JP6167823B2 - Non-contact power feeding device - Google Patents
Non-contact power feeding device Download PDFInfo
- Publication number
- JP6167823B2 JP6167823B2 JP2013208085A JP2013208085A JP6167823B2 JP 6167823 B2 JP6167823 B2 JP 6167823B2 JP 2013208085 A JP2013208085 A JP 2013208085A JP 2013208085 A JP2013208085 A JP 2013208085A JP 6167823 B2 JP6167823 B2 JP 6167823B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coil
- unit
- magnetic field
- phase
- alternating current
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
Landscapes
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Description
本発明は、非接触給電装置に関するものである。 The present invention relates to a non-contact power feeding device.
走行する移動体に対して電磁場を送り、電磁誘導を利用して当該移動体側で電気エネルギを受けとるシステムにおいて、地上側のコイルは、移動体の進行方向を横切るように複数の配線を同じ幅で平行に配置した3つの配線を、同じように矩形波状に曲がるような形状とし、これら3つの配線を共通の中性点でつなげる。さらに、3つの配線に対して、120度ずつずらした三相交流電流を流したものが開示されている(特許文献1)。 In a system that sends an electromagnetic field to a moving moving body and receives electric energy on the moving body side using electromagnetic induction, the ground-side coil has a plurality of wires of the same width so as to cross the moving direction of the moving body. The three wirings arranged in parallel are similarly bent in a rectangular wave shape, and these three wirings are connected at a common neutral point. Further, a circuit in which a three-phase alternating current shifted by 120 degrees is applied to three wirings is disclosed (Patent Document 1).
しかしながら、上記のシステムにおいて、地上側のコイルへの通電により発生する合成磁界の位相速度が、移動体の速度と比較して、十分に高速になるため、コイル上を走行する移動体からみた磁界の強度は、コイルの場所によらず一様なものになってしまう。そのため、移動体の位置以外に不要な磁界が発生する、という問題があった。 However, in the above system, the phase speed of the combined magnetic field generated by energizing the coil on the ground side is sufficiently high compared to the speed of the moving body, so the magnetic field viewed from the moving body running on the coil. The strength of is uniform regardless of the location of the coil. Therefore, there is a problem that an unnecessary magnetic field is generated in addition to the position of the moving body.
本発明が解決しようとする課題は、不要な磁界の発生を抑制した非接触給電装置を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a non-contact power feeding device that suppresses generation of an unnecessary magnetic field.
本発明は、規則性のある複数のコイルを、進行方向に沿って所定のピッチに合わせて配置しつつ、当該複数のコイルへの通電により発生する磁界のうち、受電コイルに向かう磁界成分を、移動体の移動方向に対して、複数のエリア毎で、異なる分布になるように、送電コイルを構成し、当該送電コイルへ通電する交流電流を制御することに、よって上記課題を解決する。 In the present invention, a plurality of regular coils are arranged at a predetermined pitch along the traveling direction, and among magnetic fields generated by energizing the plurality of coils, a magnetic field component directed to the receiving coil is obtained. The power transmission coil is configured to have a different distribution for each of the plurality of areas with respect to the moving direction of the moving body, and the above problem is solved by controlling the alternating current supplied to the power transmission coil.
本発明によれば、複数のコイルで異なる磁界分布が合成させることで、送電コイルを配置した領域のうち、特定の部分における合成磁界が他の部分と比較して大きくなるため、特定の部分に磁界を発生させて、不要な部分における磁界の発生を抑制することができる。 According to the present invention, by synthesizing different magnetic field distributions in a plurality of coils, the combined magnetic field in a specific part of the region where the power transmission coil is arranged becomes larger than the other part. By generating a magnetic field, it is possible to suppress the generation of the magnetic field in unnecessary portions.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
《第1実施形態》
図1は、本発明の実施形態に係る非接触給電システムの要部を示した構成図である。本実施の形態に係る非接触給電システムは、高周波交流電源部6と、高周波交流電源回路6から出力された電力の非接触給電を行う非接触給電部5と、非接触給電部5により電力が供給される負荷部7と、コントローラ8とを備えている。本例の非接触給電システムは、磁気的な結合作用と用いて、電源をもつ地上側から、走行中の車両のバッテリ、又はモータ等の負荷に対して、非接触で電力を供給するシステムである。非接触給電システムのうち、1次側の装置に相当する高周波交流電源部6及び送電回路部1は、地上側に設けられる。一方、2次側の装置に相当する受電回路部2及び負荷部7は車両側に設けられる。
<< First Embodiment >>
FIG. 1 is a configuration diagram showing a main part of a non-contact power feeding system according to an embodiment of the present invention. The non-contact power feeding system according to the present embodiment includes a high-frequency AC
高周波交流電源部6は、三相交流電源64と、三相交流電源64に接続され、三相交流を直流に整流する整流器61と、平滑コンデンサ62を介して整流器61に接続され、整流された電流を高周波電力に変換する電圧型インバータ63とを備えている。
The high-frequency AC
整流器61は、ダイオード61aとダイオード61b、ダイオード61cとダイオード61d、及び、ダイオード61eとダイオード61fを三並列に接続し、それぞれの中間接続点に三相交流電源64の出力を接続する。電圧型インバータ63は、MOSFETのパワートランジスタ等にダイオードを逆並列に接続するスイッチング素子63aと同様のスイッチング素子63bとの直列回路及び同様のスイッチング素子63cとスイッチング素子63dとの直列回路を並列に接続し、平滑コンデンサ62を介して、整流器61に接続する。そして、スイッチング素子63aとスイッチング素子63bとの中間接続点及びスイッチング素子63cとスイッチング素子63dとの中間接続点が、それぞれ非接触給電部5の一次側である送電回路部3に接続される。電圧型インバータ63は、非接触給電部5に数k〜数100kHz程度の駆動周波数で、交流電力を供給する。この駆動周波数が、高周波交流電源部6から出力される高周波電流の周波数となる。
The
非接触給電部5は、トランスの入力側(1次側)である送電回路部1と、トランスの出力側(2次側)である受電回路部2を有する。送電回路部1は、一次巻線10と、一送電コイル10に並列に接続されるコンデンサ11とを備えている。受電回路部2は、受電コイル20と、受電コイル20に並列に接続されるコンデンサ21と、受電コイル20とコンデンサ21との並列回路に直列に接続されるコンデンサ22とを備えている。
The non-contact
送電回路部1及び受電回路部2は共振回路であり、共振周波数が、高周波交流電源部6の駆動周波数と一致するように、共振回路の回路設計がなされている。なお、送電回路部1及び受電回路部2は、上記の共振回路に限らず、他の共振回路であってもよい。
The power
負荷部7は、非接触給電部5より供給される交流電力を直流に整流する整流部71と、整流部71に接続される負荷72とを有する。整流部71は、ダイオード71aとダイオード71b、及び、ダイオード71cとダイオード71dを並列に接続し、それぞれの中間接続点に受電回路部4の出力を接続する。そして、整流部71の出力を負荷72に接続する。負荷72は、車両に設けられるバッテリ、又は、車両に設けられるモータである。
The
コントローラ8は、スイッチング素子63a〜63dのオン、オフを制御することで、高周波交流電源部6から送電回路部1に流れる交流電流を制御する。コントローラ8は、送電コイル10を備えた走行路上の車両の位置に応じて、交流電流を制御する。車両の位置は、走行路状に設けられたセンサにより検出してもよい。または、コントローラ8が、車両から送信される信号(例えば、システムを起動するための信号、又は、車両の位置を示す信号)を受信することで、車両の位置を検出してもよい。
The
次に、図2及び図3を用いて、送電コイル10及び受電コイル20の構成を説明する。図2(a)は受電コイルの平面図であり、図2(b)は送電コイルの平面図である。図3は、送電コイルを構成する3つのコイルユニットを分けた上で、各コイルを示した平面図であり、図3(a)はコイルユニット100の平面図であり、図3(b)はコイルユニット200の平面図であり、図3(c)はコイルユニット300の平面図である。
Next, the structure of the
なお、図2において、x方向は車両の進行方向を示し、y方向は車両の幅方向を示す。また図2(b)及び図3において、高周波交流電源部6は、整流器61等を省略した上で、図示されている。また、図2では、コイルユニットの重なりを分かりやすくするために、コイルユニット100〜300の位置をずらして図示しているが、実際の送電コイル10では、z方向から見たときに、各ユニットの外周が重なるように、コイルユニット100〜300が配置されている。
In FIG. 2, the x direction indicates the traveling direction of the vehicle, and the y direction indicates the width direction of the vehicle. 2B and 3, the high-frequency AC
図3において、ループ状のコイル内に示す矢印は、電流の向きを表している。また、図3(a)〜(c)では、コイルユニット毎に、コンデンサ11及び高周波交流電源部6を接続するように図示しているが、高周波交流電源部6は1つの共通電源としてもよく、コンデンサ11は一つの共通した回路素子にしてもよい。
In FIG. 3, the arrows shown in the loop-shaped coil indicate the direction of current. 3A to 3C, the
図2(a)に示すように、受電コイル20は、矩形状のコイルであり、車両のシャシに沿って設けられている。受電コイル20の大きさについて、車両の進行方向への長さは少なくとも車両の全長以下であり、車両の幅方向への長さは車両の幅以下である。受電コイル20のコイル面は、xy平面と平行となる。
As shown to Fig.2 (a), the receiving
送電コイル10は、コイル面をxy平面と平行になるように、走行路面に設けられている。送電コイル10は、3つのコイルユニット100、200、300を、z方向に重ねて配置されている。送電コイル10の大きさについて、車両の進行方向であるx方向への長さは受電コイル20のx方向の長さと比較して十分に長く、y方向への長さは、受電コイル20のy方向の長さと同じである。
The
各コイルユニット100、200、300は、導線を曲げることでループ状のコイルを複数有している。そして、ループ状のコイルの面積は、コイルユニット100、200、300毎で異なるように形成されている。
Each
3つのコイルユニット100、200、300は、単相交流電源として機能する高周波交流電源部6に接続されている。コイルユニット100、200、300に流れる交流電流の周波数、振幅、及び位相は、同一である。なお、交流電流の周波数は、各周波数とも対応する。以下、単に周波数と称するときは角周波数も含んでいる。
The three
図3(a)に示すように、コイルユニット100は、xy平面において導線を交差させて、交差した導線による2つのループ状のコイル101、102を有している。コイルユニット100の外周は、矩形状になっている。そして、導線の交差する部分103は、1つであり、矩形状の中心部分に位置する。これにより、2つのループ状のコイル101、102は、導線の交差する部分103を境に並べられている。また、2つのループ状のコイルは、x方向に沿うように並べられている。
As shown in FIG. 3A, the
また、コイルユニット100は、1本の導線を曲げることで構成されている。1本の導線は、単線でもよく、又は、複数のより線でもよい。またコイル部分の巻数は特に限定しない。
Moreover, the
コイルユニット100に交流電流(I・sin(ωt) ただし、Iは電流振幅、ωは高周波交流電源の角周波数、tは時間とする。)を流すと、ループ状のコイル101では、交流電流は時計回りに流れ、コイル102では交流電流は反時計回りに流れる。すなわちx方向で隣り合うループ状のコイルにおいて、ループ状に流れる交流電流の導通方向は、交差した部分103を境に、互いに逆方向になっている。
When an alternating current (I · sin (ωt) is passed through the
図3(b)に示すように、コイルユニット200は、xy平面において導線を交差させて、交差した導線による4つのループ状のコイル201、202、203、204を有している。コイルユニット200の外周は、矩形状であり、コイルユニット100の外周と同じ形状である。導線の交差する部分205、206、207は、3つであり、x方向では等距離で整列しており、y方向ではコイルユニット200の幅方向の長さの中点に位置する。これにより、4つのループ状のコイル201〜204は、導線の交差する部分205〜207を境に並べられている。コイルユニット200も、一本の導線を曲げることで構成されている。
As shown in FIG. 3B, the
そして、コイルユニット200に交流電流(I・sin(ωt))を流すと、電流の導通方向は、ループ状のコイル201、203で時計回りとなり、ループ状のコイル202、204で反時計回りとなる。
When an alternating current (I · sin (ωt)) is passed through the
図3(c)に示すように、コイルユニット300は、xy平面において導線を交差させて、交差した導線による8つのループ状のコイル301〜308を有している。コイルユニット300の外周は、矩形状であり、コイルユニット100、200の外周と同じ形状である。導線の交差する部分309〜315は、7つであり、x方向では等距離で整列しており、y方向ではコイルユニット200の幅方向の長さの中点に位置する。これにより、8つのループ状のコイル301〜308は、導線の交差する部分309〜315を境に並べられている。コイルユニット300も、一本の導線を曲げることで構成されている。
As illustrated in FIG. 3C, the
そして、コイルユニット300に交流電流(I・sin(ωt))を流すと、電流の導通方向は、ループ状のコイル301、303、305、307で時計回りとなり、ループ状のコイル302、304、306、308で反時計回りとなる。
When an alternating current (I · sin (ωt)) is passed through the
コイルユニット100、200、300は、x方向で、所定のピッチ単位に合わせて、導線を交差させて、ループ状の複数のコイルを形成している。ピッチ単位は、x方向へのコイルの長さの単位を示している。また、ピッチ単位は、電流の導通方向を互いに逆方向とする一対のコイル101、102のx方向への長さを示している。
The
コイルユニット100のピッチ単位(λ1)は、送電コイル10のうち、コイルとして機能する部分のx方向への全長に相当する。コイルユニット200のピッチ単位(λ2)は、ピッチ単位(λ1)の半分の長さである。コイルユニット300のピッチ単位(λ3)は、ピッチ単位(λ1)の4分の1の長さである。
The pitch unit (λ 1 ) of the
すなわち、N個のコイルユニットを、ピッチ単位の長いユニットから順に重ねた場合には、N番目のコイルユニットには、ループ状のコイルが2N−1個分、形成され、N番目のコイルユニットのピッチ単位(λn)は、以下の式(1)で表される。
次に、図4及び図5を用いて、コイルユニット100で発生する磁界分布について説明する。図4はコイルユニット100の平面図である。図5(a)はz方向への磁界成分の特性を示すグラフである。横軸はx方向の位置を示し、縦軸はz方向の磁界強度(Bz)を示す。図5(b)は、コイル101、102のエリアと磁界強度との関係を示した表である。図4及び図5の「A」はコイル101のコイル面の領域を示し、「B」はコイル102のコイル面の領域を示す。
Next, the magnetic field distribution generated in the
コイルユニット100に一定の電圧を印加した状態で、コイル101に流れる交流電流の導通方向は、時計回りになる。そのため、エリアAにおいて、コイル面に対して垂直方向に向かう磁界の向きは、図4のz軸の正方向になる。そして、z方向(コイル面に対して垂直方向)への磁界強度は、aとなる。また、コイル102に流れる交流電流の導通方向は反時計回りになる。そのため、エリアBにおいて、コイル面に対して垂直方向に向かう磁界の向きは、図4のz軸の負方向になり、磁界強度は−aとなる。
In a state where a constant voltage is applied to the
図6及び図7を用いて、コイルユニット100にコイルユニット200を重ねた状態で発生する磁界分布について説明する。図6は、コイルユニット100、200の平面図である。図7(a)はz方向への磁界成分の特性を示すグラフである。横軸はx方向の位置を示し、縦軸はz方向の磁界強度(Bz)を示す。図7(b)は、コイル201〜204のエリアと磁界強度との関係を示した表である。図6及び図7の「A」はコイル201のコイル面の領域を示し、「B」はコイル202のコイル面の領域を示し、「C」はコイル203のコイル面の領域を示し、「D」はコイル204のコイル面の領域を示す。また図7(a)のグラフaはコイルユニット100から発生する磁界の特性を示し、グラフbはコイルユニット200から発生する磁界の特性を示す。
A magnetic field distribution generated in a state where the
コイルユニット200に一定の電圧を印加した状態で、コイル201及びコイル203に流れる交流電流の導通方向は時計回りになり、コイル202及びコイル204に流れる交流電流の導通方向は反時計回りになる。そのため、エリアA、Cにおいて、z方向への磁界強度はaとなる。また、エリアB、Dにおいて、z方向への磁界強度は−aとなる。そして、コイルユニット200から発生する磁界は、図7(a)のグラフbのように示される。
When a constant voltage is applied to the
図6に示すように、コイルユニット100とコイルユニット200は重なっているため、各コイルユニットで発生する磁界は合成される。図7に示すように、エリアAでは、コイルユニット100及びコイルユニット200で発生するz方向への磁界成分が共にaである。そのため、エリアAの合成磁界は、z軸の正方向に向けて強め合う。エリアDでは、コイルユニット100及びコイルユニット200で発生するz方向への磁界成分が共に−aである。そのため、エリアAの合成磁界は、z軸の負方向に向けて強め合う。
As shown in FIG. 6, since the
一方、エリアC、Dでは、コイルユニット100で発生する磁界と、コイルユニット200で発生する磁界が、同じ強度で互いに逆方向を向いている。そのため、エリアC、Dで発生する磁界は打ち消し合い、合成磁界はゼロになる。
On the other hand, in areas C and D, the magnetic field generated by the
すなわち、コイルユニット100とコイルユニット200とを重ねたユニットでは、交流電流を流した場合に、z方向の磁界成分を合成した磁界は、ピッチ単位(λ2)で区切った領域毎で、強め合う部分と弱め合う部分とをもつ。
That is, in the unit in which the
図8及び図9を用いて、コイルユニット100に、コイルユニット200、300を重ねた状態で発生する磁界分布について説明する。図8は、コイルユニット100、200、300の平面図である。図8(a)はz方向への磁界成分の特性を示すグラフである。横軸はx方向の位置を示し、縦軸はz方向の磁界強度(Bz)を示す。図7(b)は、コイル301〜308のエリアと磁界強度との関係を示した表である。図6及び図7の「A」〜「H」は、コイル301〜308のコイル面の領域をそれぞれ示している。また図7(a)のグラフaはコイルユニット100から発生する磁界の特性を示し、グラフbはコイルユニット200から発生する磁界の特性を示し、グラフcはコイルユニット300から発生する磁界の特性を示す。
A magnetic field distribution generated in a state where the
コイルユニット300に一定の電圧を印加した状態で、コイル301、303、305、307に流れる交流電流の導通方向は時計回りになり、コイル302、304、306、308に流れる交流電流の導通方向は反時計回りになる。そのため、エリアA、C、E、Gにおいて、z方向への磁界強度はaとなる。また、エリアB、D、F、Hにおいて、z方向への磁界強度は−aとなる。そして、コイルユニット300から発生する磁界は、図9(a)のグラフcのように示される。
With a constant voltage applied to the
図8に示すように、コイルユニット100とコイルユニット200、300は重なっているため、各コイルユニットで発生する磁界は合成される。図9に示すように、エリアAでは、コイルユニット100、コイルユニット200及びコイルユニット300で発生するz方向への磁界成分が全てaである。そのため、エリアAの合成磁界は、他のエリアの合成磁界と比較して、z軸の正方向に向けて最も強め合う。同様に、エリアHでは、コイルユニット100、コイルユニット200及びコイルユニット300で発生するz方向への磁界成分が全て−aである。そのため、エリアHの合成磁界は、z軸の負方向に向けて最も強め合う。
As shown in FIG. 8, since the
他のエリアB〜Gでは、3つのコイルユニットのうち、2つのコイルユニットから発生する磁界が、互いに逆方向を向いているため、各エリアの合成磁界は弱め合う。そのため、エリアB〜Gの合成磁界は、エリアAの合成磁界よりも小さくなる。 In the other areas B to G, the magnetic fields generated from the two coil units among the three coil units are directed in opposite directions to each other, so that the combined magnetic fields in the respective areas are weakened. Therefore, the combined magnetic field of areas B to G is smaller than the combined magnetic field of area A.
