CN116566067A - 非接触供电设备 - Google Patents

Abstract

使多个电源装置的交流电流的相位同步的同步系统具备输出规定的周期的同步信号的主单元，各电源装置具备向供电线供应交流电流的电源电路以及接收同步信号并控制电源电路的电源控制部(52)，电源控制部(52)运算调整后相位并控制电源电路以使得使交流电流的相位与调整后相位同步，所述调整后相位相对于从接收到的同步信号延迟了规定的延迟时间(Td)的量的相位而推进了从主单元到该电源控制部的同步信号的传输所需时间所对应的时间(Ta)的量。

Description

非接触供电设备

技术领域

本发明涉及一种非接触供电设备，其具备以沿具备受电装置的移动体的移动路径排列的方式配置的多个供电线和连接到多个供电线中的每一个并向供电线供应交流电流的电源装置，以非接触的方式向受电装置供应电力。

背景技术

在日本特开2002-67747号公报(以下，记为“专利文献1”)中公开了这样的非接触供电设备的一例。以下，在背景技术的说明中，将专利文献1中的符号引用在括号内。

在专利文献1的非接触供电设备中，主单元(51(A))向多个从单元(51)发送同步信号。然后，与多个从单元(51)中的每一个连接的电源装置(M)基于由该从单元(51)接收到的同步信号，向对应的供电线(47)供应交流电流。这样，实现了向多个供电线(47)中的每一个供应的交流电流的相位的同步。

发明内容

但是，在上述那样的非接触供电设备中，从主单元到电源装置的同步信号的传输所需时间依赖于电源装置针对主单元的连接方式。因此，从主单元到电源装置的同步信号的传输所需时间有时按每个电源装置而不同。但是，在专利文献1的非接触供电设备中，没有考虑这样的传输所需时间的差异，在这一点上，在提高向多个供电线中的每一个供应的交流电流的相位的同步精度方面存在极限。

因此，期望实现一种能够提高向多个供电线中的每一个供应的交流电流的相位的同步精度的非接触供电设备。

鉴于上述的、非接触供电设备的特征结构在于，

一种非接触供电设备，具备以沿具备受电装置的移动体的移动路径排列的方式配置的多个供电线和连接到多个所述供电线中的每一个并向所述供电线供应交流电流的电源装置，以非接触的方式向所述受电装置供应电力，

其中，

还具备使多个所述电源装置的所述交流电流的相位同步的同步系统，

所述同步系统具备输出规定的周期的同步信号的主单元，

多个所述电源装置中的每一个具备向与该电源装置连接的所述供电线供应所述交流电流的电源电路和接收所述同步信号并对所述电源电路进行控制的电源控制部，

所述电源控制部运算调整后相位并控制所述电源电路以使得使所述交流电流的相位与所述调整后相位同步，所述调整后相位相对于从接收到的所述同步信号延迟了规定的延迟时间的量的相位而推进了从所述主单元到该电源控制部的所述同步信号的传输所需时间所对应的时间的量。

根据该特征结构，电源控制部运算调整后相位，所述调整后相位相对于从接收到的同步信号延迟了规定的延迟时间的量的相位而推进了从主单元到该电源控制部的同步信号的传输所需时间所对应的时间的量。然后，电源控制部控制电源电路，以使得使向供电线供应的交流电流的相位与调整后相位同步。由此，即使在从主单元到电源控制部的同步信号的传输所需时间按每个电源装置而不同的情况下，也能够适当地使多个电源电路中的每一个向供电线供应的交流电流的相位同步。因此，能够提高向多个供电线中的每一个供应的交流电流的相位的同步精度。

