いる場合、大きな励磁電流を駆動する必要があり、単位当たりのインダクタンスを低下させることで励磁電流を増加でき、フラットワイズ巻とすることで分布容量を附加でき、あるいはこれらの組合せによって、大電力の給電が可能となり、力率を改善するために必要な位相調整手段の負担を軽減できる。
In particular, the wide side of the flat conductor or the flat conductor is set to be twice or more the narrow side, the length of the wide side is set to be twice or more the insulation distance of the insulator, and the flat conductor or the flat conductor is wide. The side is installed in a horizontal direction with respect to the ground, and a variable magnetic field is radiated in a vertical direction, or a combination thereof reduces inductance per unit and makes construction costs more economical.
Similarly, the wide side of the flat conductor or the rectangular conductor is arranged in the vertical direction to form a single line, a double line, two parallel lines, a circular or square closed loop coil, or a combination of these, and the variable magnetic field is set in the horizontal direction. The same effect can be obtained even if it is emitted.
Further, when the coil is used as a feeding coil, it is necessary to drive a large excitation current , the excitation current can be increased by lowering the inductance per unit, the distributed capacity can be added by using flatwise winding, or By combining these, it is possible to supply a large amount of power, and it is possible to reduce the burden on the phase adjusting means necessary for improving the power factor.

図6は、本発明の第2の実施形態における送配電自ステムおよび送配電事業の構成図であり、91a、91bは潜航手段であり、92a、92bは推進手段であり、93a、93bは磁力波アンテナ兼非接触給受電コイルであり、94a、94bは非接触給受電手段であり、95a、95bは磁力波通信手段であり、96a、96bは推進制御手段である。
ここで、前記潜航手段91a、91bは、海水中で活動する潜航艇であり、海水中で活動する潜航支援艇であり、海水中に設置された非接触給電ステーションであり、海上に停泊中の非接触給電ステーションであり、あるいはこれらの組合せであり、かつ、他方に対して非接触給電を行い、他方から非接触給電を受け、相互間で磁力波通信を行い、あるいはこれらの組合せを行う機能を有するものとする。
FIG. 6 is a configuration diagram of the power transmission / distribution system and power transmission / distribution business in the second embodiment of the present invention, 91a and 91b are submergence means, 92a and 92b are propulsion means, and 93a and 93b are magnetic forces. Reference numerals 94a and 94b denote non-contact power supply / reception means, 95a and 95b denote magnetic wave communication means, and 96a and 96b denote propulsion control means.
Here, the submergence means 91a and 91b are submarine boats that operate in seawater, are submarine support boats that operate in seawater, are non-contact power supply stations installed in seawater, and are anchored at sea. A non-contact power supply station, or a combination thereof, and a function of performing non-contact power supply to the other, receiving non-contact power supply from the other, performing magnetic wave communication between each other, or a combination thereof It shall have.

また、前記デジタル情報の交換がパルス幅変調方式を含む定振幅変調方式によって行われ、かつ、前記デジタル情報を含む磁力波信号の周波数帯が、前記給電コイルおよび/あるいは受電コイルを海水中での無線通信を可能にする周波数帯であり、30kHz以下の周波数帯であり、高周波利用設備に割り当てられた周波数帯であり、6.78MHz、13.56MHz、20.34MHz、27.12MHz、および40.68MHzを含むISMバンドに割当てられた周波数帯であり、あるいはこれらを組み合わであり、かつ、占有周波数帯域幅が広帯域であるものとする。
In addition, the exchange of the digital information is performed by a constant amplitude modulation method including a pulse width modulation method, and the frequency band of the magnetic wave signal including the digital information causes the power feeding coil and / or the power receiving coil to be in seawater. It is a frequency band that enables wireless communication, is a frequency band of 30 kHz or less, is a frequency band assigned to a high-frequency utilization facility, and is 6.78 MHz, 13.56 MHz, 20.34 MHz, 27.12 MHz, and 40. It is assumed that the frequency band is assigned to the ISM band including 68 MHz, or a combination thereof, and the occupied frequency bandwidth is wide.

図7は、本発明の第2の実施形態における送配電システムおよび送配電事業の他の構成図であり、11は給電コイル、41は受電コイル、71は配電手段、72は給受電制御手段、73は給電手段、74は低炭素発電手段、81は蓄電手段、82は給電制御手段、83は受電手段、84は移動手段、202は路面である。
ここで、前記移動手段84は、EVであり、搬送車であり、ハイブリッド車であり、ドローンを含む飛行体であり、あるいはこれらの組合せであり、前記受電コイル41に誘起する起電力は受電手段83に接続され、内蔵する整流手段(図示せず)によって直流電圧に変換され、給受電制御手段82を介して蓄電手段81を充電し、充電された電力によって前記移動手段84に電力を供給する。
また、前記配電手段を含む非接触給電ステーションが、路面あるいは路面に近接して設置され、コンビニを含む商業設備に設置され、ヘリポートと共用して設置され、空き地に設置され、ドロンポートとして設置され、住宅に近接して設置され、ガレージあるいは駐車場に設置され、開閉式の屋根あるいは扉を有し、あるいはこれらの組合せで設置される。
FIG. 7 is another configuration diagram of the power transmission and distribution system and power transmission and distribution business according to the second embodiment of the present invention, in which 11 is a power feeding coil, 41 is a power receiving coil, 71 is a power distribution means, 72 is a power supply / reception control means, 73 is a power supply means, 74 is a low-carbon power generation means, 81 is a power storage means, 82 is a power supply control means, 83 is a power reception means, 84 is a movement means, and 202 is a road surface.