図10に、x方向の位置に対するz方向への合成磁界の強度特性を示す。図10の横軸に示すA〜Hは、図8に示すA〜Hに対応する。図10に示すように、エリアAの合成磁界が正方向に向けて最も高くなる。また、図9に示すように、各コイルユニット100、200、300から発生するz方向への磁界成分が、エリアA〜Dと、エリアE〜Hとの間で、対称の関係にある。そのため、z方向への合成磁界の強度特性は、エリアDとエリアEとの間を境界に逆位相となり、エリアHの合成磁界が負方向に向けて最も低くなる。
FIG. 10 shows the intensity characteristics of the combined magnetic field in the z direction with respect to the position in the x direction. A to H shown on the horizontal axis of FIG. 10 correspond to A to H shown in FIG. As shown in FIG. 10, the combined magnetic field in area A is highest in the positive direction. Moreover, as shown in FIG. 9, the magnetic field components in the z direction generated from the
上記のように、コイルユニット100、200、300を重ねたユニットでは、交流電流を流した場合に、z方向の磁界成分を合成した磁界は、ピッチ単位(λ3)の半分で区切った領域毎で、強め合う部分と弱め合う部分とをもつ。
As described above, in the unit in which the
また上記では、2個のコイルユニットを重ねた場合、及び、3個のコイルユニットを重ねた場合について、それぞれのz方向への合成磁界について説明したが、N個のコイルユニットを重ねた場合には、磁界の強め合う部分と弱め合う部分とを区切る領域は、N番目のコイルユニットのピッチ単位(λn)で規定される。すなわち、N番目のコイルユニットの合成磁界は、最も短いピッチ単位(λn)と対応する領域毎に、言い換えると、ピッチ単位(λn)のループ状コイルのコイル面毎に、強め合う部分と、弱め合う部分とをもつことになる。 In the above description, the combined magnetic fields in the z direction are described for the case where two coil units are overlapped and the case where three coil units are overlapped, but when N coil units are overlapped, Is defined by the pitch unit (λ n ) of the N-th coil unit. That is, the composite magnetic field of the Nth coil unit is strengthened for each region corresponding to the shortest pitch unit (λ n ), in other words, for each coil surface of the loop coil of the pitch unit (λ n ). It will have a weakening part.
そして、本例の非接触給電システムは、上記のように送電コイル10を構成しつつ、コントローラ8により、給電路上の車両の位置に合わせて、送電コイル10に流す交流電流を制御する。具体的には、コントローラ8は、センサ等により、車両の位置を検出しつつ、受電コイル20を備えた車両が、送電コイル10のエリアAに入るときに、交流電源が送電コイル10に流れるように、高周波交流電源部6を制御する。このとき、コントローラ8は、交流波交流電源6から各コイルユニット100〜300に流れるそれぞれの交流電流の振幅と位相を同一とする。これにより、送電コイル10の各エリアのうち、受電コイル20と対向するエリアAでは、受電コイル20に向けた強め合う磁界が発生する。また、受電コイル20と対向しないエリアB〜Gでは、磁界が弱め合う。
And the non-contact electric power feeding system of this example controls the alternating current sent through the
上記のように、本例は、車両の進行方向に沿うピッチ単位(λ1、λ2、λ3)に合わせて、導線を交差させ、受電コイル20のコイル面と平行な平行面(給電路の走行面に相当)において、交差した導線によりループ状の複数のコイルをそれぞれ形成した複数のコイルユニット100〜300により送電コイル10を構成し、複数のコイルニット100〜300を、z方向に重ねて配置しつつ、各ピッチ単位をそれぞれ異なる長さにする。そして、本例は、各コイルユニットに対して、同一の振幅の交流電流を流し、導線に一定の電圧を印加した状態で、複数のコイル101、102、201〜204、301〜308に流れる電流の導通方向を、導線の交差した部分103、205〜207、309〜315を境に、互いに逆方向に流れるように、送電コイル10を構成する。
As described above, in this example, the parallel wires (feeding path) parallel to the coil surface of the
これにより、本例は、xy平面において、時計方向の電流ループを形成するコイルと、反時計方向の電流ループを形成するコイルとを組にしつつ、ピッチ単位で配置される。そのため、送電コイル10の設置された位置に対して十分に離れた地点でノイズとなるような、磁界(遠方磁界)をキャンセルできる。
As a result, in the present example, on the xy plane, coils that form a clockwise current loop and coils that form a counterclockwise current loop are arranged in units of pitch. Therefore, it is possible to cancel a magnetic field (far field) that causes noise at a point sufficiently away from the position where the
また、本例は、z方向に重ねたコイルユニット100〜300毎で、ピッチ単位を異なるものにしている。そのため、各ユニットで発生する磁界の合成磁界が、特定の領域で、z方向に向けて強め合う。他の領域では、z方向への磁界成分が弱め合う。その結果として、特定の部分における近傍磁界の強度を高めて、他の不要な部分における近傍磁界強度を低減できる。
In this example, the pitch units are different for each of the
また本例は、ループ状のコイル面で、z方向に沿う磁界を複数のコイル毎にそれぞれ形成し、z方向への磁界成分の合成磁界を、所定の領域毎に強め合う部分と弱め合う部分とをもたせている。そして、当該所定の領域を、最も短いピッチ単位(λn)のコイルユニットのループ状のコイル面に対応させている。 Further, in this example, a magnetic field along the z direction is formed for each of the plurality of coils on the loop-shaped coil surface, and the combined magnetic field of the magnetic field component in the z direction is strengthened and weakened for each predetermined region. And have The predetermined region is made to correspond to the looped coil surface of the coil unit having the shortest pitch unit (λ n ).
これにより、本例は、最も短いピッチ単位(λn)をもつコイルユニットのループ状のコイル面毎に、近傍磁界を高める部分と、近傍磁界を弱める部分とを形成できる。その結果として、不要な磁界の発生を抑制できる。 Thereby, this example can form the part which raises a near magnetic field, and the part which weakens a near magnetic field for every loop-shaped coil surface of a coil unit with the shortest pitch unit ((lambda) n ). As a result, generation of an unnecessary magnetic field can be suppressed.
また本例は、ピッチ単位の長いコイルユニットから順に、N番目までのコイルユニットにより送電コイル10を構成しつつ、1番目のピッチ単位の長さからN番目のピッチ単位までの長さまでを、式(1)を満たすようにする。これにより、各ユニットで発生するz方向の磁界のパターンが同期するため、N番目のピッチ単位の半分の長さに相当する領域で、近傍磁界を高める部分と弱める部分とを発生できる。その結果として、不要な磁界の発生を抑制できる。
Further, in this example, the
なお本例は、コイルユニット100〜300をそれぞれ1つに限る必要なく、コイルユニット100〜300を複数にして、各コイルユニット100〜300の長手部分を、x軸に沿うように並べてもよい。
In this example, it is not necessary to limit the number of the
上記のコントローラ8が本発明の「電流制御手段」に相当する。
The
《第2実施形態》
図11は、本発明の他の実施形態に係る非接触給電システムの送電コイルの平面図である。本例では上述した第1実施形態に対して、送電コイル10の形状は同一であるが、高周波交流電源部6から送電コイル10の各コイルユニットに流れる交流電流の位相を制御する点が異なる。これ以外の構成は上述した第1実施形態と同じであり、その記載を援用する。なお、図11に示すエリアA〜Hは、図8に示すエリアA〜Hと同様である。
<< Second Embodiment >>
FIG. 11 is a plan view of a power transmission coil of a non-contact power feeding system according to another embodiment of the present invention. In this example, the shape of the
高周波交流電源部6は、位相の異なる三相の交流電源を3つのコイルユニット100〜300にそれぞれ出力する。高周波交流電源部6からコイルユニット100に出力される交流電流の位相はφaに設定され、高周波交流電源部6からコイルユニット200に出力される交流電流の位相はφbに設定され、高周波交流電源部6からコイルユニット300に出力される交流電流の位相はφcに設定されている。
The high-frequency AC
コントローラ8は、給電路を走行する車両の位置に応じて、高周波交流電源部6からコイルユニット100、200、300に流す交流電流の位相(φa、φb、φc)をそれぞれ制御する。また、コントローラ8は、各交流電流の位相のうち位相(φa)を所定の位相に設定した場合には、他の位相(φb、φc)を当該所定の位相とは同位相、又は、他の位相(φb、φc)を当該所定の位相とは逆位相に設定する。また、コントローラ8は、コイルユニット100、200、300に流れる交流電流の振幅及び周波数を一定にする。
The
次に、図12〜15を用いて、コントローラ8により設定される交流電流の位相(φa、φb、φc)と、送電コイル10で発生するz方向への磁界の特性との関係を示す。図12〜15は、x方向(車両の進行方向)への位置に対するz方向への合成磁界の強度特性を示す。図12〜図15の縦軸は、各コイルユニット100〜300で発生した、z方向への磁界成分を合成した合成磁界の強度である。横軸は、x方向の位置を示す。
Next, the relationship between the phase of the alternating current (φ a , φ b , φ c ) set by the
全ての位相(φa、φb、φc)が0°に設定された場合の特性を、図12に示す。全ての位相(φa、φb、φc)が0°である場合(φa、φb、φc=0°)には、各コイルユニット100〜300の合成磁界は、エリアAの部分で、z軸の正方向に向けて、最も強め合う。一方、他のエリアB〜Gでは、合成磁界は弱め合う。
FIG. 12 shows characteristics when all phases (φ a , φ b , φ c ) are set to 0 °. When all the phases (φ a , φ b , φ c ) are 0 ° (φ a , φ b , φ c = 0 °), the combined magnetic field of each
位相(φa、φb)が0°に設定され、位相(φc)が180°に設定された場合の特性を、図13に示す。位相(φa、φb)が共に0°の同位相であり、位相(φc)が180°の逆位相である場合(φa、φb=0°、φc=180°)には、各コイルユニット100〜300の合成磁界は、エリアBの部分で、z軸の正方向に向けて最も強め合う。一方、他のエリアA、C〜F、Hでは、合成磁界は弱め合う。
FIG. 13 shows characteristics when the phase (φ a , φ b ) is set to 0 ° and the phase (φ c ) is set to 180 °. When the phases (φ a , φ b ) are both the same phase of 0 ° and the phase (φ c ) is the opposite phase of 180 ° (φ a , φ b = 0 °, φ c = 180 °) The combined magnetic field of each of the
位相(φa、φc)が0°に設定され、位相(φb)が180°に設定された場合の特性を、図14に示す。位相(φa、φc)が共に0°の同位相であり、位相(φb)が180°の逆位相である場合(φa、φc=0°、φb=180°)には、各コイルユニット100〜300の合成磁界は、エリアCの部分で、z軸の正方向に向けて最も強め合う。一方、他のエリアA、B、D、E、G、Hでは、合成磁界は弱め合う。
FIG. 14 shows characteristics when the phase (φ a , φ c ) is set to 0 ° and the phase (φ b ) is set to 180 °. When the phases (φ a , φ c ) are the same phase of 0 ° and the phase (φ b ) is the opposite phase of 180 ° (φ a , φ c = 0 °, φ b = 180 °) The combined magnetic field of each of the
位相(φa)が180°に設定され、位相(φb、φc)が0°に設定された場合の特性を、図15に示す。位相(φb、φc)が共に180°の同位相であり、位相(φa)が位相(φb、φc)に対して逆位相の0°である場合(φb、φc=0°、φa=180°)には、各コイルユニット100〜300の合成磁界は、エリアDの部分で、z軸の正方向に向けて最も強め合う。一方、他のエリアA〜C、F〜Hでは、合成磁界は弱め合う。
FIG. 15 shows characteristics when the phase (φ a ) is set to 180 ° and the phases (φ b , φ c ) are set to 0 °. When the phases (φ b , φ c ) are both the same phase of 180 °, and the phase (φ a ) is 0 ° of the opposite phase to the phases (φ b , φ c ) (φ b , φ c = 0 °, φ a = 180 °), the combined magnetic field of each of the
上記のように、各ユニットに流れる交流電流の位相を制御することで、z軸の正方向に向けて合成磁界を最も強め合う部分(合成磁界のピーク値をとる部分)を、x方向に向けて移動させることができる。エリアE〜Hについても、エリアA〜Dと同様に、コントローラ8は、交流電流の位相を制御することで、合成磁界の最も強め合う部分を、エリアEからエリアHに向けて移動させることできる。エリアE〜Hの部分で、合成磁界の最も強め合う際の位相(φa、φb、φc)の条件は、エリアA〜Dで設定した各位相条件に対して逆相になるように、設定すればよい。
As described above, by controlling the phase of the alternating current flowing through each unit, the part that strengthens the combined magnetic field most in the positive direction of the z-axis (the part that takes the peak value of the combined magnetic field) is directed in the x direction. Can be moved. Also in areas E to H, similarly to areas A to D, the
コントローラ8は、センサ等を用いて、送電コイル10に含まれる複数のループ状のコイルのうち、受電コイル8の位置と対向しているコイルを特定する。受電コイル8の位置は、位置センサを各エリアと対応しつつ給電路に設け、当該センサにより受電コイル8の位置を検出する。あるいは、コントローラ8は、センサ等により車両の給電路への侵入を検知し、車両からの信号を受信して車両の車速を取得する。そして、コントローラ8は、車両の給電路への侵入の時間と、車速から、受電コイル20が送電コイル10のエリアA〜Hへ侵入するタイミングを算出する。これにより、コントローラ8は、受電コイル20の位置を検出してもよい。なお、給電路を走行する車速が、規定速度等により予め決まっている場合には、コントローラ8は車速の情報を外部から取得しなくてもよい。
The
コントローラ8は、受電コイル20が送電コイル10のエリアAに進入するタイミングで、位相条件をφa、φb、φc=0°に設定しつつ、交流電流を各コイルユニット100〜300に流す。受電コイル20の位置がエリアAに内にある場合には、位相条件はφa、φb、φc=0°の条件から変更しない。そして、コントローラ8は、受電コイル20の位置が送電コイル10のエリアAからエリアBに移動するタイミングで、位相条件をφa、φb=0°、φc=180°に変更し、交流電流を各コイルユニット100〜300に流す。
The
さらに、受電コイル20の位置がエリア間で移動するタイミングで、コントローラ8は、位相条件を変更する。これにより、コントローラ8は、移動する車両の位置に対して、合成磁界のピーク部分を合わせることができる。
Furthermore, the
上記のように本例は、x方向に走行する車両の位置に応じて、各コイルユニット100〜300に流す交流電流の各位相を制御する。これにより、車両が給電路上で移動した場合でも、受電コイル20に向かう合成磁界(z方向の合成磁界)を、受電コイル20の位置に合わせて強め合い、車両の位置以外の部分では、合成磁界を弱めることができる。その結果として、本例は、車両の受電コイル20対向しない不要な部分における磁界の発生を抑制できる。
As described above, this example controls each phase of the alternating current that flows through each of the
また本例は、コイルユニット100に流す交流電流の位相を第1の位相として設定しつつ、コイルユニット200、300に流す交流電流の位相を第2の位相として設定する際には、給電路を走行する車両の位置に応じて、当該第2の位相を、当該第1の位相に対して同位相又は逆位相に設定することで、コイルユニット200、300に流す交流電流を制御する。これにより、車両が給電路上で移動した場合でも、受電コイル20に向かう合成磁界(z方向の合成磁界)を、受電コイル20の位置に合わせて強め合い、車両の位置以外の部分では、合成磁界を弱めることができる。その結果として、本例は、車両の受電コイル20と対向しない不要な部分における磁界の発生を抑制できる。
In this example, when the phase of the alternating current flowing through the
また本例は、各コイルユニット100〜300のピッチ単位を、式(1)を満たすように形成しつつ、位相を制御するための単位となるエリアを、最短ピッチ単位(λn)のコイルユニットのループ状のコイル面に合わせている。そのため、受電コイル8の位置がエリアA〜Hの各エリア内にある場合には、コントローラ8は交流電流の位相及び振幅を固定し、受電コイル20の位置がエリア間で移動する際に、コントローラ8は交流電流の振幅を変えずに、位相を変化させている。これにより、受電コイル20の位置に応じて、位相の切り替え回数を最小限にすることができる。
Further, in this example, the pitch unit of each of the
また本例は、各コイルユニット100〜300のピッチ単位を、式(1)を満たすように形成することで、交流電流の位相を制御するエリアを、x方向に等間隔にしている。そして、車速が一定であれば、位相を切り替える時間間隔が一定になるため、車両の位置を検知するためのセンサ数を減らすことができる。
In this example, the pitch units of the
なお、本例は、各位相(φa、φb、φc)を0°及び180°に設定したが、0°及び180°以外の角度に設定してもよい。 In this example, each phase (φ a , φ b , φ c ) is set to 0 ° and 180 °, but may be set to an angle other than 0 ° and 180 °.
