CN112514203A - 送电装置、受电装置、无线电力传输系统以及送电装置的驱动方法 - Google Patents

送电装置、受电装置、无线电力传输系统以及送电装置的驱动方法 Download PDF

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Abstract

送电装置具备：送电线圈；防磁空间，其是由配置于所述送电线圈的外侧的送电侧消除线圈生成的；移动构件，其能够使金属异物移动；以及移动机构，其能够使所述移动构件的上表面的一部分或全部从所述防磁空间外移动到所述防磁空间内。

Description

送电装置、受电装置、无线电力传输系统以及送电装置的驱动 方法
技术领域
本公开涉及一种以无线方式传输电力的送电装置、以无线方式接受电力的受电装置、具备送电装置和受电装置双方的无线电力传输系统。
背景技术
在无线电力传输系统中，存在如下问题：当在送电线圈与受电线圈之间存在金属异物的状态下以非接触方式传输电力时，金属异物发热而危险。因此，如图17所示，在专利文献1中，用滑动片使送电装置的表面上的金属异物A从送电装置的表面上落下到送电装置的周边部，从而将其从送电线圈(未图示)与受电线圈(未图示)之间去除。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2016-59236号公报
发明内容
但是，近年来，想要非接触且短时间地对电动汽车(EV)进行充电的需求变多，期望以非接触方式进行高输出的电力传输(例如，120kW以上)。在这样的情况下，送电线圈所产生的漏磁通变大，在用滑动片使金属异物落下或移动后的送电装置的周边部(送电线圈的外侧)，也存在金属异物发热的担忧。
为了解决上述问题，本公开的一个方式所涉及的送电装置具备：送电线圈；防磁空间，其是由配置于所述送电线圈的外侧的送电侧消除线圈生成的；移动构件，其能够使金属异物移动；以及移动机构，其能够使所述移动构件的上表面的一部分或全部从所述防磁空间外移动到所述防磁空间内。
这些概括性的或者具体的方式也可以通过系统、方法、集成电路、计算机程序或者记录介质来实现。或者，也可以通过系统、装置、方法、集成电路、计算机程序以及记录介质的任意的组合来实现。
根据本公开的一个方式，即使以非接触方式进行高输出的电力传输，也能够抑制存在于上述送电装置的周边部的金属异物的发热。
附图说明
图1是本公开的实施方式1中的无线电力传输系统的概要结构图。
图2是本公开的实施方式1中的无线电力传输系统的侧视图。
图3是本公开的实施方式1中的送电装置的概要图。
图4是表示本公开的实施方式1中的移动构件的变形例的图。
图5是表示本公开的实施方式1中的送电装置的动作的流程图。
图6是本公开的实施方式2中的送电装置的概要侧视图。
图7是表示本公开的实施方式2的动作的流程图。
图8是表示本公开的实施方式2中的送电装置的变形例的概要侧视图。
图9是本公开的实施方式3中的无线电力传输系统的概要侧视图。
图10是表示本公开的实施方式3中的无线电力传输系统的结构的例子的框图。
图11是本公开的实施方式3中的无线电力传输系统的变形例的概要侧视图。
图12是本公开的实施方式4中的送电装置的概要侧视图。
图13是表示本公开的实施方式4的动作的流程图。
图14A是本公开的实施方式5中的送电侧消除线圈的概要结构图。
图14B是本公开的实施方式5中的送电侧消除线圈的电路图。
图15是表示本公开的实施方式5中的负电阻电路的一例的图。
图16是表示本公开的实施方式6中的防磁空间的一例的图。
图17是表示以往技术的送电装置的概要结构图。
具体实施方式
(作为本公开的基础的见解)
在说明本公开的实施方式之前，说明作为本公开的基础的见解。
图1是示意性地表示以无线方式向移动体200供给电力的无线电力传输系统11的一例的图。在该无线电力传输系统11中，沿路面配置的送电线圈110以无线方式向配置于移动体200的底面的受电线圈215传输电力。在该例中，移动体200是由电动马达驱动的车辆。移动体200例如能够是巴士、汽车、电车、无人搬运车(AGV)等车辆，但是也可以是车辆以外的可动物体。
在图1中，示出了表示相互正交的X、Y、Z方向的XYZ坐标。在以下的说明中，使用所图示的XYZ坐标。将移动体200的行进方向设为Y方向，将与路面垂直的方向设为Z方向，将与Y方向及Z方向双方垂直的方向设为X方向。此外，本申请的附图所示的构造物的朝向是考虑说明的易懂性来设定的，并不用于对实际实施本公开的实施方式时的朝向进行任何限制。另外，附图所示的构造物的整体或一部分的形状及大小也不用于限制实际的形状及大小。