Here, the moving means 84 is an EV, a transport vehicle, a hybrid vehicle, a flying object including a drone, or a combination thereof, and an electromotive force induced in the power receiving coil 41 is a power receiving means. 83, is converted into a DC voltage by a built-in rectifier (not shown), charges the storage unit 81 via the power supply / reception control unit 82, and supplies the moving unit 84 with the charged power. .
In addition, the non-contact power supply station including the power distribution means is installed on the road surface or in the vicinity of the road surface, installed in a commercial facility including a convenience store, installed in common with the heliport, installed in a vacant land, and installed as a drone port. It is installed in the vicinity of a house, installed in a garage or parking lot, has an openable roof or door, or a combination thereof.

また、前記デジタル情報の交換がパルス幅変調方式を含む定振幅変調方式によって行われ、かつ、前記デジタル情報を含む変動磁界信号の周波数帯が、給電コイルおよび/あるいは受電コイルを非共鳴状態あるいは非共振状態で動作可能とする周波数帯を含み、3MHz以下の周波数帯であり、高周波利用設備に割り当てられた周波数帯であり、6.78MHz、13.56MHz、20.34MHz、27.12MHz、および40.68MHzを含むISMバンドに割当てられた周波数帯であり、あるいはこれらを組み合わせであり、かつ、占有周波数帯域幅が法により規定された範囲であるものとする。
In addition, the exchange of the digital information is performed by a constant amplitude modulation method including a pulse width modulation method, and the frequency band of the variable magnetic field signal including the digital information causes the feeding coil and / or the receiving coil to be in a non-resonant state or not. Including a frequency band that can be operated in a resonance state, a frequency band of 3 MHz or less, a frequency band assigned to a high-frequency utilization facility, 6.78 MHz, 13.56 MHz, 20.34 MHz, 27.12 MHz, and 40 It is assumed that the frequency band is allocated to the ISM band including .68 MHz, or a combination thereof, and the occupied frequency bandwidth is within the range defined by the law.

また、センターサーバを含め、交通管制手段、飛行管制手段、前記配電手段、給受電制御手段、前記受電手段、あるいはこれらの組合せが、連携してデジタル情報ネットワークを構成し、前記ネットワーク内で伝送されるデジタル情報に基づいて、移動体からの交流電源の起動停止要求を送受信するステップを含み、前記起動停止要求に基いて前記交流電源の起動停止を制御するステップを含み、前記起動停止要求に基いて電力料金を課金するステップを含み、運用・運転に必要な情報を交換するステップを含み、運転制御・運転操作を支援するステップを含み、あるいはこれらの組合せを含むものとする。
Also, including the center server, the traffic control means, flight control means, the power distribution means, the power supply / reception control means, the power reception means, or a combination of these forms a digital information network that is transmitted within the network. Including a step of transmitting and receiving an AC power supply start / stop request from a moving body based on the digital information, and a step of controlling the AC power supply start / stop based on the start / stop request. Including a step of charging a power charge, a step of exchanging information necessary for operation / operation, a step of supporting operation control / operation, or a combination thereof.

以上の説明では、前記給電コイルと受電コイルとを非飽和状態で用いることによって、給電コイルおよび受電コイルに大きな電流を流せるので、大容量の送配電システムが高い給電効率で実現できることについて述べたが、同時に、前記給電コイルと受電コイルとを、非共振状態で用い、共振状態あるいは共振状態に近い非共振状態で用い、負荷Q値が50以下であり、負荷時電圧変動率が50%以下であり、共振周波数が交流電源の周波数より低い状態であり、非共振状態である受電コイルのリアクタンス値が蓄電手段の内部抵抗値より小さい値であり、あるいはこれらの組合せによって、大気中、電磁波信号の伝搬損失が大気中での伝搬損に比較して大きい物質中、塩分濃度が0%から10%までの真水中もしくは海水中、あるいはこれらの組み合わせの中での送配電システムおよび送配電事業を安価に実現できるなど、多様な展開が可能となる。
また、前記移動体が広範囲を移動する可能性があり、前記ネットワーク内で伝送されるデジタル情報に基づいて、移動範囲を限定するステップを含み、移動範囲を拡大するステップを含み、国境を越えて移動範囲を拡大するステップを含み、あるいはこれらの組合せを含む必要がある。
In the above description, since the feeding coil and the receiving coil are used in a non-saturated state, a large current can flow through the feeding coil and the receiving coil, so that a large-capacity transmission / distribution system can be realized with high feeding efficiency. At the same time, the power feeding coil and the power receiving coil are used in a non-resonant state, used in a resonance state or a non-resonance state close to the resonance state, the load Q value is 50 or less, and the voltage fluctuation rate during load is 50% or less. Yes, the resonance frequency is lower than the frequency of the AC power supply, the reactance value of the non-resonant receiving coil is smaller than the internal resistance value of the power storage means, or a combination thereof , so that the electromagnetic wave signal in the atmosphere In substances with a large propagation loss compared to the propagation loss in the atmosphere, fresh water or seawater with a salinity of 0% to 10%, or this Etc. transmission and distribution systems and transmission and distribution operations in the combination of the inexpensive to implement, various development becomes possible.