《第3実施形態》
図16は、発明の他の実施形態に係る非接触給電システムの要部を示した構成図である。本例では上述した第1実施形態に対して、高周波交流電源部6と送電コイル10との間の電流経路が異なる。これ以外の構成は上述した第1又は第2実施形態と同じであり、第1実施形態及び第2実施形態の記載を適宜、援用する。図16に示すエリアA〜Hは、コイルユニット122を構成するループ状のコイルのコイル面に対応している。
<< Third Embodiment >>
FIG. 16 is a configuration diagram showing a main part of a non-contact power feeding system according to another embodiment of the invention. In this example, the current path between the high-frequency AC
本例の非接触給電システムの送電側の装置は、送電回路部1、高周波交流電源部6、及びコントローラ8の構成以外に、スイッチ31〜37を備えている。送電コイル10は、コイルユニット121〜123、コイルユニット221〜223、及びコイルユニット321〜323を備えている。コイルユニット121〜123は、ピッチ単位(λ1)に合わせて導線を交差させて、2つのループ状のコイルをそれぞれ形成したコイルのユニットである。コイルユニット121〜123の形状は、第1実施形態に係るコイルユニット100と同じ形状である。
The device on the power transmission side of the non-contact power feeding system of this example includes
コイルユニット221〜223は、ピッチ単位(λ2)に合わせて導線を交差させて、4つのループ状のコイルをそれぞれ形成したコイルのユニットである。コイルユニット221〜223の形状は、第1実施形態に係るコイルユニット200と同じ形状である。
The
コイルユニット321〜323は、ピッチ単位(λ3)に合わせて導線を交差させて、8つのループ状のコイルをそれぞれ形成したコイルのユニットである。コイルユニット321〜323の形状は、第1実施形態に係るコイルユニット300と同じ形状である。
The
また、コイルユニット121〜123、コイルユニット221〜223、及びコイルユニット321〜323は、三層となるように、z方向に重ねて配置されている。このとき、1層目には、コイルユニット121〜123が、xy平面に沿って、ユニットの長手方向を車両の進行方向となるように、配置されている。また、2層目には、コイルユニット221〜223が、コイルユニット121〜123と同様に、xy平面に沿って配置されている。また、3層目には、コイルユニット321〜323が、コイルユニット121〜123と同様に、xy平面に沿って配置されている。
In addition, the
さらに、各コイルユニットを重ねる際には、2層目のコイルユニット221〜223は、1層目のコイルユニット121〜123に対して、ピッチ単位(λ1)の半分、x軸の負方向にずれている。また、3層目のコイルユニット321〜323は、2層目のコイルユニット221〜223に対して、ピッチ単位(λ2)の半分、x軸の負方向にずれている。
Furthermore, when the coil units are stacked, the second
なお、図16の例では、コイルユニット121〜123、221〜223、321〜323のずれを分かりやすく図示するために、各ユニットを層状に重ねていない状態を図示しているが、実際の送電コイル10では、各ユニットを重ねている。また、図16では各層のコイルユニットを3つずつ図示しているが、コイルユニットは3つに限らず、4つ以上であってもよい。
In the example of FIG. 16, in order to easily illustrate the deviation of the
スイッチ31〜37は、高周波交流電源部6と各コイルユニット121〜123、222、223、322、323との間の、電気的な導通及び遮断を切り替えるためのスイッチである。スイッチ31〜37のオン、オフの切り替えはコントローラ8により制御される。
The
スイッチ31は高周波交流電源部6とコイルユニット121との間に接続され、スイッチ32は高周波交流電源部6とコイルユニット122との間に接続され、スイッチ33は高周波交流電源部6とコイルユニット123との間に接続されている。
The
スイッチ34、35は、高周波交流電源部6とコイルユニット222、223との間にそれぞれ接続され、スイッチ36、37は、高周波交流電源部6とコイルユニット322、323との間にそれぞれ接続されている。
The
コントローラ8は、給電路を走行する車両の位置に応じて、スイッチ31〜37のオン、オフを切り替えつつ、高周波交流電源部6から各コイルユニットに流れる交流電流の位相を制御することで、各コイルユニットの通電範囲を制御している。
The
次に、コイルユニット122、222、322に交流電流を流しつつ、コイルユニット121、123、221、223、321、323に交流電流を流していない場合のz方向への合成磁界について、図16〜図18を用いて説明する。ただし、コイルユニット122、222、322に流す交流電流の各位相(φa、φb、φc)は0°とする。
Next, a synthetic magnetic field in the z direction when an alternating current is passed through the
図17は、各コイルユニットを構成するループ状のコイルのエリアと磁界強度との関係を示した表である。図18は、x方向の位置に対するz方向への合成磁界の強度特性を示す。図17(a)及び図18(a)は、第1実施形態に係る非接触給電システムにおいて、コイルユニット100〜300の合成磁界を参考例として示している。図17(b)及び図18(b)は、本実施形態の合成磁界を示している。
FIG. 17 is a table showing the relationship between the area of the loop-shaped coil constituting each coil unit and the magnetic field strength. FIG. 18 shows the intensity characteristics of the combined magnetic field in the z direction with respect to the position in the x direction. FIG. 17A and FIG. 18A show, as a reference example, a combined magnetic field of the
コントローラ8は、図17(b)及び図18(b)に示す合成磁界を発生させるために、スイッチ31、33、35、37をオフにしつつ、スイッチ32、34、36をオンにする。またコントローラ8は、コイルユニット122、222、322に、同振幅及び同位相の交流電流を流すように、高周波交流電源部6を制御する。
The
第1実施形態の図8を参照し、参考例において、エリアE〜Hでは、交流電流が、1層目のコイルユニット100、2層目のコイルユニット200及び3層目のコイルユニット300にそれぞれ流れている。そのため、図17(a)に示すように、2層目及び3層目のエリアE〜Hで磁界が発生する。特に、参考例において、エリアHでは、各層で、−aの強度をもつ磁界が発生している。
Referring to FIG. 8 of the first embodiment, in the reference examples, in areas E to H, alternating currents are respectively applied to the first
また、参考例に係る合成磁界の特性は、図18(a)に示すようにエリアHで、z軸の負方向にピーク値をとる。 Further, the composite magnetic field characteristic according to the reference example has a peak value in the negative direction of the z-axis in the area H as shown in FIG.
一方、本実施形態において、エリアE〜Hでは交流電流が1層目のコイルユニット122に流れており、2層目のコイルユニット223に流れていない。また、エリアG、Hでは、交流電流は1層目のコイルユニット122のみに流れ、2層目のコイルユニット223及び3層目のコイルユニット323に流れていない。
On the other hand, in the present embodiment, in areas E to H, an alternating current flows through the first
そのため、2層目のコイルユニット223のエリアE〜Hの部分では磁界が発生せず、3層目のコイルユニット323のエリアG、Hの部分では磁界が発生しない。
Therefore, no magnetic field is generated in the areas E to H of the second-
そして、本実施形態に係る合成磁界の特性は、図18(b)のようになる。エリアHでは、z軸の負方向への磁界が、2層目及び3層目のコイル部分で発生しないため、参考例のように、エリアHではz軸の負方向への合成磁界が強くなることはない。 And the characteristic of the synthetic magnetic field which concerns on this embodiment becomes like FIG.18 (b). In the area H, the magnetic field in the negative z-axis direction is not generated in the coil portions of the second and third layers. Therefore, as in the reference example, the composite magnetic field in the negative z-axis direction is strong in the area H. There is nothing.
次に、上記のように、コイルユニット122、222、322に交流電流を流しつつ、コイルユニット121、123、221、223、321、323に交流電流を流していない状態で、各コイルユニット122、222、322に流れる電流位相(φa、φb、φc)を設定する場合について、図19〜図22を用いて説明する。
Next, as described above, in the state where an alternating current is passed through the
図19〜22は、x方向(車両の進行方向)への位置に対するz方向への合成磁界の強度特性を示す。図19〜図22の縦軸は、各コイルユニット100〜300で発生した、z方向への磁界成分を合成した合成磁界の強度である。横軸は、x方向の位置を示す。図19〜22に示すエリアA〜Hは、図16のエリアA〜Hに対応する。 19 to 22 show the intensity characteristics of the combined magnetic field in the z direction with respect to the position in the x direction (vehicle traveling direction). The vertical axis | shaft of FIGS. 19-22 is the intensity | strength of the synthetic | combination magnetic field which synthesize | combined the magnetic field component to z direction which generate | occur | produced in each coil unit 100-300. The horizontal axis indicates the position in the x direction. Areas A to H illustrated in FIGS. 19 to 22 correspond to the areas A to H in FIG. 16.
全ての位相(φa、φb、φc)が0°に設定された場合の特性を、図19に示す。全ての位相(φa、φb、φc)が0°である場合(φa、φb、φc=0°)には、各コイルユニット122、222、322の合成磁界は、エリアAの部分で、z軸の正方向に向けて、最も強め合う。
FIG. 19 shows characteristics when all the phases (φ a , φ b , φ c ) are set to 0 °. When all the phases (φ a , φ b , φ c ) are 0 ° (φ a , φ b , φ c = 0 °), the combined magnetic field of each
そして、位相条件がφa、φb=0°、φb=180°である場合には、図20に示すように、合成磁界はエリアBでz軸の正方向にピーク値をとる。また、位相条件がφa、φc=0°、φb=180°である場合には、図21に示すように、合成磁界はエリアCでz軸の正方向にピーク値をとる。また、位相条件がφb、φc=0°、φa=180°である場合には、図22に示すように、合成磁界はエリアDでz軸の正方向にピーク値をとる。そして、上記のように位相条件を変えたとしても、エリアHにおける合成磁界は、z軸の負方向に向けて発生したとしても、正方向にピーク値と比べて低い値である。 When the phase conditions are φ a , φ b = 0 °, and φ b = 180 °, the combined magnetic field has a peak value in the positive direction of the z-axis in area B as shown in FIG. When the phase conditions are φ a , φ c = 0 °, and φ b = 180 °, the resultant magnetic field takes a peak value in the positive direction of the z axis in area C as shown in FIG. When the phase conditions are φ b , φ c = 0 °, and φ a = 180 °, the resultant magnetic field has a peak value in the positive direction of the z-axis in area D as shown in FIG. Even if the phase condition is changed as described above, the composite magnetic field in the area H is lower than the peak value in the positive direction even if it is generated in the negative direction of the z-axis.