无线电力传输系统11具备送电装置101和受电装置210。送电装置101将从外部的电源300供给的电力从送电线圈110向受电线圈215输出。受电装置210设置于移动体200。受电装置210除了具备受电线圈215以外，还具备未图示的整流电路和受电控制电路等结构要素。
在这样的系统中，当在送电线圈110的正上方或其附近存在金属异物400时，在送电时金属异物400被加热，存在产生安全上的问题的担忧。因此，此前提出了以下技术：在电力传输时探测这种金属异物，并去除金属异物。
例如，专利文献1公开了以下装置：使用异物去除板或刷子那样的构件，来去除存在于送电装置的上表面的金属异物。异物去除板是与汽车的雨刮器类似的构件。为了参考，将专利文献1的图1的一部分引用为图17。
在专利文献1所公开的方法中，确实可能去除存在于送电装置的上表面的异物，但是根据异物不同，存在不能去除的情况。侵入到送电线圈的上表面的异物例如除了包括含有铜、锌或镍等金属的硬币、或者钢罐或铝罐等金属异物以外，还可能包括土或泥等非金属异物、或者昆虫或猫等动物。根据异物不同，有时可能在送电装置的上表面(即，平面性的表面)与异物去除构件之间挤过去，从而不被去除而残留。这样，在通过某种手段来去除金属异物这样的方法中，难以可靠地去掉金属异物。
另外，在下雨后放晴的情况下，例如，土会与金属异物混合，并且土会干燥。在这样的情况下，在送电装置的上表面，金属异物被土固定，难以可靠地去掉金属异物。
本发明人们发现了以上的问题，并探讨了用于解决该问题的结构。本发明人们想到了，能够不通过去除金属异物、而是通过使载置有金属异物的移动构件移动到送电侧消除线圈的外侧，来防止金属异物的发热。
另外，本发明人们想到了，即使如上述所记载的那样从送电装置以非接触方式进行高输出的传输(例如，120kW以上)，也能够通过改变移动构件与送电侧消除线圈的相对位置，来防止存在于送电装置的周边部的金属异物的发热。
本公开的一个方式所涉及的送电装置具备：送电线圈；防磁空间，其是由配置于所述送电线圈的外侧的送电侧消除线圈生成的；移动构件，其能够使金属异物移动；以及移动机构，其能够使所述移动构件的上表面的一部分或全部从所述防磁空间外移动到所述防磁空间内。
通过上述方式，即使以非接触方式进行高输出的电力传输，也能够抑制存在于上述送电装置的周边部的金属异物的发热。
本公开的其它方式所涉及的送电装置具备：送电线圈；送电侧消除线圈，其配置于所述送电线圈的外侧，生成与所述送电线圈所生成的磁场反向的磁场；壳体，在该壳体的内部具备所述送电线圈和所述送电侧消除线圈；开口部，其设置于所述送电线圈的上方且在所述壳体的表面；移动构件，其能够覆盖所述开口部，且能够载置金属异物；移动机构，其使所述移动构件的上表面的一部分或全部移动到所述送电侧消除线圈的外侧；以及带，其配置于所述壳体内，将从所述开口部侵入的所述金属异物搬送到所述送电侧消除线圈的外侧。
通过上述方式，即使在以非接触方式进行电力传输的期间金属异物侵入，也能够持续且安全地进行动作。
本公开的其它方式所涉及的受电装置是一种与送电装置相向配置的受电装置，所述送电装置具有：送电线圈；以及移动机构，其使能够载置金属异物的移动构件的上表面的一部分或全部移动到所述送电线圈的外侧。受电装置具备：受电线圈，其与所述送电线圈所生成的磁场耦合；以及受电侧消除线圈，其配置于所述受电线圈的外侧，生成与所述受电线圈所生成的磁场反向的磁场。
通过上述方式，即使以非接触方式进行高输出的电力传输，也能够抑制存在于上述送电装置的周边部的金属异物的发热。
(实施方式1)
下面，说明本公开的更具体的实施方式。但是，有时省略超过需要的详细说明。例如，有时省略已经公知的事项的详细说明、对实质上相同的结构的重复说明。这是为了避免以下的说明不需要地变得冗长，易于本领域技术人员的理解。此外，发明人们是为了本领域技术人员充分地理解本公开而提供附图及以下的说明，并不意图通过它们来限定权利要求书中记载的主题。在以下的说明中，对相同或类似的结构要素标注相同的参照标记。
[基本结构]
如图1所示，送电装置101经由线缆等来与外部的电源300电连接。送电装置101在壳体580的内部具备送电线圈110。在送电装置101中的送电线圈110之上可能存在金属异物400、非金属异物410的异物。
图2是表示以下状况的示意图：送电线圈110与受电线圈215相向，正在从送电线圈110向受电线圈215以非接触方式传输电力。
如图2所示，送电线圈110与受电线圈215电磁(或者磁)耦合，来将电力输出到受电线圈215。受电线圈215通过从送电线圈110产生的磁场来与送电线圈110磁耦合，接受所传输的电力(即能量)的至少一部分。受电线圈215将接受到的电力经由未图示的整流电路供给到移动体200内的负载(二次电池等)。由此，向移动体200进行充电和供电。