附图说明

图1是具备实施方式的非接触供电设备的物品搬送设备的平面图；

图2是物品搬送设备所具备的物品搬送车的正面图；

图3是示出实施方式的非接触供电设备的结构的示意图；

图4是示出同步系统的结构的一例的图；

图5是示出由电源控制部进行的调整后相位的运算的图。

具体实施方式

以下，参照附图对实施方式的非接触供电设备100进行说明。在本实施方式中，非接触供电设备100设置在物品搬送设备200中。

如图1和图2所示，物品搬送设备200具备行进轨道2和移动体3。行进轨道2沿移动体3的移动路径1配置。在本实施方式中，一对行进轨道2在沿铅直方向即上下方向Z的上下方向视图中，在与移动路径1正交的方向即路径宽度方向H上彼此隔开一定间隔的状态下，被从天花板悬吊支承(参照图2)。在本实施方式中，移动体3是由行进轨道2引导而沿移动路径1行进的物品搬送车。作为物品搬送车的移动体3的搬送对象即物品例如是收容半导体基板的FOUP(Front Opening Unified Pod，前端开启式晶圆传送盒)、成为显示器的材料的玻璃基板等。

如图1所示，在本实施方式中，移动路径1具备：形成为环状的一个主路径1a、分别形成为经由多个物品处理部P的环状的多个副路径1b、以及将主路径1a和多个副路径1b连接的多个连接路径1c。

如图2所示，移动体3具备受电装置4，该受电装置4从沿移动路径1配设的供电线11以非接触的方式接收驱动用电力。在本实施方式中，移动体3还具备：由一对行进轨道2引导而沿移动路径1行进的行进部9、以及位于行进轨道2的下方并悬吊支承于行进部9的搬送车主体10。

行进部9具备驱动电机14和一对行进轮15。驱动电机14是一对行进轮15的驱动力源。一对行进轮15由驱动电机14旋转驱动。行进轮15在由行进轨道2的上表面形成的行进面上滚动。在本实施方式中，行进部9还具备一对引导轮16。一对引导轮16绕沿上下方向Z的轴心旋转自由地被支承。一对引导轮16以与一对行进轨道2的在路径宽度方向H上相对的一对内侧面抵接的方式配置。

搬送车主体10具备：升降自由地悬吊支承物品的物品支承部、以及使该物品支承部升降的致动器(省略图示)。

针对上述的驱动电机14、各种致动器等的电力从供电线11以非接触的方式向受电装置4供应。如上述那样，向受电装置4供应移动体3的驱动用电力的供电线11沿移动路径1配设。在本实施方式中，供电线11相对于受电装置4配置在路径宽度方向H的两侧。

在本实施方式中，受电装置4具备拾取线圈40。利用在被供应了交流电流的供电线11的周围产生的磁场，在拾取线圈40中感应出交流的电力。该交流的电力利用整流电路、具备平滑电容器等的受电电路被变换为直流，被供应到上述的驱动电机14、各种致动器等。

非接触供电设备100被构成为以非接触的方式向受电装置4供应电力。如图3所示，非接触供电设备100具备：以沿具备受电装置4的移动体3的移动路径1排列的方式配置的多个供电线11；连接到该多个供电线11中的每一个并向供电线11供应交流电流的电源装置5。这样，在非接触供电设备100中，设置有多组供电线11和电源装置5的组。这是为了，在如本实施方式那样具备一个大的环状的主路径1a和比该主路径1a小的环状的多个副路径1b的比较大的规模的物品搬送设备200(参照图1)中，抑制供电线11的输电的效率降低、故障时设备的整体停止等。

多个电源装置5中的每一个具备向与该电源装置5连接的供电线11供应交流电流的电源电路51、和控制该电源电路51的电源控制部52。

电源电路51例如被构成为以具备逆变器电路的开关电源电路作为核心。电源控制部52基于指令值，控制对构成逆变器电路的开关元件进行开关的开关控制信号的占空比(duty)。例如，电源控制部52利用脉冲宽度调制(PWM：Pulse Width Modulation，脉宽调制)使电源电路51输出交流电流。在此，指令值例如是电流值(既可以是有效值也可以是波高值(峰峰值))、PWM控制中的占空比。

如图4所示，非接触供电设备100还具备使多个电源装置5的交流电流的相位同步的同步系统6。同步系统6具备主单元7，主单元7输出规定的周期的同步信号。在本实施方式中，同步系统6还具备对来自主单元7的同步信号进行接收的至少一个从单元8。