上記のように、スイッチ32、34、36のオン状態を維持しつつ、コイルユニット122、222、322に流れる交流電流の位相を制御することで、エリアA〜Hの間でも、合成電流の強め合う部分をx方向に移動させることができる。また、エリアE〜Hの間で、合成電流の強め合う部分をx方向に移動させる場合には、受電コイル20の位置に合わせて各コイルユニットに通電する。そして、受電コイルの位置と対応するエリアで、z軸の正方向へ磁界がピーク値をとるように、コントローラ8は通電する際の交流電流の位相を制御する。以下、コントローラ8の詳細な制御について説明する。
As described above, by controlling the phase of the alternating current flowing through the
コントローラ8は、受電コイル20がコイルユニット121から、コイルユニット122のエリアAに進入するタイミングで、スイッチ31をオンからオフに切り替えつつ、スイッチ32をオンにする。なお、スイッチ34、36は既にオンになっているため、コントローラ8はスイッチ34、36のオン、オフの切り替えは行わない。
The
また、コントローラ8は、受電コイル20がコイルユニット122のエリアAに進入するタイミングで、位相条件をφa、φb、φc=0°に設定して、交流電流をコイルユニット122、222、322に流す。
The
受電コイル20の位置がコイルユニット122のエリアAからエリアBに移動するタイミングで、位相条件をφa、φb=0°、φc=180°に変更する。また、受電コイル20の位置がコイルユニット122のエリアBからエリアCに移動するタイミングで、位相条件をφa、φc=0°、φb=180°に変更する。受電コイル20の位置がコイルユニット122のエリアCからエリアDに移動するタイミングで、位相条件をφb、φc=0°、φa=180°に変更する。
At the timing when the position of the
次に、受電コイル20の位置がコイルユニット122のエリアDからエリアEに移動するタイミングで、コントローラ8はスイッチ34をオフに切り替えつつ、スイッチ35をオンにする。スイッチ36は既にオン状態のため、コントローラ8は、スイッチ36、37のオン、オフの切り替えは行わない。すなわち、受電コイル20の位置がエリアEにある場合には、エリアEの位置と対応する各コイルユニット122、223、322を通電するように、コントローラ8はスイッチ31〜37を制御する。また、コントローラ8は、コイルユニット122への通電により発生するz軸正方向への磁界を、エリアEの位置でピーク値をとるように、位相(φa、φb、φc)を180°、180°、0°に切り替える。これにより、合成磁界は、エリアEの部分で、z軸の正方向に向けて最も強め合う。
Next, at the timing when the position of the
受電コイルの位置がエリアEからエリアFに移動するタイミングで、コントローラ8は、スイッチ31〜37の状態を維持しつつ、位相条件をφa、φc=180°φb=0°に切り替える。
At the timing when the position of the power receiving coil moves from area E to area F, the
受電コイル20の位置がコイルユニット122のエリアFからエリアGに移動するタイミングで、コントローラ8はスイッチ36をオフに切り替えつつ、スイッチ37をオンにする。すなわち、受電コイル20の位置がエリアGにある場合には、エリアGの位置と対応する各コイルユニット122、223、323を通電するように、コントローラ8はスイッチ31〜37を制御する。また、コントローラ8は、コイルユニット122、223、323に流れる交流電流の位相条件をφa=180°、φb、φc=0°とする。これにより、合成磁界は、エリアGの部分で、z軸の正方向に向けて最も強め合う。
At the timing when the position of the
受電コイルの位置がエリアGからエリアHに移動するタイミングで、コントローラ8は、スイッチ31〜37の状態を維持しつつ、位相条件をφa、φb、φc=180°に変更する。
At the timing when the position of the power receiving coil moves from the area G to the area H, the
次に、1番目からN番目までのコイルユニットを順番にN層まで積層した場合について説明する。ただし、Nは2以上の自然数とする。1層目のコイルユニットには、xy平面において、1番目のコイルユニットと同形状のコイルユニットが複数配置されており、これらのコイルユニットは、長手方向をx方向に沿うように、並べられている。1層目に配置される複数のコイルユニットのピッチ単位はλ1となる。そして、1層目に配置されるコイルユニットと高周波交流電源部6との間には、スイッチ31〜33と同様のスイッチがそれぞれ接続されている。
Next, a case where the first to Nth coil units are sequentially stacked up to N layers will be described. However, N is a natural number of 2 or more. In the first layer coil unit, a plurality of coil units having the same shape as the first coil unit are arranged on the xy plane, and these coil units are arranged so that the longitudinal direction is along the x direction. Yes. Pitch unit of the plurality of coil units arranged in the first layer becomes lambda 1. And the switch similar to the switches 31-33 is connected between the coil unit arrange | positioned at the 1st layer and the high frequency alternating current
コントローラ8は、1層目の各コイルユニットに接続されたスイッチのオン、オフを制御することで、1層目において、交流電流を導線に通電させる通電範囲を設定する。このとき通電範囲は、ピッチ単位(λ1)毎に区切られることになる。
The
2番目〜N番目までのコイルユニットのうちM番目のコイルユニットは、ピッチ単位(λM)をM−1番目のコイルユニットのピッチ単位(λM−1)の半分にする。ただし、Mは2以上でN以下の連続した自然数である。M番目のコイルユニットは、M−1番目のコイルユニットに対して、z方向に重ねるように配置する。M層目のコイルユニットには、xy平面において、M番目のコイルユニットと同形状のコイルユニットが複数配置され、これらのコイルユニットが、M−1層目と同様に配置されている。 Of the second to Nth coil units, the Mth coil unit makes the pitch unit (λ M ) half of the pitch unit (λ M-1 ) of the M− 1th coil unit. However, M is a continuous natural number of 2 or more and N or less. The Mth coil unit is arranged so as to overlap the M-1th coil unit in the z direction. In the M-th layer coil unit, a plurality of coil units having the same shape as the M-th coil unit are arranged in the xy plane, and these coil units are arranged in the same manner as the M-1 layer.
M番目のコイルユニットは、M−1番目のコイルユニットのピッチ単位(λM−1)の半分だけ、x方向にずらして配置されている。また、M番目のコイルユニットをM−1番目のコイルユニットに対して、x方向にずらす際には、M−1番目のコイルユニットに含まれるループ状のコイルと、M番目のコイルユニットに含まれるループ状のコイルが、少なくとも1つのループ状のコイル面で重なるように、配置される。M層目に含まれる他のコイルユニットについても、同様に、ピッチ単位(λM−1)の半分だけx方向にずらして、それぞれ配置されている。 The Mth coil unit is arranged so as to be shifted in the x direction by a half of the pitch unit (λ M−1 ) of the M− 1th coil unit. Further, when the Mth coil unit is shifted in the x direction with respect to the M-1th coil unit, a loop-like coil included in the M-1th coil unit and an Mth coil unit are included. The looped coils are arranged so as to overlap each other on at least one looped coil surface. Similarly, the other coil units included in the M-th layer are arranged by being shifted in the x direction by half of the pitch unit (λ M−1 ).
M層目に配置されるコイルユニットと高周波交流電源部6との間には、スイッチ34〜37と同様のスイッチがそれぞれ接続されている。コントローラ8によるスイッチのオン、オフによって決まる通電範囲は、ピッチ単位(λM)毎に区切られる。そして、M−1番目のコイルニットとM番目のコイルユニットは、ピッチ単位(λM−1)の半分だけx方向にずれているため、コイルユニットの大きさに相当する通電範囲も、同様にずれることになる。
Switches similar to the
コントローラ8は、受電コイル20の位置に応じて、各コイルユニットと高周波交流電源部6との間に接続された各スイッチのオン、オフを制御し、また交流波交流電源部6から各コイルユニットに流れる交流電流の位相を制御する。
The
スイッチを切り替えるタイミングは、受電コイル20と、各コイルユニットの通電範囲との間の位置関係で決まる。すなわち、コントローラ8は、z軸の方向で受電コイル20の位置に対してz軸の負方向に位置する通電範囲(言い換えると、受電コイル20の位置を示すx、y軸の座標を含んだ通電範囲)に対して、交流電流を流すように、当該通電範囲に対応するスイッチをオンにし、受電コイルの位置を含まない通電範囲には交流電流を流さないように他のスイッチをオフにする。
The timing for switching the switch is determined by the positional relationship between the
また、位相を同位相又は逆位相に切り替えるタイミングは、ピッチ単位(λN)の半分の長さで区切られた範囲と受電コイル20との間の位置関係で決まる。ピッチ単位(λN)の半分で区切られて範囲は、N番目のコイルユニットに含まれる単一のループ状コイル面に相当する。
Further, the timing for switching the phase to the same phase or the opposite phase is determined by the positional relationship between the range divided by the half length of the pitch unit (λ N ) and the
コントローラ8は、各層において受電コイル20の位置に対してz軸の負方向に位置する範囲を、ピッチ単位(λN)の半分で区切られた範囲で特定する。そして、コントローラ8は、特定された範囲を含んだ、各層のループ状のコイルで、z軸の正方向への磁界が強まるように、各層のコイルユニットに流す交流電流の位相を制御する。
The
これにより、本例は、コイルユニットに相当する通電範囲のうち、ピッチ単位(λN)の半分で区切られた範囲に対して、z軸の正方向に向けて合成磁界を最も強め合い部分を発生し、車両の位置に合わせて、x方向に向けて、合成磁界の最も強い部分を移動させることができる。 As a result, in this example, in the energization range corresponding to the coil unit, the most intense part of the combined magnetic field in the positive direction of the z-axis with respect to the range divided by half of the pitch unit (λ N ). It is possible to move the strongest portion of the combined magnetic field in the x direction according to the position of the vehicle.
上記のように本例は、1番目からN番目までのコイルユニットを、z方向に重ねて配置し、これらのコイルユニットの通電範囲を、少なくとも1つのループ状のコイル面で重なるように配置する。そして、本例は、M番目のコイルユニットの通電範囲を、M−1番目のコイルユニットの通電範囲に対して、ピッチ単位(λM−1)の半分の長さ分だけx軸方向にずらす。これにより、各層で通電範囲がずれているため、合成磁界の対称性を打ち消すことができ、逆位相で磁界を強め合う部分をなくしつつ、強い磁界の発生を必要しない領域では、磁界を弱め合う部分を広くとることができる。 As described above, in this example, the first to Nth coil units are arranged so as to overlap in the z direction, and the energization ranges of these coil units are arranged so as to overlap at least one loop-shaped coil surface. . In this example, the energization range of the Mth coil unit is shifted in the x-axis direction by a half length of the pitch unit (λ M-1 ) with respect to the energization range of the M−1th coil unit. . As a result, the energization range is shifted in each layer, so that the symmetry of the composite magnetic field can be canceled, and the magnetic field is weakened in a region that does not require the generation of a strong magnetic field while eliminating the part that strengthens the magnetic field in the opposite phase. The part can be taken widely.
また本例は、走行する車両の位置に応じて、交流電流を通電範囲へ通電するタイミングを制御する。これにより、車両の移動に合わせて、磁界の強め合う部分を移動させることができる。その結果として、特定の部分における近傍磁界の強度を高めて、他の不要な部分における近傍磁界強度を低減できる。 Moreover, this example controls the timing which supplies an alternating current to an energization range according to the position of the traveling vehicle. Thereby, the part which a magnetic field strengthens can be moved according to the movement of a vehicle. As a result, the strength of the near magnetic field in a specific portion can be increased, and the near magnetic field strength in another unnecessary portion can be reduced.
《第4実施形態》
図23は、発明の他の実施形態に係る非接触給電システムの要部を示した構成図である。本例では上述した第1実施形態に対して、送電コイル10に、単一のループ状のコイル400を設ける点が異なる。これ以外の構成は上述した第1実施形態と同じであり、第1〜第3の実施形態の記載を適宜、援用する。なお、図23では、コイルユニット100〜300及び単一コイル400の重なりを分かりやすくするために、コイルユニット100〜300及び単一コイル400の位置をずらして図示しているが、実際の送電コイル10では、z方向から見たときに、各ユニット及び単一コイル400の外周が重なるように、コイルユニット100〜300及び単一コイル400が配置されている。
<< 4th Embodiment >>
FIG. 23 is a configuration diagram showing a main part of a non-contact power feeding system according to another embodiment of the invention. This example is different from the first embodiment described above in that a single loop-shaped
図23に示すように、送電コイル10は、コイルユニット100〜300と、ループ状のコイル400とを備えている。ループ状の単一コイル400の外周は、xy平面において、コイルユニット100〜300の外周と同一の形状である。また、単一コイル400は、外周をコイルユニット100〜300の外周と合わせつつ、単一コイル400のコイル面を各ユニットのコイル面とを対向させるように、z方向で重なっている。
As shown in FIG. 23, the
図24に、送電コイル10の重なっているコイルユニット100及び単一コイル400を分けた状態で、各コイルの平面図を示す。図24(a)はコイルユニット100の平面図を、図24(b)はコイルユニット200の平面図を、図24(c)はコイルユニット300の平面図を、図24(d)は単一コイル400の平面図を示す。なお、図24(a)〜(d)には、各ユニット及び単一コイル400にそれぞれ高周波交流電源部6及びコンデンサ11を接続するように図示しているが、高周波交流電源部6は1つの共通電源としてもよく、コンデンサ11は一つの共通した回路素子にしてもよい。図24において、ループ状のコイル内に示す矢印は、電流の向きを表している。
FIG. 24 shows a plan view of each coil in a state where the
図24(d)に示すように、単一コイル400は、一本の導線をループ状に形成したコイルであり、コイルユニット100〜300のように交差していない。そのため、単位コイル400の交流電流の導通方向は、時計周り又は反時計回りのいずれか一方である。
As shown in FIG. 24D, the
高周波交流電源部6から単一コイル400に出力される交流電流の周波数及び位相は、コイルユニット100〜300に流れる交流電流の周波数及び位相と同一である。一方、単一コイル400に流れる交流電流の振幅は、コイルユニット100〜300に流れる交流電流の振幅に対して、8分の1になっている。単一コイル400の交流電流の振幅は、最もピッチ単位の短いコイルユニットに含まれるループ状のコイルの数、図23及び図24の例では、ピッチ単位(λ3)のコイルユニット300に含まれるループ状のコイル301〜308の数に応じて決まる。単一コイル400の交流電流の振幅は、コイルユニット300の交流電流の振幅を、ループ状のコイル301〜308の数で除算した振幅となる。
The frequency and phase of the alternating current output from the high-frequency alternating current
単一コイル400のコイル面の面積は、コイルユニット300に含まれるループ状のコイル301〜308のうち、1つのコイルのコイル面の面積に対して、8倍の大きさである。
The area of the coil surface of the
さらに、単一コイル400のループを形成する際の巻数は、コイルユニット300のループ状を形成する際の巻数と等しい。
Furthermore, the number of turns when the loop of the
上記では、3つのユニットを3層に積層した場合について説明したが、N個のコイルユニットを、ピッチ単位の長いユニットから順に重ねつつ、かつ、N番目のコイルユニットの巻数(nN)と単一コイルの巻数(ns)とを異なる巻数にした場合について説明する。 In the above description, the case where three units are stacked in three layers has been described. However, N coil units are stacked in order from a unit having a long pitch unit, and the number of turns (n N ) of the Nth coil unit is simply The case where the number of turns (n s ) of one coil is different will be described.