图3是示意性地表示送电装置101的图。图3的(a)示出送电装置101的YZ截面(移动构件510移动前)，图3的(b)示出送电装置101的俯视图(移动构件510移动后)，图3的(c)示出送电装置101的YZ截面(移动构件510移动后)。该送电装置101具备壳体580、移动构件510、配置于壳体580内部的送电线圈110、送电电路120、以及送电侧消除线圈130。
送电侧消除线圈130配置于比送电线圈110靠外侧的位置，用于通过感应电动势来生成与送电线圈110所生成的磁场反向的磁场。
在产生磁场的送电线圈110存在于送电侧消除线圈130的内侧的情况下，防磁空间是指送电侧消除线圈的外侧的磁场强度小于内侧的磁场强度的空间。在实施方式1中，如图3所示，送电侧消除线圈130形成为半径比送电线圈110的半径大的同心圆状，配置于送电线圈110的径向上的外侧，但是只要能够形成防磁空间即可，也可以不是严格的同心圆，也可以不是严格的径向的外侧。
如图3的(b)所示，优选的是，送电侧消除线圈130是圆形、椭圆、矩形等包围送电线圈110那样的形状。送电侧消除线圈130例如优选是铜、铝、漆包线等的线、板状等的导体，且是两端短路的环形线圈。在线的情况下，也可以是缠绕了1次或多次而成的形状。在板状的情况下，也可以重叠多层。
如图3的(a)所示，移动构件510配置于壳体580的表面上，能够载置金属异物400。优选的是，在移动构件510的与行进方向(右方向)相反的一侧，配置止挡件610，以使金属异物400不会滑落。
金属异物400会侵入到壳体580的表面上，因此优选的是，移动构件510的表面的大小比送电侧消除线圈130和壳体580的表面的大小大，以使金属异物400不会载置于壳体580。如图4所示，在移动构件510的两端部存在折回的部分(折回部511)的情况下，金属异物400有时无法侵入到折回的部分。在该情况下，能够载置金属异物400的是移动构件510的上表面的一部分。金属异物400能够载置于移动构件510的上表面的一部分或全部。
如图3的(c)所示，通过图10中记载的移动机构530来使能够载置金属异物400的移动构件510的上表面的一部分或全部移动到送电侧消除线圈130的外侧(防磁空间)。因此，能够通过移动机构530来使载置于移动构件510的金属异物400移动到防磁空间，从而能够防止金属异物400的发热。
此外，在图3的(c)中，使移动构件510向右侧移动，但是也可以向左侧移动。另外，也可以是，使移动构件510在大致中央处分为2部分，以从中央部向左右打开(对开)的方式移动。
[动作]
图5是表示送电装置的基本动作的流程图。
首先，使移动机构530进行动作，来使移动构件510的上表面的一部分或全部移动到送电侧消除线圈130的外侧(S101)。此外，优选的是，在移动构件510移动前(图3的(a)所示的状态)，如图2所示那样，移动体200覆盖着送电装置101。
接着，从送电线圈110向送电线圈外(例如，受电线圈215)输出电力(S102)。
说明步骤S102的详情。如图3所示，送电电路120将从外部的电源300供给的电力转换为适于电力传输的频率及电压的交流电力后输出。送电线圈110与送电电路120连接，将从送电电路120供给的交流电力传输到受电线圈215。送电电路120具备图3中未示出的逆变器电路和送电控制电路等结构要素。其结果是，能够防止载置于移动构件510的上表面的一部分或全部的金属异物400的发热，能够安全地以非接触方式输出电力。
(实施方式2)
与实施方式1的不同之处在于，如图6所示，在移动构件510移动后(金属异物侵入了防磁空间之后)，移动构件510一边使金属异物400移动，一边使金属异物400移动到送电侧消除线圈130的与移动方向相反的一侧的外侧来将其去除。
图6的(a)是与图3的(c)对应的图。图6的(b)是在从送电线圈110以非接触方式输出电力时金属异物400侵入到送电侧消除线圈130的内侧且侵入到壳体580上的情况下的图。在该情况下，在金属异物400中产生涡流，从而发热。
因此，如图6的(c)所示，通过使移动构件510返回，来使金属异物400移动到送电侧消除线圈130的与移动方向相反的一侧的外侧。关于使移动构件510返回的时机，也可以是以定期的间隔返回。或者，也可以是，通过摄像机、温度传感器等传感器探测到金属异物400后，使移动构件510返回。另外，也可以是，在探测到金属异物400之后，使从送电线圈110向送电线圈外(例如，受电线圈215)的电力输出减少或停止，之后使移动构件510返回。其结果是，能够防止金属异物400的发热。