In addition, there is a possibility that the moving body may move over a wide range, including a step of limiting a moving range based on digital information transmitted in the network, including a step of expanding the moving range, It is necessary to include a step of expanding the movement range or a combination thereof.

本発明は上記のように構成されているため、前記給電コイルと受電コイルとが、非飽和状態であり、非共鳴状態あるいは非共振状態であり、負荷Qが50以下であり、負荷時電圧変動率が50%以下であり、あるいはこれらの組合せであることから、本発明を利用して、走行中、一時停車中、あるいは駐車中のEVへの大電力の送配電事業を行い、潜航中、歩行中、あるいは走行中のロボットへの大電力の送配電事業を行い、非接触給電ステーションを商業施設などに設けてドローンなど飛行体への送配電事業を行い、水中あるいは海水中で潜航手段に送配電事業を行い、デジタル情報ネットワークを構成して送配電システムの効率化を図り、あるいはこれらの組合せを含む広範囲な用途への応用あるいは適用が可能である。
Since the present invention is configured as described above, the power feeding coil and the power receiving coil are in a non-saturated state, a non-resonant state or a non-resonant state, a load Q is 50 or less, and a voltage fluctuation at the time of load Since the rate is 50% or less, or a combination thereof, the present invention is used to carry out a high power transmission / distribution business to EVs that are running, temporarily stopped, or parked, Conduct high-power transmission / distribution business to robots that are walking or running, install non-contact power supply stations at commercial facilities, etc. A power transmission / distribution business is carried out, a digital information network is constructed to improve the efficiency of the power transmission / distribution system, or a wide range of applications including these combinations can be applied.

Claims (26)

高速道路沿い、一般道路沿い、サービスエリア内、給電ステーション、駐車場、ガレージ、あるいはこれらの組み合わせにおいて、ファラデーの電磁誘導の法則に基づく、送配電システムおよび送配電事業において、
前記送配電システムが、少なくとも、送配電手段と、受電手段とから構成され、
前記送配電手段が、少なくとも、給電コイルを有し、
前記給電コイルが、非飽和状態であり、非共振状態であり、共振状態に近い非共振状態であり、50以下の負荷Q値であり、負荷時電圧変動率が50%以下であり、駆動する交流電源の周波数より低い共振周波数であり、単線路であり、複線路であり、平行2線路であり、四角形のコイルであり、円状のコイルであり、広い帯域幅であり、あるいはこれらの組合せであり、
前記受電手段が、少なくとも、受電コイルを有し、
前記受電コイルが、非飽和状態であり、非共振状態であり、共振状態に近い非共振状態であり、50以下の負荷Q値であり、負荷時電圧変動率が50%以下であり、駆動する交流電源の周波数より低い共振周波数であり、四角形のコイルであり、円状のコイルであり、広い帯域幅であり、あるいはこれらの組合せであり、
前記給電コイルと受電コイルとが、水平方向に対向し、垂直方向に対向し、あるいはこれらの組合せで対向し、
前記配電手段が、前記給電コイルに50Hzから41MHzを超える交流電源を、直接駆動し、周波数を変換して駆動し、位相調整手段を直列に接続して供給し、位相調整手段を並列に接続して供給し、位相調整手段を直並列に接続して供給し、リアクトルとコンデンサとを含む位相調整手段を直列に接続して駆動し、リアクトルとコンデンサとを含む位相調整手段を並列に接続して駆動し、前記交流電源の電源入力端子にリアクトルを接続して駆動し、トランスを介して駆動し、給電制御手段を接続して駆動し、給電手段を接続して駆動し、あるいはこれらを組み合わせて駆動して、前記給電コイルから高出力の変動磁界を放射させ、
前記受電手段が、前記給電コイルから放射された高出力の変動磁界によって前記受電コイルに誘起する起電力を、直接出力し、インピーダンス変換手段を介して出力し、トランスを介して出力し、位相調整手段を直列に接続して出力し、位相調整手段を並列に接続して出力し、位相調整手段を直並列に接続して出力し、受電制御手段を接続して出力し、周波数を変換して出力し、整流手段を接続し直流電圧に変換して出力し、蓄電手段に接続して出力し、あるいはこれらを組合せて出力し、
前記送配電手段と受電手段との間で、前記給電コイルと受電コイルとを介してデジタル信号の送受信を行い、前記送配電手段によって取得したデジタル情報を、別に設けた通信ネットワークを介してセンターサーバーに転送し、前記センターサーバーにおいて、加入するEVへの課金処理を行い、送配電事業を行うことを特徴とする送配電システムおよび送配電事業。
In power transmission and distribution systems and power distribution businesses based on Faraday's law of electromagnetic induction, along highways, along general roads, in service areas, power stations, parking lots, garages, or combinations thereof,
The power transmission / distribution system comprises at least power transmission / distribution means and power reception means,
The power transmission / distribution means has at least a feeding coil,
The power feeding coil is in a non-saturated state, in a non-resonant state, in a non-resonant state close to a resonance state, has a load Q value of 50 or less, and a voltage fluctuation rate at load is 50% or less to drive. Resonance frequency lower than the frequency of the AC power source, single line, double line, parallel two lines, square coil, circular coil, wide bandwidth, or a combination thereof And
The power receiving means has at least a power receiving coil,
The power receiving coil is in a non-saturated state, in a non-resonant state, in a non-resonant state close to the resonance state, has a load Q value of 50 or less, and a voltage fluctuation rate during load is 50% or less to drive. Resonant frequency lower than the frequency of the AC power source, a square coil, a circular coil, a wide bandwidth, or a combination thereof,
The feeding coil and the receiving coil face in the horizontal direction, face in the vertical direction, or face by a combination thereof,
The power distribution means directly drives an AC power supply exceeding 50 to 41 MHz to the power supply coil, converts the frequency to drive, supplies the phase adjustment means connected in series, and connects the phase adjustment means in parallel. The phase adjustment means including the reactor and the capacitor are connected in series and driven, and the phase adjustment means including the reactor and the capacitor are connected in parallel. Drive, drive by connecting a reactor to the power input terminal of the AC power supply, drive through a transformer, drive by connecting power supply control means, drive by connecting power supply means, or a combination of these Drive to radiate a high output variable magnetic field from the feeding coil,