从单元8直接地连接到主单元7或经由其他的从单元8间接地连接到主单元7。进而，从单元8连接到至少一个电源装置5。然后，从单元8将该从单元8接收到的同步信号传输给与该从单元8连接的电源装置5。更具体而言，从单元8连接到至少一个电源装置5的电源控制部52。然后，从单元8将该从单元8接收到的同步信号传输给与该从单元8连接的电源控制部52。电源控制部52接收来自与该电源控制部52连接的从单元8的同步信号。

在本实施方式中，主单元7也与至少一个电源装置5连接。然后，主单元7向与该主单元7连接的电源装置5传输同步信号。更具体而言，主单元7连接到至少一个电源装置5的电源控制部52。然后，主单元7向与该主单元7连接的电源控制部52传输同步信号。电源控制部52接收来自与该电源控制部52连接的主单元7的同步信号。

在图4所示的示例中，在同步系统6中设置有两个从单元8。在以下的说明中，将两个从单元8分别设为“第一从单元8A”、“第二从单元8B”。第一从单元8A直接地连接到主单元7。第二从单元8B经由第一从单元8A间接地连接到主单元7。

此外，在图4所示的示例中，两个电源控制部52连接到主单元7。然后，一个电源控制部52连接到第一从单元8A。此外，两个电源控制部52连接到第二从单元8B。在以下的说明中，将与主单元7连接的两个电源控制部52分别设为“第一电源控制部52A”、“第二电源控制部52B”。然后，将与第一从单元8A连接的电源控制部52设为“第三电源控制部52C”。此外，将与第二从单元8B连接的两个电源控制部52分别设为“第四电源控制部52D”、“第五电源控制部52E”。

电源控制部52对相对于从接收到的同步信号延迟了规定的延迟时间Td的量的相位而推进了调整时间Ta的量的调整后相位α1进行运算，该调整时间Ta是从主单元7到该电源控制部52的同步信号的传输所需时间所对应的时间。然后，电源控制部52控制电源电路51，以使得电源电路51向供电线11供应的交流电流的相位与调整后相位α1同步。

在本实施方式中，电源控制部52基于以下的式子来计算调整后相位α1：

α1＝α0-(Td-Ta)

α1：调整后相位

α0：电源控制部52接收到的同步信号的相位

Td：延迟时间

Ta：调整时间。

在本实施方式中，调整时间Ta基于以下的式子来计算：

Ta＝1/Vs×Lt+Ns×Ts

Vs：同步信号的传输速度

Lt：从主单元7到电源控制部52的同步信号的传输路径的长度

Ts：从单元8中的同步信号的处理所需的时间

Ns：介于从主单元7到电源控制部52之间的从单元8的个数。

即，在本实施方式中，电源控制部52基于以下的式子来运算调整后相位α1：

α1＝α0-{Td-(1/Vs×Lt+Ts×Ns)}。

这样，从主单元7到电源控制部52的同步信号的传输路径的长度Lt越长，调整时间Ta越长，介于从主单元7到电源控制部52之间的从单元8的个数Ns越多，调整时间Ta越长。再有，同步信号的传输速度Vs是固定值，所述固定值依赖于构成同步信号的传输路径的电线的种类等。

在此，关于延迟时间Td，在调整后相位α1的运算时，在各电源控制部52中使用相同的值。因此，从主单元7到电源控制部52的同步信号的传输路径的长度Lt越长，调整后相位α1的运算时使同步信号的相位α0延迟的时间(Td-Ta)越短，介于从主单元7到电源控制部52之间的从单元8的个数Ns越多，调整后相位α1的运算时使同步信号的相位α0延迟的时间(Td-Ta)越短。