此外，如图6所示，优选的是，金属异物400收容于配置在送电装置102的侧面等的收容容器600。
为了以非接触方式输出电力，再次如图6的(a)所示那样，使移动构件510的上表面的一部分或全部移动到送电侧消除线圈130的外侧，从送电线圈110以非接触方式输出电力。通过重复图6的(a)～(c)，能够持续且安全地从送电线圈110以非接触方式输出电力。
[动作]
图7是表示图6所示的送电装置的动作的流程图。
首先，使图3中未示出的移动机构(图10)进行动作，来使移动构件的上表面的一部分或全部移动到送电侧消除线圈的外侧(S201)。此外，优选的是，在移动构件移动前，移动体200覆盖着送电装置。
接着，从送电线圈向送电线圈外(例如，受电线圈)输出电力(S202)。
接着，当金属异物侵入到壳体上表面时，使从送电线圈输出的电力减少或停止(S203)。
接着，在使移动构件返回的同时，使金属异物移动到送电侧消除线圈的与移动方向相反的一侧的外侧(S204)。
判断是否继续从送电线圈输出电力(S205)。在继续(是)的情况下，返回到步骤S201。在不继续(否)的情况下，结束处理。
此外，如图8所示，送电装置102的移动构件的与移动方向相反的一侧的端部也可以具备与所述壳体580的表面接触的金属异物400的去除构件620。在该情况下，在壳体580的表面与移动构件510之间也可以存在间隙。其结果是，壳体580的表面与移动构件510的接触面积减少，因此能够减轻移动机构的负荷。
去除构件620优选是板状、刷子状的形态，材质优选是不锈钢、铝等金属、树脂、木头、橡胶、布、纱等。
此外，也可以在移动构件510的两端部配置止挡件610。
(实施方式3)
与实施方式1及2的不同之处在于，如图9所示，将受电装置210配置为与送电装置103相向。
图9是从送电装置以非接触方式向受电装置210输出电力的无线电力传输系统13。图9所示的送电装置103与实施方式1的送电装置101的不同之处在于不具有送电侧消除线圈130。图9的(a)示出移动构件510移动前的状态，图9的(b)示出移动构件510移动后的状态。如图9所示，送电装置103中包含的送电线圈110与受电装置210中包含的受电线圈215相向，送电线圈110与受电线圈215电磁耦合。
如图9所示，受电侧消除线圈220只要配置于受电线圈215的外侧，通过感应电动势来生成与受电线圈215所生成的磁场反向的磁场即可。
受电侧消除线圈220能够在比受电侧消除线圈220靠外侧的空间削弱受电线圈215所产生的磁场，来生成防磁空间。在实施方式3中，受电侧消除线圈220形成为半径比受电线圈215的半径大的同心圆状，配置于受电线圈215的径向上的外侧，但是只要能够形成防磁空间即可，也可以不是严格的同心圆，也可以不是严格的径向的外侧。
送电装置103使移动构件510移动来调整为能够载置金属异物400的移动构件510的上表面的一部分或全部位于受电侧消除线圈220的外侧。其结果是，能够防止载置于移动构件510的金属异物400的发热。此外，也能够应用上述实施方式2中说明的金属异物的去除方法。
图10是表示图9的无线电力传输系统13的结构的例子的框图。送电装置103具备前述的送电线圈110、送电电路120、位置传感器140、移动构件510、移动机构530、通信电路170。送电电路120具备逆变器电路160和送电控制电路150。逆变器电路160连接于外部的电源300与送电线圈110之间。
逆变器电路160将从电源300供给的直流电力转换为交流电力后供给到送电线圈110。送电控制电路150对逆变器电路160、通信电路170、位置传感器140以及移动机构530进行控制。送电控制电路150例如控制逆变器电路160中的多个开关元件的导通/非导通来输出期望的频率及电压的交流电力。送电控制电路150还对移动机构530进行控制来改变移动构件510的位置。通信电路170与移动体200中的通信电路270之间进行信号的发送接收。位置传感器140起到以下作用：测量受电装置210(移动体200)与送电装置103的相对位置。
移动机构530只要改变壳体580与移动构件510的相对位置即可。关于移动机构530，例如可以使用由移动体200的一部分进行接触并推动移动构件510等的机械式、线性马达等电动式、具备电动马达和多个齿轮(例如包括齿条齿轮)的直动机构等机械式与电动式的组合等。
移动体200(受电装置210)具备受电线圈215、受电侧消除线圈220、整流电路225、受电控制电路230、二次电池240、通信电路270、电动马达260以及马达逆变器250。整流电路225与受电线圈215连接，将从受电线圈215输出的交流电力转换为直流电力后输出。