N番目のコイルユニットの交流電流の振幅をINとし、単位コイル400の振幅Isとする。また、N番目のコイルユニットに含まれるループ状のコイルのうち、1つのコイルのコイル面の面積をSNとし、単一コイル400のコイル面の面積をSsとする。巻数、交流電流の振幅、及び面積の間には、以下の式(2)が成立する。
次に、図24を用いて、送電コイル10で発生するz軸方向の合成磁界について説明する。単一コイル400の巻線とコイルユニット300の巻線が同一である。そして、単一コイル40のコイル面の面積は、ループ状のコイル301〜308のうち一つのコイル面の面積の8倍であるが、単一コイル40の交流電流の振幅は、コイルユニット300の交流電流の振幅の8分の1である。さらに、電流の導通時に、単一コイル40の導通方向は、ループ状のコイル302、304、306、308の導通方向と逆方向である。
Next, the synthesized magnetic field in the z-axis direction generated in the
そのため、単一コイル400から発生する磁界は、ループ状のコイル302、304、306、308から発生する磁界を、それぞれ打ち消すように作用する。ループ状のコイル308のエリア(図8、図9のエリアHに相当)において、交流電流の導通時、コイルユニット100〜300から発生する磁界はz軸の負方向を向いている。
Therefore, the magnetic field generated from the
本例では、単一コイル400から発生する磁界は、ループ状のコイル308のエリア内で、z軸の正方向を向く。そのため、コイルユニット100〜300から発生する磁界のうち、コイルユニット300の磁界を打ち消す。
In this example, the magnetic field generated from the
さらに、単一コイル400から発生する磁界は、ループ状のコイル301、303、305、307から発生する磁界と、z軸の正方向で同じ方向となり、磁界の大きさも同じになる。そのため、単一コイル400は、ループ状のコイル301、303、305、307の磁界を強めるような、起磁力を発生させることができる。
Furthermore, the magnetic field generated from the
これにより、本例は、送電コイル10の設置された位置に対して十分に離れた地点でノイズを発生するような、磁界(遠方磁界)を防ぎつつ、所望の領域において近傍磁界の強度を高めることができる。
As a result, this example increases the strength of the near magnetic field in a desired region while preventing a magnetic field (far field) that generates noise at a point sufficiently away from the position where the
上記のように本例は、ピッチ単位の長いユニットから順に、N番目(ただし、Nは自然数)までのコイルユニット及び単一コイル400により送電コイル10を構成した場合に、N番目のコイルユニットの巻線(nN)、振幅(IN)、面積(SN)と、単一コイル400巻線(ns)、振幅(Is)、面積(Ss)とを、上記の式(2)を満たすようにしている。これにより、システムの外部でノイズとなるような遠方磁界を防ぎつつ、所望の領域において近傍磁界の強度を高めることができる。
As described above, in this example, when the
非接触給電時に発生する磁界は、送電側(地上側)の送電コイル10が発生する一次的な磁界の他に、受電側(車両側)の受電コイル20が発生する二次的な磁界もある。そして、これらの磁界を合成した合成磁界が外部では観測される。図2に示すように、受電コイル20のx方向の長さを、N番目のコイルユニットのピッチ単位(λN)の半分と同程度とし、N番目のコイルユニットから発生する磁界のうち、ループ状のコイル1個分の磁界は、受電コイル20の磁界によりほぼキャンセルできる。このとき、受電コイル20は、インピーダンスを適切な値に設定することで、送電側のループ状のコイル1個分の磁界と、ほぼ同強度で逆位相の磁界を発生できる。しかしながら、この方法では、受電コイル20のコイル面と対向しない、送電側のループ状のコイルの磁界は、受電コイル20の発生磁界ではキャンセルできず、残ってしまう。
In addition to the primary magnetic field generated by the
一方、本例は、単一コイル400により、受電コイル20のコイル面と対向しない部分で、遠方磁界の発生要因となる磁界に対して、逆位相の磁界を発生させている。そのため、本例は、遠方磁界の発生要因となる磁界を打ち消すことができ、遠方磁界の発生を防ぐことができる。
On the other hand, in this example, the
《第5実施形態》
図25は、本発明の他の実施形態に係る非接触給電システムの要部を示した構成図である。本例では上述した第1実施形態に対して、送電コイル10に、コイルユニット500〜700を設ける点が異なる。これ以外の構成は上述した第1実施形態と同じであり、第1〜第4の実施形態の記載を適宜、援用する。なお、図25では、コイルユニット100、200、300及びコイルユニット510、520、530の構成を分かりやすくするために、コイルユニット100〜300及びコイルユニット510〜530の位置をずらして図示しているが、実際の送電コイル10では、z方向から見たときに、コイルユニット100〜300の外周が重なり、かつ、コイルユニット510〜530の外周が重なるように、コイルユニット100〜300、510〜530が配置されている。
<< 5th Embodiment >>
FIG. 25 is a configuration diagram illustrating a main part of a non-contact power feeding system according to another embodiment of the present invention. This example differs from the first embodiment described above in that the
図25に示すように、送電コイル10は、コイルユニット100〜300と、コイルユニット510〜530とを備えている。コイルユニット510、コイルユニット520、及びコイルユニット530は、コイルユニット100、コイルユニット200、及びコイルユニット300とそれぞれ同一形状である。コイルユニット100〜300は、z方向に重なり合って1つのコイルユニットのグループを形成している。また、コイルユニット510〜530はz方向に重なり合って1つのコイルユニットのグループを形成している。すなわち、送電コイル4は、複数のコイルユニットを重ねたグループを複数有している。
As illustrated in FIG. 25, the
高周波交流電源部6は、コイルユニット100〜300及びコイルユニット510〜530にそれぞれ接続されている。
The high-frequency AC
図26に、重なっているコイルユニット100〜300と、重なっているコイルユニット510〜530とをそれぞれ分けた状態にして、各コイルユニットの平面図を示す。図26(a)はコイルユニット100、510の平面図を、図26(b)はコイルユニット200、520の平面図を、図26(c)はコイルユニット300、530の平面図を示している。なお、図26(a)〜(c)には、各ユニットにそれぞれ高周波交流電源部6及びコンデンサ11を接続するように図示しているが、高周波交流電源部6は1つの共通電源としてもよく、コンデンサ11は一つの共通した回路素子にしてもよい。図26において、ループ状のコイル内に示す矢印は、電流の向きを表している。
FIG. 26 is a plan view of each coil unit in which the overlapping
図26(a)に示すように、xy平面において、コイルユニット100及びコイルユニット510は、長手方向に沿う導線を向かい合わせた状態で、互いに隣り合って配置されている。コイルユニット100及びコイルユニット510の外周を形成する導線のうち、長手方向に沿う導線が平行になっている。
As shown in FIG. 26A, in the xy plane, the
コイルユニット510は、ループ状のコイル511、512を有している。xy平面おいて、ループ状のコイル511及びコイル512は、コイルユニット100のループ状のコイル101及びコイル102と、それぞれ隣り合って配置されている。また、y方向でみたときに、コイルユニット100及びコイルユニット510の外周を形成する導線のうち、y方向に沿う導線は、同一線上に配置されている。
The
図26(b)及び図26(c)に示すように、xy平面において、コイルユニット200とコイルユニット520の組、及び、コイルユニット300とコイルユニット530の組は、コイルユニット100とコイルユニット510の組と同様に、長手方向に沿う導線を向かい合わせた状態で、互いに隣り合ってそれぞれ配置されている。また、コイルユニット520に含まれるループ状のコイル521〜522は、ループ状のコイル201〜204とそれぞれ隣り合って配置されている。コイルユニット530に含まれるループ状のコイル531〜538は、ループ状のコイル301〜308とそれぞれ隣り合って配置されている。
As shown in FIGS. 26B and 26C, in the xy plane, the set of the
すなわち、送電コイル10は、各グループに含まれるコイルユニット100〜300及びコイルユニット510〜530のうち、ピッチ単位を同一とするコイルユニット同士を、xy平面で、互いに隣り合うように、それぞれ配置する。
That is, the
コイルユニット100及びコイルユニット510の両端のうち、一方のそれぞれの端部は配線を介して高周波交流電源部6に接続され、他方のそれぞれの端部は配線を介して互いに接続されている。
Of the both ends of the
コイルユニット100とコイルユニット510との間の接続について、コイルユニット100、510へ交流電流を導通した際に、y方向で互いに隣り合うループ状のコイルは、電流の導通方向を逆向きとするように、コイルユニット100とコイルユニット510が接続されている。例えば、ループ状のコイル101の導通方向が時計回りである場合には、隣り合うループ状のコイル511の導通方向は反時計回りとなる。
As for the connection between the
コイルユニット200及びコイルユニット520の両端の接続は、コイルユニット100及びコイルユニット510の両端の接続と同様である。また、コイルユニット300及びコイルユニット530の両端の接続は、コイルユニット100及びコイルユニット510の両端の接続と同様である。
The connection between both ends of the
高周波交流電源部6から一定の電圧が送電コイル4に印加されると、交流電流が各コイルユニット100〜300、510〜530に流れる。時計回りの方向に電流を導通するループ状のコイル101の周囲には、反時計回りの方向に電流を導通するループ状のコイル102、511がそれぞれ配置されている。そのため、コイル101への電流の導通により発生する遠方磁界に対して、コイル102の磁界に加えて、コイル511の磁界も、遠方磁界をキャンセルするように作用する。そして、このような遠方磁界のキャンセルは、コイル101に限らず、他のコイルでも同様に発生し、他のコイルユニット200、300、520、530でも同様に発生する。これにより、本例は遠方磁界を抑制できる。
When a certain voltage is applied to the
上記のように、本例は、複数のコイルニット100〜300、510〜530を含んだコイルユニットの複数のグループにより送電コイル10を構成し、ピッチ単位を同一とするコイルユニット同士を、y方向に隣り合わせて配置させる。そして、y方向に隣り合って配置されたループ状のコイルは、交流電流の導通時の方向を互いに逆方向としている。これにより、x方向だけではなく、y方向についても、ループ状のコイルから発生する磁界の磁極が互いに逆向きとなるため、遠方磁界を抑制できる。
As described above, in this example, the
《第6実施形態》
本発明の他の実施形態に係る非接触給電システムを説明する。図27は、本発明の実施形態に係る非接触給電システムのうち、送電コイル10の平面図である。送電コイル10以外の構成については、第1実施形態の記載を適宜、援用する。なお、図27では、送電コイル10の構成を分かりやすく説明するために、送電コイル10の構成を図27(a)及び図27(b)にそれぞれ分けた上で図示ししている。実際の送電コイル10は、図27(a)に示す第1コイル部610と、図27(b)に示す第2コイル部620をz方向に重ねている。また、図27に示される式は、交流波交流電源部6から各コイルに流れる交流電流を表している。ただし、ωは角周波数を、tは時間を示す。
<< 6th Embodiment >>
A non-contact power feeding system according to another embodiment of the present invention will be described. FIG. 27 is a plan view of the
送電コイル10は、コイル面をxy平面と平行になるように、走行路面に設けられている。また送電コイル10は、x方向に沿うピッチ単位(λ1)に合わせて、xy平面で導線を波状に形成したコイルユニット600を備えている。コイルユニット600は、第1コイル部610と第2コイル部620とを有している。
The
図27(a)に示すように第1コイル部610は、ピッチ単位(λ1)を1周期とした波状の導線611〜613と、導線611〜613を接続するための接続部614とを有している。
As shown in FIG. 27A, the
波状の導線611〜613は、一本の導線を矩形波状に曲げることで構成されている。1本の導線は、単線でもよく、又は、複数のより線でもよい。導線611〜613のうち、1周期分のコイル形状は互いに同一である。
The
導線611は、x方向の所定の位置(図27(a)の点線Pに相当)から、x軸の正方向に向かって(車両の進行方向に向かって)、1周期分の矩形波で形成されている。また導線612は、x方向の所定の位置(点線P)に対してx軸の正方向に、λ1/6だけずらした位置から、x軸の正方向に向かって1周期分の矩形波で形成されている。また、導線613は、x方向の所定の位置(点線P)に対してx軸の正方向に、λ1/3だけずらした位置から、x軸の正方向に向かって1周期分の矩形波で形成されている。導線611〜613の矩形波は同一形状である。またそれぞれの矩形波は、半周期分の位置に相当する点を中心に点対称になっている。
The
接続部614は、第1コイル部610のx方向の端部で、導線611〜613の一端を接続するための配線である。接続部614は、導線611〜613の両端のうち、高周波交流電源部6に接続される端部とは反対側の端部に設けられる。また接続部614は、導線611〜613に流れる電流の総和(ただし、電流の導通の一方向を正又は負とする)でゼロとなる部分でもある。
The
図27(b)に示すように第2コイル部620は、ピッチ単位(λ1)を1周期とした波状の導線621〜623と、導線621〜623を接続するための配線部624とを有している。波状の導線621〜623は、波状の導線611〜613と同じ形状である。
As shown in FIG. 27B, the
導線621は、x方向の所定の位置(図27(b)の点線Qに相当)から、x軸の正方向に向かって、1周期分の矩形波で形成されている。導線622は、x方向の所定の位置(点線Q)に対してx軸の負方向に、λ1/6ずらした位置から、x軸の正方向に向かって1周期分の矩形波で形成されている。導線613は、x方向の所定の位置(点線Q)に対してx軸の正方向に、λ1/3ずらした位置から、x軸の正方向に向かって1周期分の矩形波で形成されている。
The
すなわち、第1コイル部610は、x方向へのずれ量をλ1/6として、波状の導線611に対して導線612、613をx軸の正方向にそれぞれずらして配置される。一方、第2コイル部620は、x方向へのずれ量をλ1/6として、波状の導線621に対して導線622、623をそれぞれx軸の負方向にずらして配置される。
That is, the
配線部624は、導線621〜623の一端を接続するための配線である。
The
高周波交流電源部6(図1を参照)は、第1コイル部610及び第2コイル部620に、位相の異なる三相交流電流をそれぞれ出力する。高周波交流電源部6から第1コイル部610の導線611〜613に流れるそれぞれの交流電流は、振幅(I)を同一とし、角周波数(ω1a)を同一とする。導線612に流れる交流電流の位相は、導線611に流れる交流電流の位相に対して、π/3進んでいる。また、導線613に流れる交流電流の位相は、導線611に流れる交流電流の位相に対して、2π/3進んでいる。なお、図27の「t」は時間を表している
The high-frequency AC power supply unit 6 (see FIG. 1) outputs three-phase AC currents having different phases to the
高周波交流電源部6から第2コイル部620の導線621〜623に流れるそれぞれの交流電流は、振幅(I)を同一とし、角周波数(ω1b)を同一とする。導線622に流れる交流電流の位相は、導線621に流れる交流電流の位相に対して、π/3遅れている。また、導線623に流れる交流電流の位相は、導線621に流れる交流電流の位相に対して、2π/3遅れている。
The AC currents flowing from the high-frequency AC
ここで、導線611〜613、621〜623のずれ量と、各導線611〜613、621〜623に流れる交流電流の位相について、説明する。 Here, the shift | offset | difference amount of conducting wire 611-613, 621-623 and the phase of the alternating current which flows into each conducting wire 611-613, 621-623 are demonstrated.
波状の導線のx方向へのずれ量は、第1コイル部610の複数の波状の導線611〜613により形成される相数によって決まる。図27の例では、第1コイル部610に交流電流を流す際に3相を形成するように、導線611〜613が配置されている。このとき、ずれ量の単位は、ピッチ単位(λ1)の半分の長さに対して、相数を割った長さとなる。図27の例では、λ1/2×1/3により、ずれ量の単位はλ1/6となる。そして、三相を形成するように、導線611と導線612との間のずれ量はλ1/6となり、導線612と導線613との間のずれ量はλ1/6となる。
The amount of deviation of the wavy conductive wire in the x direction is determined by the number of phases formed by the plurality of wavy
例えば、第1コイル部610をN相のコイルにする場合には、ピッチ単位(λ1)の部分に、N個の波状のコイルを配置しつつ、各波状のコイルのずれ量を、λ1/2×1/Nとする。第2コイル部620のずれ量も、第1コイル部610と同様である。
For example, when the
導線611〜613に流す交流電流の各位相は、接続部614で接続されているコイルの形状によって決まる。例えば、図27(a)において、x軸の正方向に向かう電流が波状の導線611のみに流れている場合には、当該電流は接続部614で分岐して、導線612、613でx軸の負方向に向かって流れる。このとき、導線611〜613に流れる電流を三相交流電流とするには、接続部614で電流が戻る位置に応じて、各相の交流電流で位相差をつけなければならない。
Each phase of the alternating current that flows through the conducting
図27(a)の例では、x方向でみたときに、導線611と接続部614との接続点は1周期分に相当する。また、導線612と接続部614との接続点、及び、導線613と接続部614との接続点は1周期分に相当する。そして、導線611〜613と接続部614との各接続点の間は、λ1/6の長さでずれている。そのため、各接続点の間のずれに対応しつつ、導線611〜613に三相の交流電流を流すように、導線612の交流電流の位相は、導線611の交流電流の位相に対してπ/3進んでいる。また、導線613の交流電流の位相は、導線612の位相に対して、さらにπ/3進ませることになるため、導線611の位相に対しては2π/3進んでいる。
In the example of FIG. 27A, when viewed in the x direction, the connection point between the
すなわち、導線611〜613に流れるそれぞれの交流電流の位相は、導線611〜613のずれ量に対応している。基準となる導線611に対して、ある位相の交流電流を流す場合には、導線611と導線612、613との間のずれ量が大きいほど、導線611の交流電流と導線612、613の交流電流との間の位相が大きくなる。図27(a)の例では、波状のコイル間のずれ量は、導線611と導線612との間のずれ量よりも、導線611と導線613との間のずれ量の方が大きい。そのため、導線613の交流電流の位相が、導線612の交流電流の位相よりも大きくなる。
That is, the phase of each alternating current flowing through the conducting
次に、図28を用いて、第1コイル部610の磁界の特性、第2コイル部620の磁界の特性、及び送電コイル10の合成磁界の特性について説明する。図28は、各磁界の特性を示すグラフである。縦軸はz方向への磁界成分の強度を示し、横軸はx方向への位置を示す。またグラフaは第1コイル部610の磁界の特性を示し、グラフbは第2コイル部620の磁界の特性を示し、グラフcは送電コイル10の磁界の特性を示す。また、図28の矢印は、位相速度の方向を表している。
Next, the magnetic field characteristics of the
第1コイル部610から発生する磁界は、x軸の正方向に向かって進む、正弦波状の進行波となる。一方、第2コイル部620から発生する磁界は、x軸の負方向に向かって進む、正弦波状の後退波となる。このとき、進行波の位相速度(v1a)及び後退波の位相速度(v1b)は、それぞれ以下の式(3)で表される。
また磁界の進行波(Bz1a)及び後退波(Bz1b)の一般式は、以下の式(4)のようになる。
送電コイル10のz方向への磁界は、進行波で表される磁界と、後退波で表される磁界とを合成した磁界となる。本例では、図28に示すように、進行波のピーク部分と後退波のピーク部分は、互いに逆方向でx方向に移動している。そのため、進行波のピーク部分と後退波のピーク部分とを重なる部分では、z方向への磁界を強め合うことができる。また、進行波と後退波との位相速度を異なる速度にすれば、x方向におけるピーク部分の位置を、移動させることができる。以下、合成波の一般式を用いて説明する。
The magnetic field in the z direction of the
送電コイル10のz方向への磁界の一般式は、式(4)の2式を三角関数の積和公式を用いて和をとることで求められ、以下の式(5)のように表される。
式(5)のうちコサイン(cos)の成分が移動成分となり、サイン(sin)の成分が振動成分となる。 In equation (5), the cosine component is a moving component, and the sine component is a vibration component.