在图4所示的示例中，来自主单元7的同步信号的传输路径的长度Lt按照第一电源控制部52A、第二电源控制部52B、第三电源控制部52C、第四电源控制部52D、第五电源控制部52E的顺序变长。因此，来自主单元7的同步信号的传输所需时间按照第一电源控制部52A、第二电源控制部52B、第三电源控制部52C、第四电源控制部52D、第五电源控制部52E的顺序变长。即，如果将多个电源控制部52中的、来自主单元7的同步信号的传输所需时间最长的电源控制部52设为“最迟电源控制部”，则第五电源控制部52E相当于最迟电源控制部。再有，也可以存在来自主单元7的同步信号的传输路径的长度Lt实质上为零的电源控制部52(换言之，将该长度Lt视为零的电源控制部52)。

再有，在图4所示的示例中，第三电源控制部52C经由第一从单元8A连接到主单元7。因此，在从主单元7到第三电源控制部52C的同步信号的传输所需时间中，包括1个的量(Ns＝1)的从单元8(第一从单元8A)中的同步信号的处理所需的时间Ts。此外，第四电源控制部52D和第五电源控制部52E中的每一个经由第一从单元8A和第二从单元8B连接到主单元7。因此，在从主单元7到第四电源控制部52D的同步信号的传输所需时间、以及从主单元7到第五电源控制部52E的同步信号的传输所需时间中的每一个中，包括两个的量(Ns＝2)的从单元8(第一从单元8A和第二从单元8B)中的同步信号的处理所需的时间Ts。

在图5中示出了由第一电源控制部52A进行的调整后相位α1的运算和由第五电源控制部52E进行的调整后相位α1的运算的比较。再有，在图5中，涂黑箭头表示从主单元7到与左侧所示的符号对应的电源控制部52的同步信号的传输所需时间。然后，涂白箭头表示从与左侧所示的符号对应的电源控制部52接收来自主单元7的同步信号起到控制电源电路51以使得向供电线11供应交流电流为止的时间。

如图5所示，在时刻t1，主单元7发送同步信号。然后，第一电源控制部52A在时刻t2接收来自主单元7的同步信号，第五电源控制部52E迟于第一电源控制部52A而在时刻t3接收来自主单元7的同步信号。这是因为，如上述那样，第五电源控制部52E是最迟电源控制部，从主单元7到第五电源控制部52E的同步信号的传输所需时间长于从主单元7到第一电源控制部52A的同步信号的传输所需时间。

接收到来自主单元7的同步信号的第一电源控制部52A和第五电源控制部52E中的每一个基于上述的式子，运算调整后相位α1。第一电源控制部52A运算与调整后相位α1对应的时刻t41，所述时刻t41相对于时刻t5推进了第一调整时间Ta1的量，所述时刻t5对应于从该第一电源控制部52A接收到的同步信号的相位α0所对应的时刻t2延迟了延迟时间Td的量的相位。第五电源控制部52E运算与调整后相位α1对应的时刻t42，所述时刻t42相对于时刻t6推进了第二调整时间Ta2的量，所述时刻t6对应于从该第五电源控制部52E接收到的同步信号的相位α0所对应的时刻t3延迟了延迟时间Td的量的相位。

在此，第一调整时间Ta1是由第一电源控制部52A计算出的调整时间Ta。即，第一调整时间Ta1是从主单元7到第一电源控制部52A的同步信号的传输所需时间(时刻t1～t2)所对应的时间。此外，第二调整时间Ta2是由第五电源控制部52E计算出的调整时间Ta。即，第二调整时间Ta2是从主单元7到第五电源控制部52E的同步信号的传输所需时间(时刻t1～t3)所对应的时间。因此，相对于时刻t5推进了第一调整时间Ta1的量的时刻t41、和相对于时刻t6推进了第二调整时间Ta2的量的时刻t42成为非常接近的时刻，所述时刻t5从第一电源控制部52A接收到来自主单元7的同步信号的时刻t2延迟了延迟时间Td的量，所述时刻t6从第五电源控制部52E接收到来自主单元7的同步信号的时刻t3延迟了延迟时间Td的量。即，能够使控制电源电路51以使得第一电源控制部52A向供电线11供应交流电流的定时、与控制电源电路51以使得第五电源控制部52E向供电线11供应交流电流的定时同步。由于对于其他的电源控制部52也是同样的，因此，能够适当地使多个电源电路51中的每一个向供电线11供应的交流电流的相位同步。