电动马达260是移动体200的驱动用的马达，例如通过三相交流电力来驱动。马达逆变器250将所供给的直流电力转换为三相交流电力后供给到电动马达260。受电控制电路230进行利用从整流电路225输出的直流电力来对二次电池240进行充电的控制、以及马达逆变器250和通信电路270的控制。
本实施方式中的移动体200例如当二次电池240的蓄电量变少时，向送电装置103接近以进行充电。
送电控制电路150对逆变器电路160进行驱动来开始送电。通过送电线圈110与受电线圈215之间的磁场耦合来传输的电力被蓄积于二次电池240。当二次电池240的充电完成时，移动体200利用蓄积于二次电池240的电力来驱动电动马达260，重新开始行驶。
位置传感器140例如利用光、电波、压力、声波等来测量送电装置103与移动体200的相对位置。位置传感器140例如可以是通常的图像传感器、或TOF(Time of Flight，飞行时间)传感器等测距装置。位置传感器140检测移动体200相对于送电装置103的位置。送电控制电路150能够基于从位置传感器140输出的信息，来掌握移动体200与送电装置103的相对的位置关系(例如两者的距离)。在移动体200覆盖着移动构件510时，移动体200成为屏障，因此金属异物400与移动构件510接触的可能性低。因此，优选的是如下动作：在移动体200覆盖着移动构件510时，送电控制电路开始移动构件510的移动。
图11表示作为图9的变形例的无线电力传输系统11。图9所示的送电装置103是未配置如图3所示的送电侧消除线圈130的情况。图11所示的送电装置101与图3的送电装置101相同，配置有送电侧消除线圈130。
(实施方式4)
图12是示意性地表示实施方式4中的送电装置的结构的截面图。本实施方式中的送电装置104与实施方式1中的送电装置101的不同之处在于，在壳体580内具备带式输送机。除此以外的结构与实施方式1中的送电装置101的结构基本相同。
在本实施方式中的送电装置104中，在使移动构件510从初始位置(移动构件510覆盖着开口部515的状态)起移动之后、在正在供电时异物(例如金属异物400)穿过开口部515后侵入到壳体580内的情况下，通过带式输送机去除该异物。
带式输送机具备带570、辊540、驱动辊520、驱动马达525以及刮刀560。
送电电路箱180是保护送电线圈110的箱。送电电路箱180也可以具备送电电路120。此外，在无需保护送电线圈110的情况下，也可以不具备送电电路箱180。
带570是具有可挠性的带状的构件，被配置为包围送电电路箱180的周围。带570被配置于送电电路箱180的两侧的辊540和驱动辊520所保持。驱动辊520与驱动马达520连接。在本实施方式中，带570的旋转方向为顺时针。驱动马达525根据送电控制电路150的指示来使驱动辊520旋转。
刮刀560与驱动辊520接近地配置于驱动辊520的外周。刮刀560例如固定于壳体580。优选的是，刮刀560与驱动辊520的外周部的带570接触。只要能够去除异物，在刮刀560与带570之间也可以存在少许间隙。刮刀560设置为使随着带570的旋转而移动过来的异物落下。通过刮刀560而落下的异物被送电装置104所具备的收容容器590保存。
带570配置于壳体580内，通过旋转来将从开口部515侵入的金属异物400搬送到送电侧消除线圈130的外侧。带570例如能够由不易因从送电线圈110输出的电力而发热的材料构成。例如，期望的是，由树脂、橡胶、布等非金属、或者含有非磁性材料的材料等构成带570。带570被保持于驱动辊520与辊540之间，通过驱动马达525来旋转。带570使在移动构件510从开口部515移动从而开口部515打开的状态时通过开口部515侵入的异物移动到收容容器590的位置来保存。
刮刀560只要具有从带570去除金属异物400的功能即可，材料和形状没有特别限定。刮刀560例如能够是铝制或者不锈钢制的板、或汽车的挡风玻璃中使用的雨刮器那样的橡胶制的构件。在图12所示的截面图中，在考虑了以驱动辊520的旋转轴的位置为原点的坐标平面时，优选的是，刮刀560安装于该坐标平面的第四象限。在驱动辊520的旋转方向(带570的移动方向)与图12所示的方向相反的情况下，优选的是，刮刀560安装于以辊540的旋转轴的位置为原点的坐标平面中的第三象限。也就是说，优选的是，刮刀560设置于带570的与驱动辊520或辊540接触的部分中的、位于比各辊的旋转轴靠下方的位置的部分的附近。
本实施方式中的移动构件510只要配置为堵塞开口部515，且具备阻止金属异物400侵入壳体580内的构造即可，材料没有特别限定。
也可以在收容容器590之下配置有重量传感器。通过设置重量传感器，能够测量收容容器590中保存的异物的重量。也可以是，在由重量传感器测量的异物的总重量超过了阈值的情况下，送电控制电路150经由通信电路170向其它装置(例如智能电话或服务器计算机)发送表示该意思的信号。由此，例如管理者能够派遣清扫员来去除收容容器590内的异物，或者更换为新的收容容器590。
如图12所示，刷子550配置于送电线圈110的上游，用于防止从与带570的旋转方向相反的逆时针方向侵入的异物。
此外，在图12中，使移动构件510向右侧移动，但是也可以向左侧移动。另外，也可以使移动构件510在大致中央处分为2部分，以从中央部向左右打开(对开)的方式移动。
[动作]
图13是表示图12的动作的流程图。
首先，在移动构件510打开开口部515之前，使带570旋转(S301)。
接着，使图12中未示出的移动机构530进行动作，来使移动构件510的上表面的一部分或全部移动到送电侧消除线圈130的外侧(S302)。此外，优选的是，在移动构件510移动前，移动体200覆盖着送电装置104。
接着，从送电线圈110向送电线圈外(例如，受电线圈215)输出电力(S303)。
接着，在金属异物400侵入到壳体内的情况下，用带570来搬送，并通过刮刀560来去除金属异物400(S304)。
接着，当接收到使电力停止的信号、如二次电池的充电已完成的情况等时，使电力停止，使移动构件510返回到原来的位置(S305)。
接着，使带570停止(S306)。
此外，在步骤S301中，也可以在移动构件510打开了开口部515之后使带570旋转。
通过上述动作，在从送电线圈110向送电线圈外输出电力的期间，使带570旋转，由此能够不探测金属异物400地去除金属异物400。
此外，实施方式1～3中的解决方案和方法只要不矛盾就能够应用于本实施方式。
(实施方式5)
与实施方式1～4的不同之处在于，如图14A所示，送电侧消除线圈730与电源电路710连接。
为了说明本实施方式的动作，首先，说明如实施方式1、2、4中实施的由两端短路的环形线圈构成的送电侧消除线圈130的动作。图14B是表示送电侧消除线圈130的两端短路时的等效电路的图。此外，此处说明的送电侧消除线圈130的动作在原理上与受电侧消除线圈220的动作完全相同，因此在下面说明共通的动作的情况下，以送电侧消除线圈130为例进行说明。如图14B那样，等效地来看，送电侧消除线圈130由电感器L1与直流的内部电阻R4的串联电路构成。
通过与送电线圈110或/和受电线圈215之间的相互感应，在送电侧消除线圈130中产生感应电动势Vc 740。于是，因感应电动势Vc 740而流通电流Ic，但是在直流电路中，作为阻抗而存在电感器L1和内部电阻R4，因此产生自感电动势Vs＝L1×dIc/dt+R4×Ic的电压。为了使送电侧消除线圈130理想地进行动作、使送电侧消除线圈130的内部及外部产生的总磁通量变为0，需要的是，因外部磁场而产生的互感电动势Vc与因送电侧消除线圈130中流通的电流Ic而产生的自感电动势Vs为反相相位且相同大小来调和。即，在图14B中，若在电感器L1与内部电阻R4之间设置虚拟电压测定点760，则寻求送电侧消除线圈130的第一端点770与虚拟电压测定点760之间的电位差为0。
然而，在该2个点之间并联地存在内部电阻R4，只要在送电侧消除线圈130中产生自感电动势，就会流通不会成为为0的电流Ic，因此在送电侧消除线圈130的第一端点770与虚拟电压测定点760之间必然产生与R4×Ic相当的电位差。因而，为了使送电侧消除线圈130良好地进行动作，最好尽可能减小内部电阻R4的值，来使虚拟电压测定点760的电位尽可能接近0。为此，在使用了两端短路的环形线圈的送电侧消除线圈130中，优选的是，使线圈的材质的导电率尽可能变大(理想地，使用超导材料来使导电率无限大)，确保尽可能大的线圈截面积。
但是，在使用具有有限的导电率的材料来作为送电侧消除线圈130的材料的情况下，无法使内部电阻R4成为0，因此在实施方式5中，考虑从处于外部的电源电路710向送电侧消除线圈730供给规定的电流，来将虚拟电压测定点760的电位主动地控制为0。送电侧消除线圈730至少包含与能够供给直流电流或/和交流电流的电源电路710连接的环形线圈。具体地说，能够通过使用如图15的点划线的矩形的部位所示的负电阻电路750，来将虚拟电压测定点760的电位主动地控制为0。
图15的点线的矩形的部位是送电侧消除线圈730的等效电路。内部电阻R4、电感器L1以及表示互感电动势的交流电源740串联连接。