また、式(5)より、送電コイル10の磁界の位相速度(x方向への速度)(vz)は以下の式(6)で表される。
すなわち、コントローラ8(図1を参照)は、位相速度(Vz)を、給電路を走行する車両の車速に合わせることで、図28のグラフcで示した、送電コイル10の磁界のピーク部分を、受電コイル20に追随させることができる。そのため、コントローラ8は、車両の車速に応じて、第1コイル部610及び第2コイル部620に流す交流電流の周波数(ω1a、ω1b)をそれぞれ制御する。
That is, the controller 8 (see FIG. 1) adjusts the phase velocity (V z ) to the vehicle speed of the vehicle traveling on the power feeding path, so that the peak portion of the magnetic field of the
コントローラ8は、交流電流の周波数(ω1a、ω1b)を制御するためには、高周波交流電源部6の駆動周波数を制御することになる。このとき、式(5)の振動成分は、送電コイル10と受電コイル20間の磁気的な作用を低下させないために、送電回路部1の共振周波数、受電回路部2の共振周波数と対応されなければならない。共振周波数をf0とした場合に、共振周波数と送電コイル10の磁界の振動成分とを対応させるためには、以下の式(7)を満たさなければならない。
よって、合成磁界の振動周波数((ω1a+ω1b)/2)、共振回路の共振周波数、及び高周波交流電源部6の駆動周波数が、コイル間の磁気的な共鳴を維持できるように、対応させつつ、合成磁界の位相速度と車速とを一致させることが条件となる。このような条件を満たすために、交流電流の周波数(ω1a、ω1b)は、以下の式(8)、(9)で示す条件下で、コントローラ8により設定される。式(8)、(9)は、式(6)及び式(7)の連立方程式から導出される。ただし、位相速度(vz)は車速と一致する。
Therefore, the vibration frequency of the combined magnetic field ((ω 1a + ω 1b ) / 2), the resonance frequency of the resonance circuit, and the drive frequency of the high-frequency AC
式(8)及び式(9)のうち、共振周波数(f0)は、送信回路部1の回路設計により決まり、波数(k1)は第1コイル部610、第2コイル部620のピッチ単位に相当し、コイル形状によって予め決まる。そのため、式(8)及び式(9)を満たすように、車両の車速と、角周波数(ω1a、ω1b)との対応関係を示すマップを、コントローラ8のメモリ(図示しない)に予め記録しておく。
Among the expressions (8) and (9), the resonance frequency (f 0 ) is determined by the circuit design of the
そして、コントローラ8は、車両の位置を検出するセンサ等により、車両の位置と、検出の時間情報から、車速を演算する。または、コントローラ8は、車両からの信号を受信することで車両の位置、車速を検出してもよい。
Then, the
コントローラ8は、マップを参照し、検出又は演算した車速に対応する角周波数(ω1a、ω1b)を特定する。そして、コントローラ8は、高周波交流電源部6のうち、第1コイル部610に対して電流を出力する電源部分の駆動周波数を、ω1aに設定し、第2コイル部620に対して電流を出力する電源部分の駆動周波数を、ω1bに設定する。これにより、コントローラ8は、給電路を走行する車両の車速に応じて、第1コイル部610に流す交流電流の周波数、及び、第2コイル部620に流す交流電流の周波数を制御する。
The
上記のように、本例はx方向に沿うピッチ単位(λ1)に合わせて、xy平面で導線を波状にしたコイルユニットを形成し、コイルユニットに、ピッチ単位(λ1)を周期とする波状の導線611〜613と、ピッチ単位(λ1)を周期とする波状のコイル621〜623と複数設ける。そして、本例は、波状の導線611〜613を、ずれ量(λ1/6)分、x軸の正方向にずらして配置し、波状のコイル621〜623を、ずれ量(λ1/6)分、x軸の負方向にずらして配置する。さらに、本例は、コントローラ8により、コイル部610の電流位相を導線611〜613のずれ量(λ1/6)と対応させ、第2コイル部620の電流位相をコイル621〜623のずれ量(λ1/6)と対応させ、車両の位置に応じてコイル部610に流す交流電流の周波数と第2コイル部620に流す交流電流の周波数とを制御する。
As described above, in this example, a coil unit having a conductive wire in the xy plane is formed in accordance with the pitch unit (λ 1 ) along the x direction, and the pitch unit (λ 1 ) is set as a period in the coil unit. A plurality of wavy
これにより、本例は、車両の追随するように、特定の部分における近傍磁界の強度を高めて、他の不要な部分における近傍磁界強度を低減できる。 Thereby, this example can raise the intensity | strength of the near magnetic field in a specific part, and can reduce the near magnetic field intensity in another unnecessary part so that a vehicle may follow.
また本例は、交流電流を流した場合に、z方向への磁界をx軸の正方向に向かう進行波で形成するようにコイル部610を形成し、z方向への磁界をx軸の負方向に向かう後退波で形成するように第2コイル部620を形成する。これにより、本例は、車両とともに移動しながら給電可能な磁界合成波を得ることができる。
Further, in this example, when an alternating current is passed, the
なお、本発明の変形例として、第1コイル部610及び第2コイル部620は図29に示すような形状で構成されてもよい。図29は、本発明の変形例に係る非接触給電システムのコイルユニット600の平面図である。図29は、図27と同様に、本来、z方向に重なっている第1コイル部610、第2コイル部620を分けた上で、図29(a)及び図29(b)に示している。
As a modification of the present invention, the
変形例に係る第1コイル部610は、図27で示した接続部614を有していない。第1コイル部610はピッチ単位(λ1)を1周期とした波状の導線615〜617を有している。導線615〜617の波状の部分は、波状の導線611〜613と同様である。
The
導線615は、x方向の所定の位置(図29(a)の点線Pに相当)から、x軸の正方向に向かって、1周期分の矩形波で形成されている。導線616は、x方向の所定の位置(点線P)に対してx軸の正方向に、λ1/6ずらした位置から、x軸の正方向に向かって1周期分の矩形波で形成されている。また、導線616は、導線615の矩形波に対して反転させた上で、点線Pに対してλ1/6ずらして配置されている。導線617はx方向の所定の位置(点線P)に対してx軸の正方向に、λ1/3ずらした位置から、x軸の正方向に向かって1周期分の矩形波で形成されている。
The
導線615〜617の両端うち、高周波交流電源部6に対して反対側の端部は、x方向で同じ位置(中性点618)で接続されている。そのため、導線615は、1周期(ピッチ単位λ1に相当)分の位置から中性点618まで、λ1/6分、導線をx軸の正方向に延在させている。導線617は、端部を中性点618に合わせるように、矩形波の形を5λ1/6分としている。
Of the both ends of the conducting
図29(b)に示すように第2コイル部620は、ピッチ単位(λ1)を1周期とした波状の導線625〜627を有している。
As shown in FIG. 29B, the
導線625は、x方向の所定の位置(図29(b)の点線Qに相当)から、x軸の正方向に向かって、1周期分の矩形波で形成されている。導線626は、点線Qに対してx軸の負方向にλ1/6ずらした位置から、x軸の正方向に向かって1周期分の矩形波で形成されている。また、導線626は、導線625の矩形波に対して反転させた上で、点線Qに対してλ1/6ずらして配置されている。導線627は点線Qに対してx軸の負方向にλ1/3ずらした位置から、x軸の正方向に向かって1周期分の矩形波で形成されている。
The
導線615〜617の両端うち、高周波交流電源部6に対して反対側の端部は、中性点628で接続されている。導線625は、端部を中性点618に合わせるように、矩形波の形を5λ1/6分としている。導線627は、1周期(ピッチ単位λ1に相当)分の位置から中性点618まで、λ1/6分、導線をx軸の正方向に延在させている。
Of the both ends of the conducting
次に、導線615〜617及び導線625〜627に流れる交流電流の位相について説明する。変形例に係るコイルユニット600では、導線615〜617及び導線625〜627は中性点618、628でそれぞれ接続されている。そのため、コイル端部の接続点のずれによる位相差は、各導線615〜617、625〜627の交流電流の位相につけなくてもよい。
Next, the phase of the alternating current flowing through the conducting
一方、導線615〜617及び導線625〜627に流れる交流電流は三相交流電流となるため、三相交流にするための位相差が、各導線615〜617、625〜627の交流電流の位相につけられる。すなわち、導線616の交流電流の位相は、導線615の交流電流の位相に対して4π/3進んでいる。また、導線617の交流電流の位相は、導線615の位相に対しては2π/3進んでいる。また導線626の交流電流の位相は、導線625の交流電流の位相に対して4π/3遅れている。また、導線627の交流電流の位相は、導線625の位相に対しては2π/3遅れている。
On the other hand, since the alternating current flowing through the conducting
導線615の電流位相と導線616の電流位相との間の位相差(4π/3)について、導線616は、導線615の矩形波を反転させた上で、ずれ量をλ1/6とした位置に配置されている。矩形波をx方向に平行移動させた場合には、導線615と616との間のずれ量は、2λ1/3となる。そのため、導線615と導線616との間の位相差は、ずれ量(2λ1/3)に対応して設定されている。導線625と導線626との間の位相差についても、同様に、ずれ量(2λ1/3)に対応して設定されている。
Phase difference between the current phase of the current phase and
すなわち、導線615〜617に流れるそれぞれの交流電流の位相は、導線615〜617のずれ量に対応している。基準となる導線615に対して、ある位相の交流電流を流す場合には、導線615と導線616、617との間のずれ量が大きいほど、導線615の交流電流と導線616、617の交流電流との間の位相が大きくなる。また、導線625〜627の位相差と導線625〜627のずれ量との関係も、上記の導線625〜627の関係と同様である。
That is, the phase of each alternating current flowing through the conducting
なお本例は、第1コイル部610及び第2コイル部620に、ピッチ単位(λ1)を周期とする矩形波を1つとしたが、矩形波を複数にして、矩形波状の複数のコイルをx軸に沿って並べてもよい。また、導線611〜613、615〜617、621〜623、625〜627の形状は、必ずしも矩形波にしなくてもよく、例えば正弦波などの他の形状であってもよい。
In this example, the
《第7実施形態》
図30は、発明の他の実施形態に係る非接触給電システムのうち、送電コイル10を説明するための概念図である。本例では上述した第6実施形態に対して、送電コイル10に、複数のコイルユニットを設ける点が異なる。これ以外の構成は上述した第6実施形態と同じであり、第6の実施形態の記載を適宜、援用する。
<< 7th Embodiment >>
FIG. 30 is a conceptual diagram for explaining a
送電コイル10は、第6実施形態に係るコイルユニット600の他に、コイルユニット700及びコイルユニット800を有している。コイルユニット700は第1コイル部710と第2コイル部720とを有し、コイルユニット800は第2コイル部810と第2コイル部820とを有している。
The
第1コイル部710は、ピッチ単位をλ2としつつ、z方向への磁界を進行波で形成するためのコイルである。第2コイル部720は、ピッチ単位をλ2としつつ、z方向への磁界を後退波で形成するためのコイルである。また、第1コイル部810は、ピッチ単位をλ3としつつ、z方向への磁界を進行波で形成するためのコイルである。第2コイル部820は、ピッチ単位をλ3としつつ、z方向への磁界を後退波で形成するためのコイルである。
The
次に、図30を用いて、各コイルの重なりについて説明する。図30(a)はコイル部610、620、710、720、810、820の平面図を示し、図30(b)はコイルユニット600〜800の平面図を示し、図30(c)は送電コイル10の平面図を示す。なお、図30(a)では、コイル部の外形が、コイルユニット600〜800に対して小さくなっているが、実際の構成では、同じ大きさである。
Next, the overlapping of the coils will be described with reference to FIG. 30A shows a plan view of the
図30(a)及び図30(b)に示すように、第1コイル部610と第2コイル部620がz方向に重なることでコイルユニット600が構成される。また、第1コイル部710と第2コイル部720がz方向に重なることでコイルユニット700が構成される。第1コイル部810と第2コイル部820がz方向に重なることでコイルユニット800が構成される。
As shown in FIGS. 30A and 30B, the
図30(b)及び図30(c)に示すように、コイルユニット600〜800がz方向に重なることで、送電コイル10が構成される。
As illustrated in FIG. 30B and FIG. 30C, the
次に、コイルユニット600〜800の各構成を説明する。コイルユニット600は、第6実施形態と同様であるため説明を省略する。図31はコイルユニット700の平面図を示し、図31(a)は第1コイル部710の平面図であり、図31(b)は第2コイル部720の平面図である。図32はコイルユニット800の平面図を示し、図32(a)は第1コイル部810の平面図であり、図32(b)は第2コイル部820の平面図である。
Next, each structure of the coil units 600-800 is demonstrated. Since the
図31(a)に示すように第1コイル部710は、ピッチ単位(λ2)を1周期とした波状の導線711〜713と、導線711〜713を接続するための接続部714とを有している。導線711〜713の形状は、導線611〜613と同様に矩形波状であるが、ピッチ単位(λ2)をピッチ単位(λ1)よりも短くしている。そのため、導線711〜713は、コイルユニットあたり2つの矩形波をそれぞれ含み、コイルユニット700に含まれる矩形波の数がコイルユニット600よりも増えている。
As shown in FIG. 31A, the
図31(b)に示すように第2コイル部720は、ピッチ単位(λ2)を1周期とした波状の導線721〜723と、導線721〜723を接続するための接続部724とを有している。導線721〜723の形状は、コイル621〜623と同様に矩形波状であるが、ピッチ単位(λ2)をピッチ単位(λ1)よりも短くしている。また、第1コイル部710と同様に、第2コイル部720に含まれる矩形波状のコイル数は、コイルユニット600よりも増えている。
As shown in FIG. 31 (b), the
図32(a)に示すように第1コイル部810は、ピッチ単位(λ3)を1周期とした波状の導線811〜813と、導線811〜813を接続するための接続部814とを有している。導線811〜813の形状は、導線611〜613と同様に矩形波状であるが、ピッチ単位(λ3)をピッチ単位(λ1)及びピッチ単位(λ2)よりも短くしている。そのため、導線811〜813は、コイルユニットあたり4つの矩形波をそれぞれ含み、コイルユニット800に含まれる矩形波の数がコイルユニット600、700よりも増えている。
As shown in FIG. 32 (a), the
図32(b)に示すように第2コイル部820は、ピッチ単位(λ3)を1周期とした波状の導線821〜823と、導線821〜823を接続するための接続部824とを有している。導線821〜823の形状は、コイル621〜623と同様に矩形波状であるが、ピッチ単位(λ3)をピッチ単位(λ1)及びピッチ単位(λ2)よりも短くしている。また、第1コイル部810と同様に、第2コイル部820に含まれる矩形波状のコイル数は、コイルユニット600、700よりも増えている。
As shown in FIG. 32 (b), the
導線712、713に流れる交流電流の位相は、導線612、613の位相と同様に、基準となる導線711に流れる交流電流の位相に対して、π/3、2π/3ずつ進んでいる。また、導線722、723に流れる交流電流の位相は、コイル622、623の位相と同様に、基準となる導線721に流れる交流電流の位相に対して、π/3、2π/3ずつ遅れている。
The phase of the alternating current flowing through the conducting
導線812、813に流れる交流電流の位相も、同様に、基準となる導線811に流れる交流電流の位相に対して、π/3、2π/3ずつ進んでいる。また、導線822、823に流れる交流電流の位相も、同様に、基準となる導線821に流れる交流電流の位相に対して、π/3、2π/3ずつ遅れている。
Similarly, the phase of the alternating current flowing through the conducting
高周波交流電源部6は、第1コイル部610に対して角周波数(ω1a)の三相交流電流を流し、第2コイル部620に対して角周波数(ω1b)の三相交流電流を流す。また、高周波交流電源部6は、第1コイル部710に対して角周波数(ω2a)の三相交流電流を流し、第2コイル部720に対して角周波数(ω2b)の三相交流電流を流す。高周波交流電源部6は、第1コイル部810に対して角周波数(ω3a)の三相交流電流を流し、第2コイル部820に対して角周波数(ω3b)の三相交流電流を流す。