The power receiving means directly outputs an electromotive force induced in the power receiving coil by a high-power fluctuating magnetic field radiated from the power feeding coil, outputs the impedance via the impedance conversion means, and outputs it via a transformer, thereby adjusting the phase. Connect the means in series and output, connect the phase adjustment means in parallel and output, connect the phase adjustment means in series and parallel, output, connect the power reception control means and output, convert the frequency Output, connect the rectifying means, convert to DC voltage and output, connect to the power storage means and output, or combine these and output,
A digital signal is transmitted / received between the power transmission / distribution means and the power reception coil via the power feeding coil and the power reception coil, and the digital information acquired by the power transmission / distribution means is transmitted to a center server via a separately provided communication network. The power transmission / distribution system and the power transmission / distribution business characterized in that the center server performs billing processing for the EV to be subscribed and performs the power transmission / distribution business.
前記請求項第1項において、前記給電コイルを平打ち導体によって構成し、前記平打ち導体と高誘電率の絶縁物とをサンドイッチ状に重ね合わせてフラットワイズ巻とし、絶縁物を含浸して防水処理を行い、前記平打ち導体の幅広側を水平方向にしてドラムに巻き取り、前記ドラムから巻き戻して地面に設置し、前記平打ち導体の幅広側を水平方向にして車両による輸送可能な長さのユニット構造とし、前記平打ち導体の幅広側を地面に対して水平方向に設置し、あるいはこれらの組合せによって工事費の経済化を図ることを特徴とする送配電システムおよび送配電事業。
2. The structure according to claim 1, wherein the feeding coil is constituted by a flat conductor, the flat conductor and a high dielectric constant insulator are overlapped in a sandwich shape to form a flatwise winding, and the insulator is impregnated to be waterproof. The width of the flat conductor is wound on a drum with the wide side of the flat conductor horizontal, and is unwound from the drum and installed on the ground. A power transmission / distribution system and a power transmission / distribution business, characterized by having a unit structure and installing the wide side of the flat conductor in a horizontal direction with respect to the ground, or a combination of these to make the construction cost economical.
前記請求項第1項から第2項までの何れかにおいて、前記給電コイルが、送電線を兼ねており、配電線を兼ねており、地下埋設されており、屋内配線を兼ねており、単線路であり、複線路であり、平行2線路であり、円形のコイルであり、角形のコイルであり、扁平な板状コイルであり、床上に設置され、天井に設置され、壁に設置され、机上に設置され、あるいはこれらの組合せであり、前記受電コイルが前記給電コイルと誘導結合して非接触給電を受けることを特徴とする送配電システムおよび送配電事業。
The power feeding coil according to any one of claims 1 to 2, wherein the feeding coil also serves as a power transmission line, serves as a distribution line, is buried underground, serves as an indoor wiring, and is a single line. It is a double track, a parallel 2 track, a circular coil, a square coil, a flat plate coil, installed on the floor, installed on the ceiling, installed on the wall, A power transmission / distribution system and a power transmission / distribution business, wherein the power receiving coil is inductively coupled to the power feeding coil and receives contactless power feeding.
前記請求項第1項から第3項までの何れかにおいて、前記給電コイルあるいは受電コイルのいずれか一方の面積を他方のコイルの面積より広くし、前記給電コイルあるいは受電コイルのいずれか一方の長辺を他方のコイルの長辺より大きくし、前記給電コイルあるいは受電コイルのいずれか一方の短辺を他方のコイルの短辺より広くし、あるいはこれらを組合せることで、前記給電コイルと受電コイルとの位置合わせを容易にすることを特徴とする送配電システムおよび送配電事業。
4. The method according to claim 1, wherein an area of one of the power feeding coil and the power receiving coil is made larger than an area of the other coil, and a length of either the power feeding coil or the power receiving coil is set. By making the side larger than the long side of the other coil and making the short side of either the feeding coil or the receiving coil wider than the short side of the other coil, or combining them, the feeding coil and the receiving coil Transmission and distribution system and transmission and distribution business characterized by easy alignment with
前記請求項第1項から第4項までの何れかにおいて、前記給電コイルが移動体への給電エリア内に複数組が設けられ、前記給電コイルが移動体への給電エリアに沿って複数組が設けられ、あるいはこれらの組合せで設けられ、前記複数組の給電コイルの内少なくとも1組の給電コイルと前記受電コイルとが誘導結合を継続することを特徴とする送配電システムおよび送配電事業。
5. The method according to claim 1, wherein a plurality of sets of the feeding coils are provided in a feeding area to the moving body, and a plurality of sets of the feeding coils are arranged along the feeding area to the moving body. A power transmission / distribution system and a power transmission / distribution business, characterized in that at least one of the plurality of sets of power feeding coils and the power receiving coil continue to be inductively coupled.