在该情况下，电源电路710包含负电阻电路750。负电阻电路750例如以运算放大器那样的放大率大的放大电路720为中心，配置有电阻R1、电阻R2以及电阻R3。当使用该电路时，从送电侧消除线圈730的不同于第一端点770的第二端点780所连接的端子来看的、负电阻电路750的外观的电阻Rin变为：
Rin＝-R3×R1/R2 …(式1)
因此，当将该负电阻Rin与送电侧消除线圈730串联连接时，能够在送电侧消除线圈730的第二端点780产生与内部电阻R4中产生的电位差相当的反相相位电位。优选的是，与为此而使用的送电侧消除线圈730的内部电阻R4相配合地，以满足以下的式2的方式调整电阻R1～电阻R3的电阻值。
R2/R1＝R3/R4 …(式2)
通过上述方式，能够使虚拟电压测定点760的电位成为0或者接近0，能够较佳地调整为因外部磁场而产生的互感电动势Vc与因送电侧消除线圈730中流通的电流Ic而产生的自感电动势Vs为反相相位且相同大小来调和，因此能够使送电侧消除线圈730理想地进行动作、使送电侧消除线圈730的内部及外部产生的总磁通量成为0或者接近0。
此外，关于电源电路710，在图15中，仅图示了动作说明所需的负电阻电路750，但是不限于此，例如可以包含放大电路的电源供给电路、电流升流器电路、送电侧消除线圈730的阻抗检测电路、防止振荡的相位补偿电路、调整电阻R1～电阻R3的电阻值的电路等附带的其它电路。另外，负电阻电路750也不限于图15示出的电路，也可以是呈现出规定端子电位与流入规定端子的电流的增加相对地减少的趋势的其它电路。另外，也可以将送电侧消除线圈730的第一端点770与第二端点780交换。另外，也能够将受电侧消除线圈220与送电侧消除线圈730同样地构成为与电源电路710连接的消除线圈。
此外，实施方式1～4中的解决方案和方法只要不矛盾就能够应用于本实施方式。
(实施方式6)
与实施方式1～5的不同之处在于，如图16所示，通过移动构件510来使金属异物400进入防磁空间800。
在送电线圈110配置于送电侧消除线圈130的外侧的情况下，送电侧消除线圈130的内侧的磁场强度比送电侧消除线圈130的外侧的磁场强度弱。也就是说，送电侧消除线圈130的内侧是防磁空间800。在实施方式6中，如图16所示，送电侧消除线圈130具有使四角形成为圆角的矩形形状，送电线圈110以在送电侧消除线圈130的平面方向的外侧具有中心轴的方式形成为圆形形状。但是，只要在送电侧消除线圈130的内侧形成防磁空间即可，送电侧消除线圈130和送电线圈110的形状不限定于图16所示的形状。
通过移动构件510来使金属异物400进入防磁空间800，由此能够抑制金属异物400的发热。
此外，也可以具备能够使移动构件的上表面的一部分或全部从防磁空间外移动到防磁空间内的移动机构。
产业上的可利用性
如以上那样，能够应用于以非接触方式送出或接受电力的送电装置、受电装置、无线电力传输装置等用途。
附图标记说明
11、13：无线电力传输系统；101、102、103、104：送电装置；110：送电线圈；120：送电电路；130、730：送电侧消除线圈；510：移动构件；200：移动体；210：受电装置；215：受电线圈；220：受电侧消除线圈；230：受电控制电路；300：电源；400：金属异物；515：开口部；530：移动机构；570：带；580：壳体；590、600：收容容器；710：电源电路；750：负电阻电路；800：防磁空间。

Claims (26)

1.一种送电装置，具备：
送电线圈；
防磁空间，其是由配置于所述送电线圈的外侧的送电侧消除线圈生成的；
移动构件，其能够使金属异物移动；以及
移动机构，其能够使所述移动构件的上表面的一部分或全部从所述防磁空间外移动到所述防磁空间内。
2.根据权利要求1所述的送电装置，其中，
还具备壳体，在所述壳体的内部具备所述送电线圈和所述送电侧消除线圈，
所述移动构件能够使所述金属异物移动且能够载置所述金属异物，所述移动构件配置在所述壳体的表面上，
所述移动机构使所述移动构件的上表面的一部分或全部移动到所述送电侧消除线圈的外侧的所述防磁空间内。
3.根据权利要求2所述的送电装置，其中，
所述移动机构能够实施以下动作：
移动动作，使所述移动构件的上表面的一部分或全部移动；以及
复原动作，使所述移动构件返回到实施所述移动动作前的位置，
所述移动机构通过所述复原动作来使侵入到因所述移动动作而露出的壳体表面的金属异物移动到所述送电侧消除线圈的外侧。
4.根据权利要求2或3所述的送电装置，其中，