The high-frequency AC
次に、図33及び図34を用いて、コイルユニット700から発生する磁界の特性と、コイルユニット800から発生する磁界の特性とを説明する。図33はコイルユニット700の磁界特性を示すグラフであり、図34はコイルユニット800の磁界特性を示すグラフである。縦軸はz方向への磁界成分の強度を示し、横軸はx方向への位置を示す。またグラフaは第1コイル部710、810の磁界の特性をそれぞれ示し、グラフbは第2コイル部720、820の磁界の特性をそれぞれ示し、グラフcはコイルユニット700、800の合成磁界の特性を示す。また、図33、34の矢印は、位相速度の方向を表している。
Next, the characteristics of the magnetic field generated from the
コイルユニット600の第1コイル部610及び第2コイル部620と同様に、第1コイル部710から発生する磁界は、x軸の正方向に向かって進む、正弦波状の進行波となり、第2コイル部720から発生する磁界は、x軸の負方向に向かって進む、正弦波状の後退波となる。そのため、図33に示すように、コイルユニット600と同様に、コイルユニット700から発生する磁界は、進行波と後退波との合成した波で表され、進行波のピーク部分と後退波のピーク部分との重なる部分で強め合う。
Similar to the
第1コイル部710、第2コイル部720のピッチ単位(λ2)より、波数k2はk2=2π/λ2で表される。また第6実施形態の式(3)〜(5)により、コイルユニット700のz方向への合成磁界は、式(10)で表される。
また、位相速度(vz2)は式(11)で表される。
上記のコイルユニット700と同様に、コイルユニット800から発生する磁界は、第1コイル部810で発生する進行波の磁界と、第2コイル部820で発生する後退波の磁界との合成波となる。そして、図34に示すように、コイルユニット800の磁界は、進行波と後退波との合成した波で表され、進行波のピーク部分と後退波のピーク部分との重なる部分で強め合う。
Similar to the
第1コイル部810、第2コイル部820のピッチ単位(λ3)より、波数k3はk3=2π/λ3で表される。また第6実施形態の式(3)〜(5)により、コイルユニット800のz方向への合成磁界は、式(12)で表される。
また、位相速度(vz3)は式(13)で表される。
そして、送電コイル10のz方向への磁界は、コイルユニット600のz方向の磁界と、コイルユニット700のz方向の磁界と、コイルユニット800のz方向の磁界とを合成した磁界となる。図28、図33、図34のグラフcに示すように、各コイルユニット600〜800の合成磁界は、正弦波の進行波で表される。そのため、それぞれの正弦波のピーク部分がx方向の位置で合わせれば、送電コイル100の磁界がz方向に強まる。
The magnetic field in the z direction of the
各コイルユニット600〜800の合成磁界は、位相速度v1z、v2z、v3zで表され、これらの位相速度を一致させれば、それぞれの正弦波のピーク部分が同じ位置で重なることになる。
The combined magnetic fields of the
さらに、合成磁界のピーク部分を、給電路上を走行する車両に合わせるには、上記の全ての位相速度(v1z、v2z、v3z)を車速に合わせなければならない。そのため、コントローラ8(図1を参照)は、車両の車速に応じて、第1コイル部610、710、810及び第2コイル部620、720、820の周波数(ω1a、ω1b、ω2a、ω2b、ω3a、ω3b)をそれぞれ制御する。 Furthermore, in order to match the peak portion of the composite magnetic field to the vehicle traveling on the power supply path, all the above phase velocities (v 1z , v 2z , v 3z ) must be matched to the vehicle speed. For this reason, the controller 8 (see FIG. 1) determines the frequencies (ω 1a , ω 1b , ω 2a , ω 2b , ω 3a , ω 3b ) are controlled.
このとき、コントローラ8は、第6実施形態と同様に、交流電流の周波数を、送電回路部1の共振周波数及び受電回路部2の共振周波数と対応させるように、周波数(ω1a、ω1b、ω2a、ω2b、ω3a、ω3b)を制御している。
At this time, similarly to the sixth embodiment, the
周波数(ω2a、ω2b、ω3a、ω3b)と車両の車速は、周波数(ω1a、ω1b)と車速との対応関係と同様に、対応している。そのため、コントローラ8は、周波数(ω1a、ω1b、ω2a、ω2b、ω3a、ω3b)と車両の車速との対応関係を示すマップをメモリに記録し、検出した車速に対して当該マップを参照することで、周波数(ω1a、ω1b、ω2a、ω2b、ω3a、ω3b)を算出し、高周波交流電源部6の駆動周波数を制御する。
The frequency (ω 2a , ω 2b , ω 3a , ω 3b ) and the vehicle speed of the vehicle correspond to each other in the same manner as the correspondence relationship between the frequency (ω 1a , ω 1b ) and the vehicle speed. For this reason, the
位相速度(v1z、v2z、v3z)を一致させたときの、送電コイル10の合成磁界の特性を図35に示す。図35は、送電コイル10の合成磁界の特性を示すグラフである。図35において、Aの部分は、受電コイル20で受電される磁界(受電磁界)を示し、Bの部分は漏洩磁界を示す。図35のグラフにより、本発明は、受電磁界のピーク値の磁界に対して、漏洩磁界を1/3以下に低減できる。
FIG. 35 shows the characteristics of the combined magnetic field of the
上記のように、本例は、ピッチ単位(λ1、λ2、λ3)の異なるコイルユニット600〜800をz方向に重ねて配置する。これにより、本例は、車両の追随するように、特定の部分における近傍磁界の強度を高めて、他の不要な部分における近傍磁界強度を低減できる。
As described above, in this example, the
また本例は、車両の車速に応じて、高周波交流電源部6から第1コイル部610、710、810に流す交流電流の各周波数と、高周波交流電源部6から第2コイル部620、720、820に流す交流電流の各周波数とを制御する。これにより、本例は、車両を追随するように、特定の部分における近傍磁界の強度を高めて、他の不要な部分における近傍磁界強度を低減できる。
In addition, according to the vehicle speed of the vehicle, the frequency of the alternating current that flows from the high frequency AC
なお本例は、第1コイル部710、810及び第2コイル部720、820に、ピッチ単位(λ2、λ3)を周期とする矩形波をそれぞれ2つ、4つとしたが、矩形波の数をそれぞれ3つ以上、5つ以上にして、矩形波状の複数のコイルをx軸に沿って並べてもよい。また、ピッチ単位のコイル形状は必ずしも矩形波にしなくてもよく、例えば正弦波などの他の形状であってもよい。また、送電コイル10を構成するコイルユニット600〜800は3つに限らず、4つ以上にしてもよい。コイルユニットをN個にした場合には、コントローラ8は、1番目からN番目の第1コイル部に流す交流電流の周波数と、1番目からN番目の第2コイル部に流す交流電流の周波数とを制御することになる。
In this example, the
《第8実施形態》
図36は、発明の他の実施形態に係る非接触給電システムの送電コイル部10のうち、コイルユニット600に含まれる第1コイル部610の平面図である。本例では上述した第6実施形態に対して、第1コイル部610及び第2コイル部620の形状と、高周波交流電源部6を単相の交流電源としている点が異なる。これ以外の構成は上述した第6実施形態と同じであり、第6又は第7の実施形態の記載を適宜、援用する。なお、図36では、第1コイル部610の構成を分かりやすくするために、導線611〜613を少しずらして図示している。
<< Eighth Embodiment >>
FIG. 36 is a plan view of the
第1コイル部610は、一端となる端子から他端となる端子までを、一本の連続した導線で形成されている。第1コイル部610は導線611〜613を有している。導電611は、x方向の所定の位置(図36の点線Pに相当)から、ピッチ単位(λ1)を周期とした、4周期分の矩形波で形成されている。また、導線611は、4周期分の矩形波の先端を始点として、x軸の負方向に延在した直線で形成されている。x軸の負方向に延在した直線の終点は、点線Pの位置から、λ1/6分だけx軸の正方向にずれた位置である。
The
導線612は、点線Pの位置に対してx軸の正方向にλ1/6分ずれた位置から、ピッチ単位(λ1)を周期とした、4周期分の矩形波で形成されている。また、導線612は、4周期分の矩形波の先端を始点として、x軸の負方向に延在した直線で形成されている。x軸の負方向に延在した直線の終点は、点線Pの位置から、λ1/3分だけx軸の正方向にずれた位置である。
導線613は、点線Pの位置に対してx軸の正方向にλ1/3分ずれた位置から、ピッチ単位(λ1)を周期とした、4周期分の矩形波で形成されている。また、導線613は、4周期分の矩形波の先端を始点として、x軸の負方向に延在した直線で形成されている。x軸の負方向に延在した直線の終点は、第1コイル部10の端部となる。
第1コイル部610の導線の全長をLcとし、導線611の全長をLcpとすると、との間には、式(14)の関係が成立する。
また、第1コイル部610のx方向の長さとLoとし、第1コイル部610のy方向の長さをwとすると、以下の式(15)が成立する。
ただし、k1は波数であり、k1=2π/λ1となる。また長さ(Lo)はコイルユニット600の長手方向に長さに相当し、長さ(w)はコイルユニット600の幅方向に長さに相当する。
However, k 1 is the wave number, and k 1 = 2π / λ 1. The length (L o ) corresponds to the length in the longitudinal direction of the
そして、上記の構成で、第1コイル部610のx方向の長さを十分に長くして、単相の交流電流を第1コイル部610に流すと、導線611、導線612、導線613の間で120°の位相差が生じる。
When the length of the
これにより、本例は、高周波交流電源部6に単相の電源とした場合でも、第1コイル部610の形状によって、進行波を形成できる。
Thus, in this example, even when the high-frequency AC
また、第2コイル部620についても、上記と同様の方法で連続した一本の導線でコイルを形成し、後退波の磁界を発生させることができる。
Further, the
上記のように、本例は、第1コイル部610及び第2コイル部620を、それぞれ一本の連続した導線で形成し、高周波交流電源部6から第1コイル部610及び第2コイル部620に流れる交流電流を、単相の交流電流とする。これにより、単相の電源で進行波の磁界成分と後退波の磁界成分を生成できる。その結果として、高周波交流電源部6のコストを抑制できる。
As described above, in this example, the
なお本例では、導線611〜613は4つの矩形波を含むが、4つに限らず、2つ、3つ、又は5つ以上であってもよい。また、導線611〜613の数は3つに限らず、4以上であってもよい。
In addition, in this example, although conducting wire 611-613 contains four rectangular waves, it is not restricted to four, Two, three, or five or more may be sufficient. Moreover, the number of the conducting
1…送電回路部
10…送電コイル
11…コンデンサ
2…受電回路部
20…二次巻線
21、22…コンデンサ
5…非接触給電部
6…高周波交流電源部
100、121〜123、200、221〜223、300、321〜323、510、520、530、600、700、800…コイルユニット
400…単一コイル
610、710、810…第1コイル部
620、720、820…第2コイル部
DESCRIPTION OF
Claims (14)
電源に電気的に接続され、前記受電コイルに対して非接触で電力を送電する送電コイルと、
前記電源から前記送電コイルに出力される電流を制御する電流制御手段とを備え、
前記送電コイルは、
前記所定の方向に沿う第1ピッチの単位に合わせて、所定の平面で導線を交差させ、かつ、前記所定の平面において、交差した前記導線によりループ状の複数のコイルをそれぞれ形成した複数のコイルユニットを有し、
前記複数のコイルユニットは、
前記所定の平面に沿う方向に対して垂直方向に重ねて配置され、かつ、前記第1ピッチをそれぞれ異なる長さで形成され、
前記導線に一定の電圧を印加した場合に、前記複数のコイルの前記ループ状に流れる電流の導通方向は、前記導線の交差した部分を境に、互いに逆方向になり、
前記電流制御手段は、
前記電源から前記複数のコイルユニットに流れるそれぞれの交流電流の振幅を同一とする
ことを特徴とする非接触給電装置。 In a non-contact power feeding device that supplies power in a non-contact manner by at least a magnetic action to a power receiving coil provided in a moving body that travels in a predetermined direction,
A power transmission coil that is electrically connected to a power source and transmits power in a contactless manner to the power reception coil;
Current control means for controlling a current output from the power source to the power transmission coil,
The power transmission coil is:
A plurality of coils in which conductors are crossed on a predetermined plane in accordance with the unit of the first pitch along the predetermined direction, and a plurality of loop-shaped coils are formed by the conductors crossed on the predetermined plane. Has a unit,
The plurality of coil units are:
Arranged in a direction perpendicular to the direction along the predetermined plane, and the first pitch is formed with a different length,
When a constant voltage is applied to the conducting wires, the conduction directions of the currents flowing in the loop of the plurality of coils are opposite to each other at the intersection of the conducting wires,
The current control means includes
A non-contact power feeding apparatus, wherein the alternating currents flowing from the power source to the plurality of coil units have the same amplitude.
前記複数のコイルユニットは、
前記交流電流を流した場合に、前記ループ状のコイル面で、前記垂直方向に沿う磁界を前記複数のコイル毎に、それぞれ発生し、
前記磁界のうち前記垂直方向の磁界成分を合成した合成磁界は、所定の領域毎に強め合う部分と弱め合う部分とをもち、
前記所定の領域は、
前記複数のコイルユニットのうち最も前記第1ピッチの短い前記コイルユニットで前記ループ状に形成されたコイル面に対応する
ことを特徴とする非接触給電装置。 The non-contact device according to claim 1.
The plurality of coil units are:
When the alternating current is passed, a magnetic field along the vertical direction is generated for each of the plurality of coils on the loop-shaped coil surface,
A synthesized magnetic field obtained by synthesizing the magnetic field components in the vertical direction out of the magnetic fields has a portion that strengthens and a portion that weakens for each predetermined region,
The predetermined area is:
The non-contact power feeding apparatus, wherein the coil unit having the shortest first pitch among the plurality of coil units corresponds to a coil surface formed in the loop shape.