再有，在本实施方式中，延迟时间Td被设定为从主单元7到作为最迟电源控制部的第五电源控制部52E的同步信号的传输所需时间(时刻t1～t3)以上。

[其他的实施方式]

(1)在上述的实施方式中，以两个从单元8(第一从单元8A、第二从单元8B)设置在同步系统6中的结构为例进行了说明。但是，并不限定于这样的结构，也可以是一个从单元8设置在同步系统6中的结构，还可以是三个以上的从单元8设置在同步系统6中的结构。或者，还可以是在同步系统6中未设置从单元8的结构。

(2)在上述的实施方式中，以一个电源装置5(详细而言，第三电源控制部52C)连接到第一从单元8A并且两个电源装置5(详细而言，第四电源控制部52D和第五电源控制部52E)连接到第二从单元8B的结构为例进行了说明。但是，并不限定于这样的结构，也可以是三个以上的电源装置5连接到从单元8的结构。

(3)在上述的实施方式中，以两个电源装置5(详细而言，第一电源控制部52A和第二电源控制部52B)直接地连接到主单元7的结构为例进行了说明。但是，并不限定于这样的结构，也可以是一个电源装置5直接地连接到主单元7的结构，还可以是三个以上的电源装置5直接地连接到主单元7的结构。或者，还可以是电源装置5不与主单元7直接地连接的结构。

(4)再有，只要不产生矛盾，上述的各实施方式中公开的结构也能够与其他的实施方式中公开的结构组合来应用。关于其他的结构，本说明书中公开的实施方式在全部方面也只不过是单纯的示例。因此，在不脱离本公开的主旨的范围内，能够适当进行各种改变。

[上述实施方式的概要]

以下，对在上述中说明的非接触供电设备的概要进行说明。

一种非接触供电设备，具备以沿具备受电装置的移动体的移动路径排列的方式配置的多个供电线和连接到多个所述供电线中的每一个并向所述供电线供应交流电流的电源装置，以非接触的方式向所述受电装置供应电力，

其中，

还具备使多个所述电源装置的所述交流电流的相位同步的同步系统，

所述同步系统具备输出规定的周期的同步信号的主单元，

多个所述电源装置中的每一个具备向与该电源装置连接的所述供电线供应所述交流电流的电源电路和接收所述同步信号并对所述电源电路进行控制的电源控制部，

所述电源控制部运算调整后相位并控制所述电源电路以使得使所述交流电流的相位与所述调整后相位同步，所述调整后相位相对于从接收到的所述同步信号延迟了规定的延迟时间的量的相位而推进了从所述主单元到该电源控制部的所述同步信号的传输所需时间所对应的时间的量。

根据该结构，电源控制部运算调整后相位，所述调整后相位相对于从接收到的同步信号延迟了规定的延迟时间的量的相位而推进了从主单元到该电源控制部的同步信号的传输所需时间所对应的时间的量。然后，电源控制部控制电源电路，以使得使向供电线供应的交流电流的相位与调整后相位同步。由此，即使在从主单元到电源控制部的同步信号的传输所需时间按每个电源装置而不同的情况下，也能够适当地使多个电源电路中的每一个向供电线供应的交流电流的相位同步。因此，能够提高向多个供电线中的每一个供应的交流电流的相位的同步精度。

在此，优选的是，

所述同步系统还具备对来自所述主单元的所述同步信号进行接收的至少一个从单元，

所述从单元直接地连接到所述主单元或者经由其他的所述从单元间接地连接到所述主单元，

所述从单元还连接到至少一个所述电源装置，以将接收到的所述同步信号传输给该电源装置的方式构成。

根据该结构，例如，即使在多个电源装置遍及比较宽的范围而配置的情况下，也能够经由从单元将由主单元输出的同步信号适当地传输到电源装置。因此，即使在如上述那样的情况下，也能够提高向多个供电线中的每一个供应的交流电流的相位的同步精度。

在所述同步系统具备所述从单元的结构中，优选的是，

所述电源控制部基于以下的式子来运算所述调整后相位：

α1＝α0-{Td-(1/Vs×Lt+Ts×Ns)}

其中，

α1是所述调整后相位，

α0是所述电源控制部接收到的所述同步信号的相位，

Td是所述延迟时间，

Vs是所述同步信号的传输速度，

Lt是从所述主单元到所述电源控制部的所述同步信号的传输路径的长度，

Ts是所述从单元中的所述同步信号的处理所需的时间，

Ns是介于从所述主单元到所述电源控制部之间的所述从单元的个数。

根据该结构，能够精度良好地运算调整后相位。因此，能够进一步提高基于调整后相位由电源装置供应的交流电流的相位的同步精度。

此外，优选的是，

将多个所述电源控制部中的、来自所述主单元的所述同步信号的所述传输所需时间最长的所述电源控制部设为最迟电源控制部，

所述延迟时间被设定为从所述主单元到所述最迟电源控制部的所述同步信号的所述传输所需时间以上。

根据该结构，能够避免由最迟电源控制部控制的电源电路所供应的交流电流的相位与其他的电源电路所供应的交流电流的相位发生偏离。因此，能够精度良好地使由全部的电源装置供应的交流电流的相位同步。

产业上的可利用性

本公开的技术能够利用于非接触供电设备，其具备以沿具备受电装置的移动体的移动路径排列的方式配置的多个供电线和连接到多个供电线中的每一个并向供电线供应交流电流的电源装置，以非接触的方式向受电装置供应电力。

附图标记的说明

100：非接触供电设备

1：移动路径

3：移动体

4：受电装置

5：电源装置

51：电源电路

52：电源控制部

6：同步系统

7：主单元

8：从单元

11：供电线。

Claims (4)

1.一种非接触供电设备，具备以沿具备受电装置的移动体的移动路径排列的方式配置的多个供电线和连接到多个所述供电线中的每一个并向所述供电线供应交流电流的电源装置，以非接触的方式向所述受电装置供应电力，其特征在于，

还具备使多个所述电源装置的所述交流电流的相位同步的同步系统，

所述同步系统具备输出规定的周期的同步信号的主单元，

多个所述电源装置中的每一个具备向与该电源装置连接的所述供电线供应所述交流电流的电源电路和接收所述同步信号并对所述电源电路进行控制的电源控制部，

所述电源控制部运算调整后相位并控制所述电源电路以使得使所述交流电流的相位与所述调整后相位同步，所述调整后相位相对于从接收到的所述同步信号延迟了规定的延迟时间的量的相位而推进了从所述主单元到该电源控制部的所述同步信号的传输所需时间所对应的时间的量。

2.根据权利要求1所述的非接触供电设备，其中，

所述同步系统还具备对来自所述主单元的所述同步信号进行接收的至少一个从单元，

所述从单元直接地连接到所述主单元或者经由其他的所述从单元间接地连接到所述主单元，

所述从单元还连接到至少一个所述电源装置，以将接收到的所述同步信号传输给该电源装置的方式构成。

3.根据权利要求2所述的非接触供电设备，其中，

所述电源控制部基于以下的式子来运算所述调整后相位：

α1＝α0-{Td-(1/Vs×Lt+Ts×Ns)}

其中，

α1是所述调整后相位，

α0是所述电源控制部接收到的所述同步信号的相位，

Td是所述延迟时间，

Vs是所述同步信号的传输速度，

Lt是从所述主单元到所述电源控制部的所述同步信号的传输路径的长度，

Ts是所述从单元中的所述同步信号的处理所需的时间，

Ns是介于从所述主单元到所述电源控制部之间的所述从单元的个数。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的非接触供电设备，其中，

将多个所述电源控制部中的、来自所述主单元的所述同步信号的所述传输所需时间最长的所述电源控制部设为最迟电源控制部，

所述延迟时间被设定为从所述主单元到所述最迟电源控制部的所述同步信号的所述传输所需时间以上。