所述移动构件的因所述移动动作而使得所述壳体露出的一侧的端部与所述壳体表面接触。
5.根据权利要求2～4中的任一项所述的送电装置，其中，
所述移动构件的大小比所述送电侧消除线圈的大小大。
6.根据权利要求2～5中的任一项所述的送电装置，其中，
所述移动构件的大小比所述壳体的大小大。
7.根据权利要求3～6中的任一项所述的送电装置，其中，
在使所述金属异物移动后，使所述金属异物移动到收容容器。
8.根据权利要求1～7中的任一项所述的送电装置，其中，
所述送电侧消除线圈至少包含被短路的环形线圈。
9.根据权利要求1～8中的任一项所述的送电装置，其中，
所述送电侧消除线圈至少包含与能够提供直流电流和交流电流中的至少一方的电流的电源电路连接的环形线圈。
10.根据权利要求9所述的送电装置，其中，
所述电源电路包含负电阻电路。
11.一种送电装置，具备：
送电线圈；
送电侧消除线圈，其配置于所述送电线圈的外侧，生成与所述送电线圈所生成的磁场反向的磁场；
壳体，在所述壳体的内部具备所述送电线圈和所述送电侧消除线圈；
开口部，其设置于所述送电线圈的上方且在所述壳体的表面；
移动构件，其能够覆盖所述开口部，且能够载置金属异物；
移动机构，其使所述移动构件的上表面的一部分或全部移动到所述送电侧消除线圈的外侧；以及
带，其配置于所述壳体内，将从所述开口部侵入的所述金属异物搬送到所述送电侧消除线圈的外侧。
12.根据权利要求11所述的送电装置，其中，
在通过所述移动构件移动而所述开口部打开之前，所述带旋转。
13.根据权利要求11或12所述的送电装置，其中，
所述移动构件的大小比所述送电侧消除线圈的大小大。
14.根据权利要求11～13中的任一项所述的送电装置，其中，
所述移动构件的大小比所述壳体的大小大。
15.根据权利要求11～14中的任一项所述的送电装置，其中，
所述送电侧消除线圈至少包含被短路的环形线圈。
16.根据权利要求11～15中的任一项所述的送电装置，其中，
所述送电侧消除线圈至少包含与能够提供直流电流或/和交流电流的电源电路连接的环形线圈。
17.根据权利要求16所述的送电装置，其中，
所述电源电路包含负电阻电路。
18.一种受电装置，其与送电装置相向配置，所述送电装置具有：送电线圈；以及移动机构，其使能够载置金属异物的移动构件的上表面的一部分或全部移动到所述送电线圈的外侧，
所述受电装置具备：
受电线圈，其与所述送电线圈所生成的磁场耦合；以及
受电侧消除线圈，其配置于所述受电线圈的外侧，生成与所述受电线圈所生成的磁场反向的磁场。
19.根据权利要求18所述的受电装置，其中，
所述送电装置还具备送电侧消除线圈，该送电侧消除线圈配置于所述送电线圈的外侧，生成与所述送电线圈所生成的磁场反向的磁场。
20.根据权利要求18或19所述的受电装置，其中，
所述送电侧消除线圈至少包含被短路的环形线圈。
21.根据权利要求18～20中的任一项所述的受电装置，其中，
所述送电侧消除线圈至少包含与能够提供直流电流和交流电流中的至少一方的电流的电源电路连接的环形线圈。
22.根据权利要求21所述的受电装置，其中，
所述电源电路包含负电阻电路。
23.一种无线电力传输系统，具备：
根据权利要求1～17中的任一项所述的送电装置；以及
根据权利要求18～22中的任一项所述的受电装置。
24.一种送电装置的驱动方法，所述送电装置具备：送电侧消除线圈，其配置于送电线圈的外侧，生成与所述送电线圈所生成的磁场反向的磁场；壳体，在所述壳体的内部具备所述送电线圈和所述送电侧消除线圈；以及移动构件，其配置在所述壳体的表面上，能够载置金属异物，在所述送电装置的驱动方法中，
通过移动机构来使所述移动构件的上表面的一部分或全部移动到所述送电侧消除线圈的外侧。
25.根据权利要求24所述的送电装置的驱动方法，其中，
在使所述移动构件的上表面的一部分或全部移动到所述送电侧消除线圈的外侧之后，
在使所述移动构件返回的同时，使所述金属异物移动到所述送电侧消除线圈的、与所述移动构件的移动方向相反的一侧的外侧。
26.一种送电装置的驱动方法，所述送电装置具备：送电侧消除线圈，其配置于送电线圈的外侧，生成与所述送电线圈所生成的磁场反向的磁场；壳体，在所述壳体的内部具备所述送电线圈和所述送电侧消除线圈；开口部，其设置于所述送电线圈的上方且在所述壳体的表面；移动构件，其能够覆盖所述开口部，且能够载置金属异物；以及带，其配置于所述壳体内，在所述送电装置的驱动方法中，
在所述移动构件打开所述开口部之前或之后，将从所述开口部侵入的所述金属异物搬送到所述送电侧消除线圈的外侧。
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