前記請求項第1項から第5項までの何れかにおいて、移動体が信号機によって一時停車させられる道路面に沿って前記給電コイルを地下に埋設し、前記移動体が停車中に非接触給電を受けることを特徴とする送配電システムおよび送配電事業。
5. The method according to claim 1, wherein the feeding coil is buried underground along a road surface on which the moving body is temporarily stopped by a traffic light, and the moving body performs non-contact power feeding while the vehicle is stopped. Power transmission and distribution system and power transmission and distribution business characterized by receiving.
前記請求項第1項から第6項までの何れかにおいて、前記受電コイルが設置される場合、前記受電コイルの背面に存在する構造物による給電効率の低下を抑制するために、前記受電コイルの背面に、渦電流損の少ない導電体を設置し、高飽和磁束密度の磁性体を設置し、変動磁界を反射する素材を設置し、あるいはこれらの組合せを設置することを特徴とする送配電システムおよび送配電事業。
In any one of the first to sixth aspects, when the power receiving coil is installed, in order to suppress a decrease in power supply efficiency due to a structure existing on the back surface of the power receiving coil, A power transmission / distribution system characterized in that a conductor with low eddy current loss is installed on the back, a magnetic body with high saturation magnetic flux density is installed, a material that reflects a fluctuating magnetic field is installed, or a combination of these is installed And transmission and distribution business.
前記請求項第1項から第7項までの何れかにおいて、前記配電手段が、複数の給電コイルを並列に接続し、前記複数の給電コイルを直列に接続し、前記交流電源を共通に設けて接続し、単相あるいは多相の交流電源を接続し、前記位相調整手段を共通に設けて接続し、あるいはこれらの組合せによって、給電サービスエリアを拡大し、かつ同時に給電可能な受電コイルの数を増加させることを特徴とする送配電システムおよび送配電事業。
The power distribution means according to any one of claims 1 to 7, wherein the power distribution means connects a plurality of power feeding coils in parallel, connects the plurality of power feeding coils in series, and provides the AC power source in common. Connect, connect a single-phase or multi-phase AC power supply, connect the phase adjustment means in common, or combine them to expand the power supply service area and simultaneously increase the number of power receiving coils that can supply power Power transmission and distribution system and power transmission and distribution business characterized by increasing.
前記請求項第1項から第8項までの何れかにおいて、前記受電コイルが、絶縁されたテープ状の平打ち導体あるいは平角導体を複数枚重ねて構成され、四角形のコイルで構成され、ループ状に構成され、渦巻状に構成され、フラットワイズ巻に構成され、ソレノイド巻で構成され、複数回巻で構成され、空心であり、前記平打ち導体あるいは平角導体の1枚の厚さが表皮厚さ以内であり、面積内に高誘電率の誘電体を有し、面積外に高誘電率の誘電体を有し、全体を耐熱良熱伝導性樹脂成型品に封じ込め、絶縁物により全体を含浸し、1面を除き良導電材のケース内に収納され、全体をユニット化し、あるいはこれらの組合せであることを特徴とする送配電システムおよび送配電事業。
The power receiving coil according to any one of claims 1 to 8, wherein the power receiving coil is formed by stacking a plurality of insulated tape-shaped flat conductors or flat conductors, and is formed of a rectangular coil. Consists of a spiral shape, a flat-wise winding, a solenoid winding, a multi-turn winding, an air core, and the thickness of one flat conductor or flat conductor is the skin thickness Within the area, it has a dielectric with a high dielectric constant within the area, has a dielectric with a high dielectric constant outside the area, and encapsulates the whole in a heat-resistant and heat-conductive resin molded product, and impregnates the whole with an insulator. A power transmission / distribution system and a power transmission / distribution business characterized by being housed in a case made of a highly conductive material except for one surface, and the whole being unitized or a combination thereof.
前記請求項第1項から第9項までの何れかにおいて、前記配電手段が、低炭素発電手段を含み、路面に近接して設置された送配電手段から、直接給配電を受けることを特徴とする送配電システムおよび送配電事業。
The power distribution means according to any one of claims 1 to 9, wherein the power distribution means includes a low-carbon power generation means, and receives direct power supply / distribution from power transmission / distribution means installed close to a road surface. Power transmission and distribution system and power transmission and distribution business.
前記請求項第1項から第10項までの何れかにおいて、前記配電手段が、該当する給電コイルへの交流電源の起動停止を制御し、前記受電手段とデジタル情報の送受信を行い、当該受電手段への課金情報の収集を要求し、前記課金情報をセンターサーバーへ発信し、交流電源の電圧を制御し、過電圧を保護し、供給電流を制御し、過電流を抑制し、あるいはこれらを組合せを行うことを特徴とする送配電システムおよび送配電事業。
10. The power distribution unit according to claim 1, wherein the power distribution unit controls the start / stop of the AC power supply to the corresponding power supply coil, and transmits / receives digital information to / from the power reception unit. Request the collection of billing information, send the billing information to the center server, control the voltage of the AC power supply, protect the overvoltage, control the supply current, suppress the overcurrent, or combine these Power transmission / distribution system and power transmission / distribution business.
前記請求項第1項から第11項までの何れかにおいて、前記受電手段が、前記配電手段との間でデジタル情報の受送信を行い、給電の起動停止要求を送信し、誘起起電力の起動停止を制御し、出力電圧を制御し、過電圧を保護し、出力電流を制御し、過電流を抑制し、課金情報を送信し、課金情報を収集し、あるいはこれらを組合せを行うことを特徴とする送配電システムおよび送配電事業。
12. The method according to claim 1, wherein the power receiving means transmits / receives digital information to / from the power distribution means, transmits a power supply start / stop request, and starts an induced electromotive force. Controlling stop, controlling output voltage, protecting overvoltage, controlling output current, suppressing overcurrent, sending billing information, collecting billing information, or combining them Power transmission and distribution system and power transmission and distribution business.
前記請求項第1項から第12項までの何れかにおいて、前記給電コイルが前記分布容量および浮遊容量を含む位相調整手段と非共振状態でありあるいは共振状態に近い非共振状態であり、前記受電コイルが前記分布容量および浮遊容量を含む位相調整手段と非共振状態でありあるいは共振状態に近い非共振状態であり、前記給電コイルと受電コイルとの何れか一方あるいは両方が磁力波通信と非接触給電とで共用されあるいは併設され、前記給電コイルと受電コイルとの何れか一方あるいは両方が防水されて水中あるいは海水中に没せられ、あるいはこれらの組合で磁力波通信と非接触給電とを可能にすることを特徴とする送配電システムおよび送配電事業。
13. The power receiving coil according to claim 1, wherein the feeding coil is in a non-resonant state or a non-resonant state close to a resonance state with a phase adjusting unit including the distributed capacitance and stray capacitance. The coil is in a non-resonant state or a non-resonant state close to the resonance state with the phase adjusting means including the distributed capacitance and stray capacitance, and either or both of the feeding coil and the receiving coil are in contact with the magnetic wave communication. Shared or attached to the power supply, either or both of the power supply coil and the power reception coil are waterproofed and submerged in water or seawater, or a combination of these enables magnetic wave communication and non-contact power supply Power transmission and distribution system and power transmission and distribution business.
前記請求項第1項から第13項までの何れかにおいて、前記交流電源の周波数が、前記給電コイルと受電コイルとの何れか一方あるいは両方を共振状態に近い非共振状態で動作可能とする周波数帯であり、非接触給電に割当てられた周波数帯であり、高周波利用設備に割り当てられた周波数帯であり、ISMバンドに割当てられた周波数帯であり、あるいはこれらの組合せによって、磁力波通信と大電力の非接触給電との何れか一方あるいは両方を可能とすることを特徴とする送配電システムおよび送配電事業。
The frequency of the AC power supply according to any one of claims 1 to 13, wherein the frequency of the AC power supply enables one or both of the feeding coil and the receiving coil to operate in a non-resonant state close to a resonance state. This is a frequency band assigned to non-contact power feeding, a frequency band assigned to high-frequency equipment, a frequency band assigned to an ISM band, or a combination of these, and a combination of magnetic wave communication and A power transmission / distribution system and a power transmission / distribution business characterized by enabling either or both of non-contact power feeding of power.
前記請求項第1項から第14項までの何れかにおいて、前記給電コイルと前記受電コイルとの間の広帯域伝送特性を利用して、相互間でデジタル情報を送受信し、相互間でデジタル情報を交換し、相互間の距離を測定し、相互間の位置する方向を測定し、相互間の位置関係を制御し、相互間の自動運転を制御し、相互間の非接触給電を制御し、あるいはこれらの組合せを行うことを特徴とする送配電システムおよび送配電事業。
The digital information is transmitted / received between each other using the broadband transmission characteristic between the power feeding coil and the power receiving coil, and the digital information is transmitted / received between each other. Exchange, measure the distance between each other, measure the direction in which they are located, control the positional relationship between each other, control the automatic operation between each other, control the contactless power supply between each other, or Power transmission / distribution system and power transmission / distribution business characterized by these combinations.
前記請求項第15項において、前記給電コイルと前記受電コイルとの相互間で送受信されるデジタル情報によって、前記給電コイルに供給される交流電源をパルス幅変調し、前記給電コイルに供給される交流電源をパルス位相変調し、前記給電コイルに供給される交流電源を定振幅変調し、前記給電コイルから放射される変動磁界信号を変調し、あるいはこれらの組合せによって、前記給電コイルから変調された変動磁界信号が送信されることを特徴とする送配電システムおよび送配電事業。
16. The AC power supplied to the power supply coil according to claim 15, wherein the AC power supplied to the power supply coil is pulse width modulated by digital information transmitted and received between the power supply coil and the power receiving coil. Fluctuation modulated from the power supply coil by pulse phase modulation of the power supply, constant amplitude modulation of the AC power supply supplied to the power supply coil, modulation of a variable magnetic field signal radiated from the power supply coil, or a combination thereof Power transmission and distribution system and power transmission and distribution business characterized by transmission of magnetic field signals.
前記請求項第11項から第16項までの何れかにおいて、前記受電コイルが、MI素子を用いて構成され、前記MI素子をミキサとして構成し、前記MI素子を複数組用いアレイ状に配置して構成し、あるいはこれらの組合せで構成し、変動磁界信号の高感度な受信を可能にすることを特徴とする送配電システムおよび送配電事業。
The power receiving coil according to any one of claims 11 to 16, wherein the power receiving coil is configured using an MI element, the MI element is configured as a mixer, and a plurality of sets of the MI elements are arranged in an array. A power transmission / distribution system and a power transmission / distribution business, characterized by being configured with a combination of these, or with a combination thereof, to enable highly sensitive reception of a variable magnetic field signal.
前記請求項第1項から第17項までの何れかにおいて、前記給電コイル、前記受電コイル、あるいはこれらの両方が、潜航する潜航手段に搭載され、非接触給電支援手段あるいは非接触給電プラットホームに搭載され、海上を航行する船舶に搭載され、海上を飛行する飛行艇に搭載され、海上の中継手段に搭載され、あるいはこれらの組合せに搭載されることを特徴とする送配電システムおよび送配電事業。
The power feeding coil, the power receiving coil, or both of them are mounted on a submerged means for submergence and are mounted on a non-contact power feeding support unit or a non-contact power feeding platform. A power transmission / distribution system and a power transmission / distribution business, characterized in that they are mounted on a ship sailing on the sea, mounted on a flying boat flying on the sea, mounted on a relay means on the sea, or mounted on a combination thereof.
前記請求項第1項から第18項までの何れかにおいて、水中あるいは海水中を潜航する潜航手段が、非接触給電手段を搭載し、非接触受電手段を搭載し、非接触給電制御手段を搭載し、非接触受電制御手段を搭載し、変動磁界信号による磁力波通信手段を搭載し、蓄電手段を搭載し、推進制御手段を搭載し、あるいはこれらの組合せを搭載し、特定の潜航手段が他方の潜航手段に対して非接触給電を行い、相互間の通信を行い、あるいはこれらの両方を行うことを特徴とする送配電システムおよび送配電事業。
19. The submerged means for submerging in water or sea water according to any one of claims 1 to 18 is equipped with a non-contact power feeding means, a non-contact power receiving means, and a non-contact power feeding control means. A non-contact power reception control means, a magnetic wave communication means using a fluctuating magnetic field signal, a power storage means, a propulsion control means, or a combination thereof. A power transmission and distribution system and power transmission and distribution business characterized by performing non-contact power supply to submarine means, communicating with each other, or both.
前記請求項第1項から第19項までの何れかにおいて、前記非接触給電支援手段あるいは非接触給電プラットホームが、電力ケーブルを通じて直流電源あるいは交流電源の供給を受け、単線路、複線路、平行2線路、四角形、円状、あるいはこれらの組合せによる給電コイルから変動磁界を水中あるいは海水中に放射し、水中あるいは海水中で活動中の潜航手段に搭載された受電コイルに誘起する起電力を整流手段によって直流電圧に変換し、前記潜航手段に搭載された蓄電手段を充電することを特徴とする送配電システムおよび送配電事業。
The contactless power supply support means or the contactless power supply platform according to any one of claims 1 to 19 is supplied with a DC power supply or an AC power supply through a power cable, and is supplied with a single line, a multiple line, a parallel line 2 Rectifying means for radiating an electromotive force induced in a receiving coil mounted on a submerged means that is active in water or seawater by radiating a fluctuating magnetic field into the seawater or seawater from a power supply coil of a line, square, circle, or combination thereof A power transmission / distribution system and a power transmission / distribution business, characterized in that the power storage means mounted on the submarine means is charged by converting the direct current voltage into a DC voltage.
前記請求項第1項から第20項までの何れかにおいて、路面上を移動する移動手段が、非接触受電手段を搭載し、非接触給受電制御手段を搭載し、変動磁界信号による磁力波通信手段を搭載し、蓄電手段を搭載し、運転制御手段を搭載し、あるいはこれらの組合せを搭載し、路面に設置された非接触給電手段を利用し、非接触給受電制御手段を利用し、変動磁界信号による磁力波通信手段を利用し、あるいはこれらの組合せを利用し、非接触給電を受けかつ磁力波通信を行うことを特徴とする送配電システムおよび送配電事業。
21. The magnetic wave communication according to claim 1, wherein the moving means moving on the road surface is equipped with a non-contact power receiving means and a non-contact power supply / reception control means. Equipped with means, power storage means, operation control means, or a combination of these, non-contact power supply means installed on the road surface, non-contact power supply and reception control means, A power transmission / distribution system and a power transmission / distribution business using magnetic wave communication means using magnetic field signals, or a combination thereof, receiving non-contact power supply and performing magnetic wave communication.
前記請求項1項から第21項までの何れかにおいて、前記磁力波通信手段が、デジタル通信方式であり、スペクトル拡散方式であり、前記交流電源の周波数をベースとする伝送速度であり、あるいはこれらの組合せであることを特徴とする送配電システムおよび送配電事業。
The magnetic wave communication means according to any one of claims 1 to 21, wherein the magnetic wave communication means is a digital communication method, a spread spectrum method, a transmission rate based on the frequency of the AC power supply, or these Power transmission / distribution system and power transmission / distribution business.
前記請求項第1項から第22項までの何れかにおいて、前記配電手段が、電力ケーブルを通じて直流電源あるいは交流電源の供給を受け、単線路、複線路、平行2線路、角形、円形、線状、面状、あるいはこれらの組合せによる給電コイルから変動磁界を大気中に放射し、前記移動手段に搭載された受電コイルに前記放射された変動磁界によって誘起する起電力を整流手段によって直流電圧に変換し、前記移動手段に搭載された蓄電手段を前記直流電圧によって充電することを特徴とする送配電システムおよび送配電事業。
23. The power distribution device according to claim 1, wherein the power distribution means is supplied with a DC power supply or an AC power supply through a power cable, and is a single line, a double line, two parallel lines, a square, a circle, or a line. A variable magnetic field is radiated into the atmosphere from a feeding coil having a planar shape or a combination thereof, and an electromotive force induced by the radiated variable magnetic field is converted into a DC voltage by a rectifying means in a receiving coil mounted on the moving means. A power transmission / distribution system and a power transmission / distribution business, wherein the power storage means mounted on the moving means is charged with the DC voltage.
前記請求項第1項から第23項までの何れかにおいて、センターサーバを含む運用管制手段、衛星通信網、海洋上の中継手段、前記配電手段、給受電制御手段、および前記受電手段が連携してデジタル情報ネットワークを構成し、前記ネットワーク内で伝送されるデジタル情報に基づいて、移動体からの交流電源の起動停止要求を送受信するステップを含み、前記起動停止要求に基いて前記交流電源の起動停止を制御するステップを含み、前記起動停止要求に基いて電力料金を課金するステップを含み、運用・操縦に必要な情報を中継するステップを含み、運用・操縦に必要な情報を交換するステップを含み、運転制御・運転操縦を支援するステップを含み、あるいはこれらの組合せを含むことを特徴とする送配電システムおよび送配電事業。
24. The operation control means including a center server, a satellite communication network, a marine relay means, the power distribution means, a power supply / reception control means, and the power reception means in any one of claims 1 to 23. Configuring a digital information network, and transmitting and receiving an AC power supply start / stop request from a moving body based on digital information transmitted in the network, and starting the AC power supply based on the start / stop request Including a step of controlling a stop, including a step of charging a power charge based on the start / stop request, a step of relaying information necessary for operation / operation, and a step of exchanging information necessary for operation / operation Power transmission / distribution system and power transmission / distribution business characterized by including a step for supporting operation control and operation, or a combination thereof
前記請求項第1項から第24項までの何れかにおいて、センターサーバを含む交通管制手段、前記配電手段、給受電制御手段、および前記受電手段が連携してデジタル情報ネットワークを構成し、前記ネットワーク内で伝送されるデジタル情報に基づいて、センターサーバを含む交通管制手段、前記配電手段、給受電制御手段、および前記受電手段が連携してデジタル情報ネットワークを構成し、前記ネットワーク内で伝送されるデジタル情報に基づいて、移動体からの交流電源の起動停止要求を送受信するステップを含み、前記起動停止要求に基いて前記交流電源の起動停止を制御するステップを含み、前記起動停止要求に基いて電力料金を課金するステップを含み、運用・運転に必要な情報を交換するステップを含み、運転制御・運転操作を支援するステップを含み、交差点での衝突を防止するステップを含み、あるいはこれらの組合せを含むことを特徴とする送配電システムおよび送配電事業。
25. The digital information network according to claim 1, wherein the traffic control means including a center server, the power distribution means, the power supply / reception control means, and the power reception means cooperate to form a digital information network. Based on the digital information transmitted in the network, the traffic control means including a center server, the power distribution means, the power supply / reception control means, and the power receiving means cooperate to constitute a digital information network, and are transmitted within the network. Based on digital information, including a step of transmitting and receiving an AC power supply start / stop request from a mobile body, including a step of controlling the AC power supply start / stop based on the start / stop request, and based on the start / stop request Including the step of charging the electricity charge, and the step of exchanging information necessary for operation and operation. Comprising the step of supporting includes the step of preventing a collision at an intersection, or the power distribution system and the power transmission and distribution businesses feed characterized in that it comprises a combination thereof.
前記請求項第1項から第25項までの何れかにおいて、前記移動体が広範囲を移動する可能性があり、前記ネットワーク内で伝送されるデジタル情報に基づいて、移動範囲を限定するステップを含み、移動範囲を拡大するステップを含み、国境を越えて移動範囲を拡大するステップを含み、あるいはこれらの組合せを含むことを特徴とする送配電システムおよび送配電事業。   The method according to any one of claims 1 to 25, further comprising the step of limiting a moving range based on digital information transmitted in the network, wherein the moving body may move over a wide range. A transmission / distribution system and a transmission / distribution business, including a step of expanding a moving range, a step of expanding a moving range beyond a border, or a combination thereof.
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