前記複数のコイルユニットは、前記第1ピッチの長いユニットから順に、N番目(ただし、Nは2以上の自然数)までのコイルユニットを含み、
ことを特徴とする非接触給電装置。
ただし、
λNはN番目の前記コイルユニットの前記第1ピッチの長さを示し、
λ1は1番目の前記コイルユニットの前記第1ピッチの長さを示す。 In the non-contact electric power feeder of Claim 1 or 2,
The plurality of coil units include, in order from the unit having the long first pitch, Nth (where N is a natural number of 2 or more) coil units,
The non-contact electric power feeder characterized by the above-mentioned.
However,
λ N represents the length of the first pitch of the Nth coil unit,
lambda 1 denotes the length of the first pitch of the first said coil unit.
前記電流制御手段は、
前記所定の方向に走行する前記移動体の位置に応じて、前記それぞれの交流電流の各位相を制御する
ことを特徴とする非接触給電装置。 In the non-contact electric power feeder as described in any one of Claims 1-3,
The current control means includes
A non-contact power feeding apparatus that controls each phase of each of the alternating currents according to a position of the moving body that travels in the predetermined direction.
前記電流制御手段は、
前記複数のコイルユニットのうち、一のコイルユニットに流す前記交流電流の位相を、一の位相として設定し、
前記複数のコイルユニットのうち、他のコイルユニットに流す前記交流電流の位相を、他の位相として設定し、
前記移動体の位置に応じて、前記他の位相を、前記一の位相に対して同位相又は逆位相に設定することで、前記他のコイルユニットに流す前記交流電流の前記位相を制御する
ことを特徴とする非接触給電装置。 In the non-contact electric power feeder of Claim 4,
The current control means includes
Among the plurality of coil units, the phase of the alternating current flowing through one coil unit is set as one phase,
Among the plurality of coil units, the phase of the alternating current flowing through the other coil units is set as another phase,
Controlling the phase of the alternating current flowing through the other coil unit by setting the other phase to the same phase or opposite phase with respect to the one phase according to the position of the moving body. The non-contact electric power feeder characterized by this.
前記複数のコイルユニットは、
前記第1ピッチの長いコイルユニットから順に、N番目(ただし、Nは2以上の自然数)までのコイルユニットを含み、かつ、
前記所定の平面において、前記交流電流を前記導線に通電できる通電範囲を前記所定の方向に沿う所定の長さ毎にそれぞれ設定され、
前記複数のコイルユニットの各通電範囲は、
少なくとも1つの前記コイルのコイル面で重なりつつ、前記所定の方向にずれて配置され、
前記複数のコイルユニットのうち、M番目(ただし、Mは、2以上でN以下の連続した自然数)コイルユニットの前記通電範囲は、
M−1番目コイルユニットの前記通電範囲に対して、所定のずれ量分、前記所定方向にずれており、
前記所定のずれ量は、前記M−1番目コイルユニットの前記第1ピッチの半分の長さに相当する
ことを特徴とする非接触給電装置。 In the non-contact electric power feeder as described in any one of Claims 1-5,
The plurality of coil units are:
In order from the coil unit having the long first pitch, the coil unit includes up to Nth (where N is a natural number of 2 or more) coil units, and
In the predetermined plane, an energization range in which the alternating current can be supplied to the conducting wire is set for each predetermined length along the predetermined direction,
Each energization range of the plurality of coil units is:
Arranged to be shifted in the predetermined direction while overlapping on the coil surface of at least one of the coils,
Among the plurality of coil units, the energization range of the Mth (where M is a continuous natural number of 2 or more and N or less) coil units is:
The M-1 coil unit is shifted in the predetermined direction by a predetermined shift amount with respect to the energization range,
The predetermined displacement amount corresponds to a half length of the first pitch of the M-1 th coil unit.
前記電流制御手段は、
前記所定の方向に走行する前記移動体の位置に応じて、前記交流電流を前記通電範囲へ通電するタイミングを制御する
ことを特徴とする非接触給電装置。 In the non-contact electric power feeder of Claim 6,
The current control means includes
A non-contact power feeding device that controls timing of energizing the alternating current to the energization range according to a position of the moving body traveling in the predetermined direction.
前記送電コイルは、
前記所定の平面と平行な面において単一のループ状のコイルで形成され、前記垂直方向で前記複数のコイルユニットに重ねて配置される単一コイルを有し、
ことを特徴とする非接触給電装置。
ただし、前記複数のコイルユニットが、前記第1ピッチの長いユニットから順に、N番目(ただし、Nは自然数)までのコイルユニットを含む場合に、
INはN番目のコイルユニットに流れる電流の振幅を示し、
nNはN番目のコイルユニットの巻数を示し、
SNはN番目のコイルユニットを形成する前記複数のコイルのうち、1つのコイルのコイル面の面積を示し、
Isは前記単一コイルに流れる電流の振幅を示し、
nsは前記単一コイルの巻数を示し、
Ssは前記単一コイルのコイル面の面積を示す。 In the non-contact electric power feeder as described in any one of Claims 1-7,
The power transmission coil is:
A single coil that is formed of a single loop-shaped coil in a plane parallel to the predetermined plane, and is arranged to overlap the plurality of coil units in the vertical direction;
The non-contact electric power feeder characterized by the above-mentioned.
However, when the plurality of coil units include coil units up to the Nth (where N is a natural number) in order from the unit having the long first pitch,
I N represents the amplitude of the current flowing through the N-th coil unit,
n N indicates the number of turns of the Nth coil unit,
S N represents the area of the coil surface of one coil among the plurality of coils forming the Nth coil unit,
I s represents the amplitude of the current flowing in said single coil,
n s indicates the number of turns of the single coil;
S s indicates the area of the coil surface of the single coil.
前記送電コイルは、
前記複数のコイルユニットを含むコイルユニットのグループを複数有し、
前記複数のグループは、
前記所定の平面で、前記第1ピッチの長さを同一とする前記コイルユニット同士を、前記所定の方向に対して垂直方向に互いに隣り合って配置され、
前記隣り合って配置されたコイルユニットを形成する前記複数のコイルのうち、隣り合う一対のコイルに流れる前記交流電流の導通方向は互いに逆向きである
ことを特徴とする非接触給電装置。 In the non-contact electric power feeder as described in any one of Claims 1-8,
The power transmission coil is:
A plurality of groups of coil units including the plurality of coil units;
The plurality of groups are:
In the predetermined plane, the coil units having the same length of the first pitch are arranged adjacent to each other in a direction perpendicular to the predetermined direction,
The non-contact power feeding device according to claim 1, wherein conduction directions of the alternating currents flowing in a pair of adjacent coils among the plurality of coils forming the adjacent coil units are opposite to each other.
電源に電気的に接続され、前記受電コイルに対して非接触で電力を送電する送電コイルと、
前記電源から前記送電コイルに流れる交流電流を制御する電流制御手段とを備え、
前記送電コイルは、
前記所定の方向に沿う第2ピッチの単位に合わせて、所定の平面で導線を波状に形成したコイルユニットを有し
前記コイルユニットは、
前記第2ピッチの長さを周期とする前記波状の導線を複数含んだ第1コイル部と、前記第2ピッチの長さを周期とする前記波状の導線を複数含んだ第2コイル部とを有し、
前記第1コイル部は、
前記複数の波状の導線のそれぞれを、第1のずれ量分、前記所定の方向にずらして配置し、
前記第2コイル部は、
前記複数の波状の導線のそれぞれを、第2のずれ量分、前記所定の方向に対して逆方向にずらして配置し、
前記電流制御手段は、
前記第1コイル部の前記複数の波状の導線に流す前記交流電流の位相を、前記第1のずれ量と対応させ、
前記第2コイル部の前記複数の波状の導線に流す前記交流電流の位相を、前記第2のずれ量と対応させ、
前記所定の方向に走行する前記移動体の速度に応じて、前記電源から前記第1コイル部に流す前記交流電流の周波数、及び、前記電源から前記第2コイル部に流す前記交流電流の周波数を制御する
ことを特徴とする非接触給電装置。 In a non-contact power feeding device that supplies power in a non-contact manner by at least a magnetic action to a power receiving coil provided in a moving body that travels in a predetermined direction,
A power transmission coil that is electrically connected to a power source and transmits power in a contactless manner to the power reception coil;
Current control means for controlling an alternating current flowing from the power source to the power transmission coil,
The power transmission coil is:
In accordance with the unit of the second pitch along the predetermined direction, the coil unit has a coil unit in which a conducting wire is formed in a wave shape on a predetermined plane.
A first coil portion including a plurality of the wavy conductive wires having the length of the second pitch as a cycle; and a second coil portion including a plurality of the wavy conductive wires having the length of the second pitch as a cycle. Have
The first coil portion is
Each of the plurality of wavy conductive wires is shifted in the predetermined direction by a first shift amount,
The second coil part is
Each of the plurality of wavy conductive wires is shifted in a direction opposite to the predetermined direction by a second shift amount,
The current control means includes
The phase of the alternating current flowing through the plurality of wavy conductive wires of the first coil portion is made to correspond to the first shift amount,
The phase of the alternating current flowing through the plurality of wavy conductive wires of the second coil portion is made to correspond to the second shift amount,
The frequency of the alternating current that flows from the power source to the first coil unit and the frequency of the alternating current that flows from the power source to the second coil unit according to the speed of the moving body traveling in the predetermined direction. A non-contact power feeding device that is controlled.
前記第1コイル部は、
前記交流電流を流した場合に、前記所定の平面に沿った方向に対して垂直方向に沿う磁界を、前記所定の方向に向かう進行波で形成し、
前記第2コイル部は、
前記交流電流を流した場合に、前記垂直方向に沿う磁界を、前記逆方向に向かう後退波で形成する
ことを特徴とする非接触給電装置。 In the non-contact electric power feeder of Claim 10,
The first coil portion is
When the alternating current is passed, a magnetic field along a direction perpendicular to the direction along the predetermined plane is formed by a traveling wave toward the predetermined direction,
The second coil part is
A contactless power supply device, wherein when the alternating current is passed, a magnetic field along the vertical direction is formed by a backward wave directed in the opposite direction.
前記送電コイルは、前記コイルユニットを複数有し、
前記複数のコイルユニットは、
前記所定の平面に沿う方向に対して垂直方向に重ねて配置され、かつ、前記第2ピッチをそれぞれ異なる長さで形成される
ことを特徴とする非接触給電装置。 In the non-contact electric power feeder of Claim 11,
The power transmission coil has a plurality of the coil units,
The plurality of coil units are:
A non-contact power feeding device, wherein the second pitch is formed to have a different length from each other in a direction perpendicular to a direction along the predetermined plane.
前記複数のコイルユニットは、前記第2ピッチの長いユニットから順に、N番目(ただし、Nは2以上の自然数)までのコイルユニットを含み、
前記電流制御手段は、
前記移動体の速度に応じて、1番目からN番目までの前記第1コイル部に対してそれぞれ流す前記交流電流の各周波数と、前記1番目からN番目までの前記第2コイル部に対してそれぞれ流す前記交流電流の各周波数とを、前記1番目からN番目までそれぞれ制御する
ことを特徴とする非接触給電装置。 The contactless power supply device according to claim 12,
The plurality of coil units include, in order from the long unit of the second pitch, up to Nth (where N is a natural number of 2 or more) coil units,
The current control means includes
Depending on the speed of the moving body, each frequency of the alternating current that flows through the first to Nth first coil sections, and the first to Nth second coil sections, respectively. A non-contact power feeding apparatus that controls each frequency of the alternating current to flow from the first to the Nth.
前記第1コイル部に含まれる前記複数の波状の導線は、連続した一本の導線であり、
前記第2コイル部に含まれる前記複数の波状の導線は、連続した一本の導線であり、
前記電源から前記第1コイル部及び前記第2コイル部に流れるそれぞれの交流電流は、単相の交流電流である
ことを特徴とする非接触給電装置。 In the non-contact electric power feeder as described in any one of Claims 10-13,
The plurality of wavy conductive wires included in the first coil portion are continuous single conductive wires,
The plurality of wavy conductive wires included in the second coil portion are continuous single conductive wires,
The AC power flowing from the power source to the first coil unit and the second coil unit is a single-phase AC current.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013208085A JP6167823B2 (en) | 2013-10-03 | 2013-10-03 | Non-contact power feeding device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013208085A JP6167823B2 (en) | 2013-10-03 | 2013-10-03 | Non-contact power feeding device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015073381A JP2015073381A (en) | 2015-04-16 |
JP6167823B2 true JP6167823B2 (en) | 2017-07-26 |
Family
ID=53015389
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013208085A Expired - Fee Related JP6167823B2 (en) | 2013-10-03 | 2013-10-03 | Non-contact power feeding device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6167823B2 (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6622523B2 (en) * | 2015-09-04 | 2019-12-18 | キヤノン株式会社 | Mobile device and non-contact power transmission system |
JP6774760B2 (en) * | 2016-01-27 | 2020-10-28 | 日東電工株式会社 | Magnetic field forming device, power feeding device, power receiving device, power receiving device and portable device |
US10293700B2 (en) * | 2016-12-22 | 2019-05-21 | Hyundai America Technical Center, Inc | Wireless charging system for electric vehicle with adjustable flux angle |
CN110663157B (en) * | 2017-05-26 | 2024-02-13 | 通用电气公司 | Power transmission device and related method thereof |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5537981B2 (en) * | 2010-02-15 | 2014-07-02 | 株式会社豊田中央研究所 | Mobile power feeder |
JP2011223703A (en) * | 2010-04-07 | 2011-11-04 | Showa Aircraft Ind Co Ltd | Portable type non-contact power supply device |
EP2572363B1 (en) * | 2010-05-19 | 2024-03-20 | Auckland UniServices Limited | Inductive power transfer system primary track topologies |
EP2524834A1 (en) * | 2011-05-18 | 2012-11-21 | Brusa Elektronik AG | Device for inductive charging of at least one electrical energy storage device of an electric car |
-
2013
- 2013-10-03 JP JP2013208085A patent/JP6167823B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2015073381A (en) | 2015-04-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6608498B2 (en) | Multiple coil flux pad | |
JP6167823B2 (en) | Non-contact power feeding device | |
CN107294224B (en) | Multi-coil excitation magnetic field coupling type wireless charging platform | |
RU2498912C9 (en) | Inductive receipt of electric power for transport facility | |
JP6260693B2 (en) | Contactless power supply | |
JP6406225B2 (en) | Non-contact power feeding device | |
CN103918151A (en) | Providing a vehicle with electric energy using a receiving device adapted to receive an alternating electromagnetic field | |
JP6060158B2 (en) | Multi-conductor single-phase induction feed truck | |
CN104470752A (en) | Arrangement and method for providing a vehicle with electric energy by magnetic induction | |
JP5347619B2 (en) | Non-contact power feeding device and electric vehicle | |
JPH04208058A (en) | Device for propelling magnetically levitated vehicle | |
WO2021124924A1 (en) | Contactless power feeding device | |
CN112865325B (en) | Tripolar plane type transmitting mechanism, transmission system thereof and current vector modulation method | |
JP6354437B2 (en) | Non-contact power feeding device | |
JP2021023095A (en) | Non-contact power supply system | |
JP2005170380A (en) | Non-contact current feed system | |
US20220029458A1 (en) | Inductive power transfer coupler array | |
WO2021131607A1 (en) | Foreign object detection device, power transmission device, power reception device, and power transmission system | |
JP6233222B2 (en) | Contactless power supply system | |
JP7018467B2 (en) | Power transmission device and power receiving device | |
JP6405984B2 (en) | Detection coil, feeding coil, and receiving coil | |
WO2020174900A1 (en) | In-motion contactless power supply system | |
JP7041644B2 (en) | Power transmission device | |
Vu et al. | A concept of multiphase dynamic charging system with constant output power for electric vehicles | |
JP7225491B2 (en) | Induction vehicle |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160826 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20170526 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170530 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170612 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6167823 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |