JP2001178027A

JP2001178027A - 給電装置及び給電システム

Info

Publication number: JP2001178027A
Application number: JP35087699A
Authority: JP
Inventors: Haruyoshi Kitayoshi; 晴芳北吉; Hideaki Minami; 秀明南; Kenzo Yamamoto; 建三山本; 聡 ▲高▼繁; Satoshi Takashige; Yasuo Yokoi; 弥壽雄横井
Original assignee: Tsubakimoto Chain Co
Current assignee: Tsubakimoto Chain Co
Priority date: 1999-12-09
Filing date: 1999-12-09
Publication date: 2001-06-29
Anticipated expiration: 2019-12-09
Also published as: JP3856078B2

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な構成により、ノイズに強く、また、他
の給電装置の出力と位相を合わせて、給電線に出力する
ことが出来る給電装置の提供。【解決手段】複数のスイッチング素子（図示せず）を
動作させることにより交流電流を生成するインバータ２
１を備え、インバータ２１が生成した交流電流を給電線
５に供給する給電装置。所定の周期を有する周期信号を
受信する受信回路３と、受信回路３が受信した周期信号
に基づき、前記スイッチング素子を動作させるスイッチ
ング信号を作成するスイッチング信号作成回路１９と、
スイッチング信号作成回路１９が作成したスイッチング
信号により、インバータ２１が生成した交流電流を、給
電線５とで構成した共振回路に共振させて、給電線５に
供給する為の供給回路２２とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インバータを備え
インバータが生成した交流電流を給電線に供給する給電
装置、特に、物理的に非接触の状態で電磁誘導により負
荷に給電を行う非接触給電用の給電線に、高周波電流
（商用周波数を超える周波数の交流電流）を供給する給
電装置、及びこの給電装置を１又は複数備えた給電シス
テムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、案内レールに沿って移動する搬送
車により荷物の搬送を行う搬送システムが種々実施され
ており、工場内及び倉庫内の物流の効率化が図られてい
る。一般に、このような搬送車の走行には、走行用モー
タが使用されており、この走行用モータへの駆動電力
は、案内レールに沿って敷設され交流電力が流れる給電
線を介して供給される。

【０００３】この給電方法には、従来、トロリー式と非
接触方式とがある。トロリー式は、搬送車側に設けた集
電子を給電線に接触させて給電する方式である。一方、
非接触方式は搬送車側に設けたピックアップを給電線の
近傍に配置し、ピックアップのコイルに誘導起電力を発
生させて交流電力を得る方式である。トロリー式が集電
子の摩耗によるメンテナンスの必要があり、また塵芥及
び火花の発生という問題を有するのに対して、非接触方
式ではそのような問題がなく、非接触方式の給電装置が
多用されている。

【０００４】非接触方式の給電方法を長距離の案内レー
ルにおいて利用する場合、給電線の抵抗損失を減らす為
に、給電線を分割し、分割した給電線にそれぞれの給電
装置から交流電力を供給することは避けることが出来な
い。しかし、複数台の給電装置から交流電力をそれぞれ
の給電線に供給する場合、個々の給電装置が給電する交
流電力の位相にズレがあると、個々の給電装置から供給
される給電線の隣接箇所では、ピックアップには、位相
が異なる２つの電流による誘導起電力が発生する為、ピ
ックアップの受電能力が低下するという問題がある。

【０００５】その為、従来は、高周波誘導加熱炉用電源
装置を給電装置に転用して、この高周波誘導加熱炉用電
源装置が有する電源周波数の自動追従機能を利用して、
交流電力の位相を合わせていた。電源周波数の自動追従
機能は、高周波誘導加熱炉用電源装置では必須の機能で
あるが、位相合わせの為に特に設けられた機能ではな
い。高周波誘導加熱炉用電源装置では、負荷（屑鉄等）
とで構成した共振回路を共振させながら電流を供給して
いる。この場合、負荷の状態が変動して共振周波数は頻
繁に大きく変化するが、これに電源周波数を追随させて
行かないと、破損を招く場合がある。その為、高周波誘
導加熱炉用電源装置では、電源周波数と共振周波数とに
ズレが生じ、出力電流と電圧とに位相のズレが発生する
と、内蔵する発振器により電源周波数を走査し、新たな
共振周波数による共振により出力電流が大きくなるよう
にしている。

【０００６】図８は、従来の、高周波誘導加熱炉用電源
装置を転用した給電装置の構成を示すブロック図であ
る。この給電装置３７は、発振回路３２と、発振回路３
２が発振した信号が、出力切替回路３５を介して与えら
れるインバータ装置３６と、子機給電装置として使用す
る場合に、親機給電装置からの高周波電源出力を電気的
に絶縁して受ける為のトランス３０と、親機給電装置と
して使用する場合に、出力切替回路３５が切替動作を行
う為の、インバータ装置３６からの出力電流の出力レベ
ルを設定する為の切替レベル設定回路３１と、トランス
３０を介して受けた高周波電源出力信号を波形整形し
て、インバータ装置３６のスイッチング素子を動作させ
るスイッチング信号を作成し、出力切替回路３５を通じ
て与える波形整形回路３３，３４とを備えている。

【０００７】このような構成の給電装置３７を親機給電
装置として使用する場合、始動時には、発振回路３２が
発振した信号により、インバータ装置３６のスイッチン
グ素子を動作させ、給電線５に給電する。出力電流が給
電線５に共振して、出力レベルが切替レベル設定回路３
１の設定レベルを超えると、出力切替回路３５が作動
し、インバータ装置３６のスイッチング素子は、発振回
路３２に代えて波形整形回路３３，３４が作成したスイ
ッチング信号により動作するようになり、給電線５に給
電する。このとき、波形整形回路３３，３４は、トラン
ス３０を介して与えられた、給電装置３７自身が出力し
た高周波電源出力信号を波形整形して、スイッチング信
号を作成する。

【０００８】給電装置３７を子機給電装置として使用す
る場合は、発振回路３２、切替レベル設定回路３１及び
出力切替回路３５は使用せず、インバータ装置３６のス
イッチング素子は、波形整形回路３３，３４が作成した
スイッチング信号により動作し、給電線５に給電する。
このとき、波形整形回路３３，３４は、トランス３０を
介して与えられた、親機給電装置が出力した高周波電源
出力信号を波形整形して、スイッチング信号を作成す
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来の、高周波誘導加
熱炉用電源装置を転用した給電装置は、上述したように
構成が複雑になり、また、親機給電装置からの高周波電
源出力（正弦波）をスイッチング信号の作成に使用して
いる為、外部からのノイズにより正弦波形が歪み易く、
ノイズに対して弱いという問題があった。尚、類似の技
術を扱ったものとしては、特表平８−５０１４３５号公
報に、周波数を維持する非接触配電システムが、特表平
８−５０１４３６号公報に、１次誘導線路（給電線）の
所定領域毎の給電装置を切替運転する１次誘導線路がそ
れぞれ開示されている。

【００１０】本発明は、上述したような事情に鑑みてな
されたものであり、第１，２，４発明では、簡単な構成
により、ノイズに強く、また、他の給電装置の出力と位
相を合わせて、給電線に出力することが出来る給電装置
を提供することを目的とする。第３発明では、ノイズに
強く、また、他の給電装置の出力と位相を合わせて出力
することが出来る台数が制限されない、簡単な構成によ
る給電装置を提供することを目的とする。

【００１１】第５〜８発明では、簡単な構成により、ノ
イズに強く、また、他の給電装置の出力と位相を合わせ
て、給電線に出力することが出来る給電装置を、１又は
複数台備えた給電システムを提供することを目的とす
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】第１発明に係る給電装置
は、複数のスイッチング素子を動作させることにより交
流電流を生成するインバータを備え、該インバータが生
成した交流電流を給電線に供給する給電装置において、
所定の周期を有する周期信号を受信する受信回路と、該
受信回路が受信した周期信号に基づき、前記スイッチン
グ素子を動作させるスイッチング信号を作成するスイッ
チング信号作成回路と、該スイッチング信号作成回路が
作成したスイッチング信号により、前記インバータが生
成した交流電流を、前記給電線とで構成した共振回路に
共振させて、該給電線に供給する為の供給回路とを備え
ることを特徴とする。

【００１３】この給電装置では、インバータが、複数の
スイッチング素子を動作させることにより交流電流を生
成し、生成した交流電流を給電線に供給する。受信回路
が、所定の周期を有する周期信号を受信し、スイッチン
グ信号作成回路は、受信回路が受信した周期信号に基づ
き、スイッチング素子を動作させるスイッチング信号を
作成する。供給回路は、スイッチング信号作成回路が作
成したスイッチング信号によりインバータが生成した交
流電流を、給電線とで構成した共振回路に共振させて、
給電線に供給する。これにより、簡単な構成で、所定の
周期を有する周期信号としてオン／オフ信号を使用出来
るのでノイズに強く、また、他の給電装置の出力と位相
を合わせて、給電線に出力することが出来る給電装置を
実現することが出来る。

【００１４】第２発明に係る給電装置は、前記受信回路
は、受信した周期信号を電気的に絶縁する為のフォトカ
プラ部を備えることを特徴とする。

【００１５】この給電装置では、受信回路は、受信した
周期信号を電気的に絶縁する為のフォトカプラ部を備え
ているので、簡単な構成で、所定の周期を有する周期信
号としてオン／オフ信号を使用出来るのでノイズに強
く、また、他の給電装置の出力と位相を合わせて、給電
線に出力することが出来る給電装置を実現することが出
来る。

【００１６】第３発明に係る給電装置は、複数のスイッ
チング素子を動作させることにより交流電流を生成する
インバータを備え、該インバータが生成した交流電流を
給電線に供給する給電装置において、所定の周期を有す
る周期信号を受信し、受信した周期信号と略同位相であ
る同期信号を作成する同期回路と、該同期回路が作成し
た同期信号である周期信号に基づき、前記スイッチング
素子を動作させるスイッチング信号を作成するスイッチ
ング信号作成回路と、該スイッチング信号作成回路が作
成したスイッチング信号により、前記インバータが生成
した交流電流を、前記給電線とで構成した共振回路に共
振させて、該給電線に供給する為の供給回路とを備える
ことを特徴とする。

【００１７】この給電装置では、インバータが、複数の
スイッチング素子を動作させることにより交流電流を生
成し、生成した交流電流を給電線に供給する。同期回路
が、所定の周期を有する周期信号を受信し、受信した周
期信号と略同位相である同期信号を作成し、スイッチン
グ信号作成回路は、同期回路が作成した同期信号である
周期信号に基づき、スイッチング素子を動作させるスイ
ッチング信号を作成する。供給回路は、スイッチング信
号作成回路が作成したスイッチング信号により、インバ
ータが生成した交流電流を、給電線とで構成した共振回
路に共振させて、給電線に供給する。これにより、ノイ
ズに強く、また、他の給電装置の出力と位相を合わせて
出力することが出来る台数が制限されない、簡単な構成
による給電装置を実現することが出来る。

【００１８】第４発明に係る給電装置は、前記給電線に
流すべき交流電流値を設定する電流値設定回路と、前記
給電線に流れる交流電流値を検出する電流検出回路と、
前記電流値設定回路が設定した交流電流値及び前記電流
検出回路が検出した交流電流値の差を演算する演算回路
とを更に備え、前記スイッチング信号作成回路は、該演
算回路が演算した差及び前記周期信号に基づき、前記ス
イッチング信号を作成すべくなしてあることを特徴とす
る。

【００１９】この給電装置では、電流値設定回路が、給
電線に流すべき交流電流値を設定し、電流検出回路が、
給電線に流れる交流電流値を検出する。演算回路は、電
流値設定回路が設定した交流電流値及び電流検出回路が
検出した交流電流値の差を演算する。スイッチング信号
作成回路は、演算回路が演算した差及び周期信号に基づ
き、スイッチング信号を作成する。これにより、簡単な
構成で、所定の周期信号としてオン／オフ信号を使用出
来るのでノイズに強く、また、他の給電装置の出力と位
相を合わせて、給電線に出力することが出来る給電装置
を実現することが出来る。

【００２０】第５発明に係る給電システムは、所定の周
期信号を作成する周期信号作成回路と、請求項１，２，
４の何れかに記載された複数の給電装置とを備え、該給
電装置は、前記周期信号作成回路が作成した周期信号を
受信し、受信した周期信号に基づき交流電流を生成し、
それぞれの給電線に供給すべくなしてあることを特徴と
する。

【００２１】この給電システムでは、周期信号作成回路
が所定の周期信号を作成し、請求項１，２，４の何れか
に記載された複数の給電装置は、周期信号作成回路が作
成した周期信号を受信し、受信した周期信号に基づき交
流電流を生成し、それぞれの給電線に供給する。これに
より、簡単な構成で、所定の周期信号としてオン／オフ
信号を使用出来るのでノイズに強く、また、他の給電装
置の出力と位相を合わせて、給電線に出力することが出
来る給電装置を、複数台備えた給電システムを実現する
ことが出来る。

【００２２】第６発明に係る給電システムは、所定の周
期信号を発振する発振回路を有し、該発振回路が発振し
た周期信号に基づき交流電流を給電線に供給する主たる
給電装置と、請求項３又は４に記載され、交流電流を前
記給電線に供給する１又は複数の従たる給電装置とを備
え、該給電装置が有する同期回路は、前記発振回路に並
列又は縦続に接続され、該発振回路が発振した周期信号
と略同位相である同期信号を作成すべくなしてあること
を特徴とする。

【００２３】この給電システムでは、所定の周期信号を
発振する発振回路が発振した周期信号に基づき、主たる
給電装置が、交流電流を給電線に供給する。請求項３又
は４に記載され、交流電流を前記給電線に供給する１又
は複数の従たる給電装置が有する同期回路は、発振回路
に並列又は縦続に接続され、発振回路が発振した周期信
号と略同位相である同期信号を作成する。これにより、
同期回路を使用するのでノイズに強く、また、他の給電
装置の出力と位相を合わせて出力することが出来る給電
装置を備えた給電システムを実現することが出来る。ま
た、同期回路を発振回路に縦続に接続した場合は、台数
が制限されない、簡単な構成による給電装置を備えた給
電システムを実現することが出来る。

【００２４】第７発明に係る給電システムは、所定の周
期を有する周期信号を作成する周期信号作成回路と、請
求項３又は４に記載され、交流電流をそれぞれの給電線
に供給する複数の給電装置とを備え、該給電装置が有す
る同期回路は、前記周期信号作成回路に並列又は縦続に
接続され、該周期信号作成回路が発振した周期信号と略
同位相である同期信号を作成すべくなしてあることを特
徴とする。

【００２５】この給電システムでは、周期信号作成回路
が、所定の周期を有する周期信号を作成し、請求項３又
は４に記載された複数の給電装置が、交流電流をそれぞ
れの給電線に供給する。給電装置が有する同期回路は、
周期信号作成回路に並列又は縦続に接続され、周期信号
作成回路が発振した周期信号と略同位相である同期信号
を作成する。これにより、同期回路を使用するのでノイ
ズに強く、また、他の給電装置の出力と位相を合わせて
出力することが出来る給電装置を備えた給電システムを
実現することが出来る。また、同期回路を発振回路に縦
続に接続した場合は、台数が制限されない、簡単な構成
による給電装置を備えた給電システムを実現することが
出来る。

【００２６】第８発明に係る給電システムは、所定の周
期を有する周期信号を発振する発振回路を有し、該発振
回路が発振した周期信号に基づき交流電流を給電線に供
給する主たる給電装置と、請求項１，２，４の何れかに
記載された１又は複数の従たる給電装置とを備え、該給
電装置は、前記発振回路が発振した周期信号を受信し、
受信した周期信号に基づき交流電流を生成し、それぞれ
の給電線に供給すべくなしてあることを特徴とする給電
システム。

【００２７】この給電システムでは、主たる給電装置
が、所定の周期を有する周期信号を発振する発振回路を
有し、発振回路が発振した周期信号に基づき交流電流を
給電線に供給する。請求項１，２，４の何れかに記載さ
れた１又は複数の従たる給電装置は、前記発振回路が発
振した周期信号を受信し、受信した周期信号に基づき交
流電流を生成し、それぞれの給電線に供給する。これに
より、簡単な構成で、他の給電装置の出力と位相を合わ
せて、給電線に出力することが出来る給電装置を、複数
台備えた給電システムを実現することが出来る。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下に、本発明をその実施の形態
を示す図面に基づき説明する。実施の形態１．図１は、本発明に係る給電装置及び給電
システムの実施の形態の構成を示すブロック図である。
この給電システムは、発振回路１が出力した発振信号
が、フォトカプラ駆動回路２（周期信号作成回路）に与
えられ、フォトカプラ駆動回路２は、与えられた発振信
号がＤ型フリップフロップ１０のクロック端子に入力さ
れ、Ｄ型フリップフロップ１０のＱ出力は、２入力ＮＡ
ＮＤゲート１１の両入力端子と、抵抗Ｒ１を介して２入
力ＮＡＮＤゲート１２の一方の入力端子とに与えられ
る。２入力ＮＡＮＤゲート１２の一方の入力端子は、コ
ンデンサＣ１を介して接地され、他方の入力端子は、２
入力ＮＡＮＤゲート１１の出力端子と接続されている。

【００２９】Ｄ型フリップフロップ１０のバーＱ出力
は、２入力ＮＯＲゲート１３の両入力端子と、Ｄ型フリ
ップフロップ１０のデータ端子と、抵抗Ｒ２を介して、
２入力ＮＯＲゲート１４の一方の入力端子とに与えられ
る。２入力ＮＯＲゲート１３の出力は、２入力ＮＯＲゲ
ート１４の他方の入力端子とに与えられ、この他方の入
力端子は、コンデンサＣ２を通じて接地されている。

【００３０】２入力ＮＡＮＤゲート１２の出力は、ＰＮ
Ｐ型トランジスタＴｒ１のベースに、２入力ＮＯＲゲー
ト１４の出力は、ＮＰＮ型トランジスタＴｒ２のベース
にそれぞれ与えられている。ＰＮＰ型トランジスタＴｒ
１のエミッタには電源電圧＋Ｖｃｃが、ＮＰＮ型トラン
ジスタＴｒ２のエミッタには電源電圧−Ｖｃｃがそれぞ
れ与えられ、ＰＮＰ型トランジスタＴｒ１及びＮＰＮ型
トランジスタＴｒ２の各コレクタは共通接続されてい
る。

【００３１】ＰＮＰ型トランジスタＴｒ１及びＮＰＮ型
トランジスタＴｒ２の各コレクタの共通接続節点は、抵
抗Ｒ３を通じて、フォトカプラ駆動回路２の出力信号を
出力する。フォトカプラ駆動回路２の出力信号は、フォ
トカプラ部３（受信回路）及びインバータ装置４からな
り、それぞれの給電線５ヘ電流を供給する各給電装置
（本実施の形態では４台）のフォトカプラ部３へ与えら
れる。それぞれの給電線５は、例えば、図示しない搬送
システムの案内レールに沿って、１本の給電線の代わり
に、それぞれ異なる範囲を分担するように敷設されてい
る。

【００３２】図２は、本発明に係る給電装置の実施の形
態の構成を示すブロック図である。この給電装置は、フ
ォトカプラ部３及びインバータ装置４からなっており、
フォトカプラ部３は、フォトカプラ駆動回路２（図１）
の出力信号が与えられる２つのフォトカプラ３ａ，３ｂ
を備えている。フォトカプラ３ａは、ＬＥＤのアノード
にフォトカプラ駆動回路２（図１）の出力信号が与えら
れ、ＬＥＤのカソードは接地されており、フォトトラン
ジスタのコレクタには電源電圧＋Ｖｃｃが与えられてい
る。フォトカプラ３ｂは、ＬＥＤのカソードにフォトカ
プラ駆動回路２（図１）の出力信号が与えられ、ＬＥＤ
のアノードは接地されており、フォトトランジスタのエ
ミッタには電源電圧−Ｖｃｃが与えられている。

【００３３】フォトカプラ３ａのフォトトランジスタの
エミッタ及びフォトカプラ３ｂのフォトトランジスタの
コレクタは共通接続され、この共通接続節点からはフォ
トカプラ部３の出力信号が出力され、三角波発生回路２
９（スイッチング信号作成回路）に与えられる。三角波
発生回路２９は、フォトカプラ部３の出力信号が、オペ
アンプ２３の非反転入力端子に与えられ、オペアンプ２
３の反転入力端子は接地されている。オペアンプ２３の
出力は、抵抗Ｒ５を通じて非反転入力端子に、可変抵抗
ＶＲ１を通じてオペアンプ２４の反転入力端子にそれぞ
れ与えられ、オペアンプ２４の非反転入力端子は接地さ
れている。

【００３４】オペアンプ２４の出力は、三角波発生回路
２９の出力信号（三角波信号）としてスイッチング信号
作成回路１９に与えられ、また、コンデンサＣ３を通じ
て反転入力端子に、抵抗Ｒ６を通じてオペアンプ２３の
非反転入力端子にそれぞれ与えられる。スイッチング信
号作成回路１９は、制御信号作成回路１８から正の制御
信号及びその反転信号である負の制御信号が与えられ、
制御信号作成回路１８には、演算回路１７の出力信号が
与えられている。演算回路１７の出力信号は、抵抗Ｒ４
を通じて例えば−８Ｖにプルダウンされている。

【００３５】演算回路１７は、電流検出回路１６が検出
した給電線５に流れる電流値を、電流値設定回路１５が
設定した電流値から差し引いて出力する。スイッチング
信号作成回路１９は、４つのスイッチング信号を作成し
て、インバータ２１の４つのスイッチング素子に与え
る。

【００３６】図３は、インバータ２１周辺の構成を示す
回路図である。インバータ２１は、ｎチャネル形のＩＧ
ＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor ）２５，２
７の各コレクタが、コンバータ２０の正側出力端子に接
続され、ｎチャネル形のＩＧＢＴ２６，２８の各エミッ
タが、コンバータ２０の負側出力端子に接続され、ＩＧ
ＢＴ２５のエミッタとＩＧＢＴ２６のコレクタとが共通
接続され、ＩＧＢＴ２７のエミッタとＩＧＢＴ２８のコ
レクタとが共通接続され、その各共通接続節点から共振
回路２２へ出力する。

【００３７】共振回路２２（供給回路）は、ＩＧＢＴ２
５のエミッタ及びＩＧＢＴ２６のコレクタの共通接続節
点からの出力が、一方の端子に与えられるリアクタＬ７
と、ＩＧＢＴ２７のエミッタ及びＩＧＢＴ２８のコレク
タの共通接続節点からの出力が、一方の端子に与えられ
るリアクタＬ８と、リアクタＬ７，Ｌ８の各他方の端子
間に接続されたコンデンサＣ５と、一方の端子がリアク
タＬ７の他方の端子に接続されたリアクタＬ９とを備
え、リアクタＬ９，Ｌ８の各他方の端子が給電線５にそ
れぞれ接続されている。

【００３８】コンバータ２０は、順接続された２個のダ
イオードからなる直列回路が３個並列接続され、各直列
回路におけるダイオードの接続節点に、３相ＡＣ２００
Ｖの各相が入力される。各直列回路におけるカソード端
の共通接続節点がコンバータ２０の正側出力端子に、ア
ノード端の共通接続節点がコンバータ２０の負側出力端
子になっており、正側出力端子及び負側出力端子間には
平滑コンデンサＣ４が接続されている。

【００３９】以下に、このような構成の給電装置及び給
電システムの動作を説明する。フォトカプラ駆動回路２
は、発振回路１からの発振信号がＤ型フリップフロップ
１０のクロック端子に与えられる都度、＋Ｖｃｃ又は−
Ｖｃｃのパルス状の同期引込信号（周期信号）を出力す
る。各給電装置のフォトカプラ部３は、フォトカプラ駆
動回路２から＋Ｖｃｃの同期引込信号を受信したとき
は、フォトカプラ３ａがオン、フォトカプラ３ｂがオフ
となり、三角波発生回路２９に＋Ｖｃｃのパルス信号を
与え、フォトカプラ駆動回路２から−Ｖｃｃの同期引込
信号を受信したときは、フォトカプラ３ａがオフ、フォ
トカプラ３ｂがオンとなり、三角波発生回路２９に−Ｖ
ｃｃのパルス信号を与える。

【００４０】三角波発生回路２９は、＋Ｖｃｃのパルス
信号を与えられたときは、図４（ａ）に示す三角波形信
号の下降波形信号を出力し、−Ｖｃｃのパルス信号を与
えられたときは、図４（ａ）に示す三角波形信号の上昇
波形信号を出力し、反転する＋Ｖｃｃ及び−Ｖｃｃのパ
ルス信号１周期分で、図４（ａ）に示す三角波形信号の
１周期分を作成しスイッチング信号作成回路１９へ与え
る。これにより、各給電装置の三角波発生回路２９は、
互いに略同位相の三角波形信号を、それぞれのスイッチ
ング信号作成回路１９へ与えることができる。

【００４１】尚、ここでは、反転する＋Ｖｃｃ及び−Ｖ
ｃｃの同期引込信号により、三角波形信号の極大及び極
小の各頂点を形成しているが、回路構成をより簡単にす
る為、＋Ｖｃｃのみの同期引込信号又は−Ｖｃｃのみの
同期引込信号にしても、動作には影響しないことが確認
されている。また、三角波形信号の各頂点毎には同期引
込信号を与えず、三角波形信号の周期の整数倍の周期毎
に同期引込信号を与えるようにしても、動作に問題は生
じないことが実験により確認出来ている。この結果、同
期引込信号にノイズが含まれたりして異常な場合には、
その同期引込信号を無視するように構成すれば、極めて
ノイズに強い給電装置を実現することが出来る。

【００４２】一方、電流検出回路１６は、インバータ装
置４付近の給電線５に流れる電流値を検出しており、演
算回路１７は、電流検出回路１６が検出した電流値を、
電流値設定回路１５が設定した電流値から差し引いて出
力する。電流検出回路１６が検出した電流値が、比較的
小さいとき、演算回路１７は比較的大きい正の電圧値を
出力し、この正の電圧値は−８Ｖのバイアスをかけら
れ、絶対値が比較的小さい負の電圧値となって、制御信
号作成回路１８に与えられる。制御信号作成回路１８
は、図４（ａ）に示すような、与えられた負の電圧値と
その反転信号とを出力してスイッチング信号作成回路１
９に与える。

【００４３】スイッチング信号作成回路１９は与えられ
た、絶対値が等しく、絶対値が比較的小さい正負の電圧
値と、三角波発生回路２９から与えられた三角波形信号
の電圧値とを比較して、図４（ｂ）（ｃ）に示すよう
な、パルス幅が比較的大きなパルス信号（スイッチング
信号）を作成して、インバータ２１の各スイッチング素
子２５〜２８に与える。例えば、ＩＧＢＴ２５，２８
を、図４（ｂ）に示すパルス信号で、ＩＧＢＴ２６，２
７を、図４（ｃ）に示すパルス信号でそれぞれ動作させ
ると、インバータ２１は図４（ｄ）に示すような比較的
大きな交流電流を、共振回路２２へ出力する。共振回路
２２は、この交流電流を給電線５に共振させて供給す
る。つまり、電流検出回路１６が検出した電流値が小さ
いとき、インバータ２１は大きい交流電流を給電線５に
供給する。

【００４４】また、電流検出回路１６が検出した電流値
が、比較的大きいとき、演算回路１７は比較的小さい正
の電圧値を出力し、この正の電圧値は−８Ｖのバイアス
をかけられ、絶対値が比較的大きい負の電圧値となっ
て、制御信号作成回路１８に与えられる。制御信号作成
回路１８は、図５（ａ）に示すような、与えられた負の
電圧値とその反転信号とを出力してスイッチング信号作
成回路１９に与える。

【００４５】スイッチング信号作成回路１９は与えられ
た、絶対値が等しく、絶対値が比較的大きい正負の電圧
値と、三角波発生回路２９から与えられた三角波形信号
の電圧値とを比較して、図５（ｂ）（ｃ）に示すよう
な、パルス幅が比較的小さなパルス信号（スイッチング
信号）を作成して、インバータ２１の各スイッチング素
子２５〜２８に与える。例えば、ＩＧＢＴ２５，２８
を、図５（ｂ）に示すパルス信号で、ＩＧＢＴ２６，２
７を、図５（ｃ）に示すパルス信号でそれぞれ動作させ
ると、インバータ２１は図５（ｄ）に示すような比較的
小さな交流電流を、共振回路２２へ出力する。共振回路
２２（供給回路）は、この交流電流を、給電線５とで構
成した共振回路に共振させて、給電線５に供給する。

【００４６】つまり、電流検出回路１６が検出した電流
値が大きいとき、インバータ２１は小さい交流電流を給
電線５に供給する。ここで、各給電装置において、同期
引込信号により三角波発生回路２９から与えられる三角
波形信号は略同位相であるから、スイッチング信号作成
回路１９が作成するパルス信号（スイッチング信号）の
パルス幅の大小に関係なく、各インバータ２１が出力す
る交流電流も略同位相である。

【００４７】また、電流検出回路１６が検出した電流値
が、電流値設定回路１５が設定している電流値より大き
いとき、演算回路１７は負の電圧値を出力し、この負の
電圧値は−８Ｖのバイアスをかけられ、絶対値が大きい
負の電圧値となって、制御信号作成回路１８に与えられ
る。制御信号作成回路１８は、与えられた負の電圧値と
その反転信号とを出力してスイッチング信号作成回路１
９に与える。

【００４８】スイッチング信号作成回路１９は与えられ
た、絶対値が等しく、絶対値が大きい正負の電圧値と、
三角波発生回路２９から与えられた三角波形信号の電圧
値とを比較するが、正負の電圧値が三角波形信号の電圧
値を超えているので、パルス信号（スイッチング信号）
は作成されず、インバータ２１は交流電流を減少させ
る。つまり、電流検出回路１６が検出した電流値が、電
流値設定回路１５が設定している電流値より大きいと
き、インバータ２１は交流電流を減少させる。本実施の
形態では、各給電装置の位相を合わせる為の信号を、フ
ォトカプラにより送受信しているので、各給電装置毎の
接地ラインを分離することが出来、耐ノイズ性が向上す
る。

【００４９】実施の形態２．図６は、本発明に係る給電
装置及び給電システムの実施の形態の構成を示すブロッ
ク図である。この給電システムは、主たる給電装置にお
いて、発振回路１が出力した発振信号が、インバータ装
置４ａに与えられ、インバータ装置４ａは、与えられた
発振信号に基づき、給電線５に交流電流を供給する。

【００５０】従たる各給電装置（本実施の形態では３
台）においては、主たる給電装置の発振回路１が出力し
た発振信号が、同期回路６に与えられ、同期回路６は、
与えられた発振信号と同位相の同期信号を作成し、イン
バータ装置４ａに与えると共に、他の従たる各給電装置
の同期回路６に与える。従たる各給電装置の同期回路６
は、主たる給電装置の発振回路１から縦続に接続されて
いる。尚、従たる各給電装置の同期回路６は、主たる給
電装置の発振回路１に並列に接続しても良い。

【００５１】同期回路６は、その出力した同期信号と、
発振回路１が出力した発振信号又は他の給電装置の同期
回路６が出力した同期信号とが与えられ、それらの位相
を比較し、位相差に応じた信号を出力する位相比較回路
６ａと、位相比較回路６ａが出力した信号を積分する積
分回路６ｂと、積分回路６ｂが積分し出力した信号の電
圧値に応じた周波数の信号を発振し、同期回路６の出力
として同期信号を出力する電圧制御発振回路６ｃとを備
えている。

【００５２】この同期回路６は、位相比較回路６ａが出
力する位相差に応じた信号の絶対値が小さくなるよう
に、電圧制御発振回路６ｃが発振周波数を制御して行
き、時間の経過と共に（実際には瞬時に）、電圧制御発
振回路６ｃは、発振回路１が出力した発振信号又は他の
給電装置の同期回路６が出力した同期信号と、同位相の
同期信号を出力するようになる。このとき、位相比較回
路６ａが出力した位相差に応じた信号を、積分回路６ｂ
が積分するので、他の給電装置からの発振信号又は同期
信号にノイズが含まれていても、その影響を低減するこ
とが出来る。

【００５３】図７は、インバータ装置４ａの構成を示す
ブロック図である。このインバータ装置４ａは、同期回
路６から同期信号（同期引込信号）を与えられ、与えら
れた同期信号に同期して、実施の形態１において説明し
たフォトカプラ部３と同様に、＋Ｖｃｃ又は−Ｖｃｃの
パルス信号を反転して出力する同期引込回路７を備え、
同期引込回路７が出力したパルス信号は三角波発生回路
２９に与えられる。その他の構成及び動作は、実施の形
態１において説明したインバータ装置４と同様であるの
で、説明を省略する。

【００５４】この給電システムでは、各給電装置におい
て、同期信号により三角波発生回路２９から与えられる
三角波形信号は略同位相であるから、スイッチング信号
作成回路１９が作成するパルス信号（スイッチング信
号）のパルス幅の大小に関係なく、各インバータ２１が
出力する交流電流も略同位相である。尚、この実施の形
態において、発振回路１及びインバータ装置４ａからな
る主たる給電装置に代えて（図６）、周期信号作成回路
としての発振回路１のみを備える構成としても、同様の
効果を得ることが出来る。また、この実施の形態におい
て、発振回路１から、従たる給電装置の各インバータ装
置４ａへ直接、同期信号を与えるようにして、従たる給
電装置の各同期回路６を省略する構成としても良い。

【００５５】

【発明の効果】第１，２，４発明に係る給電装置によれ
ば、簡単な構成で、所定の周期信号としてオン／オフ信
号を使用出来るのでノイズに強く、また、他の給電装置
の出力と位相を合わせて、給電線に出力することが出来
る給電装置を実現することが出来る。

【００５６】第３，４発明に係る給電装置によれば、同
期回路を使用するのでノイズに強く、また、他の給電装
置の出力と位相を合わせて出力することが出来る台数が
制限されない、簡単な構成による給電装置を実現するこ
とが出来る。

【００５７】第５発明に係る給電システムによれば、簡
単な構成で、所定の周期信号としてオン／オフ信号を使
用出来るのでノイズに強く、また、他の給電装置の出力
と位相を合わせて、給電線に出力することが出来る給電
装置を、複数台備えた給電システムを実現することが出
来る。また、給電装置を使用台数に関係なく分散化して
最適配置することが出来るので、高周波大電流（例えば
１６ｋＨｚ、４０Ａ程度）を流す給電線の抵抗損失を減
少させることが可能となり、給電システム全体の効率向
上を図ることが出来る。

【００５８】第６，７発明に係る給電システムによれ
ば、同期回路を使用するのでノイズに強く、また、他の
給電装置の出力と位相を合わせて出力することが出来る
簡単な構成による給電装置を備えた給電システムを実現
することが出来る。また、給電装置を使用台数に関係な
く分散化して最適配置することが出来るので、高周波大
電流を流す給電線の抵抗損失を減少させることが可能と
なり、給電システム全体の効率向上を図ることが出来
る。

【００５９】第８発明に係る給電システムによれば、簡
単な構成で、他の給電装置の出力と位相を合わせて、給
電線に出力することが出来る給電装置を、複数台備えた
給電システムを実現することが出来る。また、給電装置
を使用台数に関係なく分散化して最適配置することが出
来るので、高周波大電流を流す給電線の抵抗損失を減少
させることが可能となり、給電システム全体の効率向上
を図ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る給電装置及び給電システムの実施
の形態の構成を示すブロック図である。

【図２】本発明に係る給電装置の実施の形態の構成を示
すブロック図である。

【図３】インバータ周辺の構成を示す回路図である。

【図４】インバータ装置の動作を示す波形図である。

【図５】インバータ装置の動作を示す波形図である。

【図６】本発明に係る給電装置及び給電システムの実施
の形態の構成を示すブロック図である。

【図７】インバータ装置の構成を示すブロック図であ
る。

【図８】従来の、高周波誘導加熱炉用電源装置を転用し
た給電装置の構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１発振回路２フォトカプラ駆動回路（周期信号作成回路）３フォトカプラ部（受信回路）３ａ，３ｂフォトカプラ４，４ａインバータ装置５給電線６同期回路６ａ位相比較回路６ｂ積分回路６ｃ電圧制御発振回路７同期引込回路１５電流値設定回路１６電流検出回路１７演算回路１８制御信号作成回路１９スイッチング信号作成回路２０コンバータ２１インバータ２２共振回路（供給回路）２９三角波発生回路（スイッチング信号作成回路）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山本建三大阪府大阪市鶴見区鶴見４丁目17番96号株式会社椿本チエイン内 (72)発明者 ▲高▼繁聡大阪府大阪市鶴見区鶴見４丁目17番96号株式会社椿本チエイン内 (72)発明者横井弥壽雄大阪府枚方市中宮大池３丁目25番７号日本インバータ株式会社内Ｆターム(参考） 5G066 HA02 HB03 5H007 BB00 CA01 CB05 CB22 DA05 DC02 EA03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のスイッチング素子を動作させるこ
とにより交流電流を生成するインバータを備え、該イン
バータが生成した交流電流を給電線に供給する給電装置
において、所定の周期を有する周期信号を受信する受信回路と、該
受信回路が受信した周期信号に基づき、前記スイッチン
グ素子を動作させるスイッチング信号を作成するスイッ
チング信号作成回路と、該スイッチング信号作成回路が
作成したスイッチング信号により、前記インバータが生
成した交流電流を、前記給電線とで構成した共振回路に
共振させて、該給電線に供給する為の供給回路とを備え
ることを特徴とする給電装置。
【請求項２】前記受信回路は、受信した周期信号を電
気的に絶縁する為のフォトカプラ部を備える請求項１記
載の給電装置。
【請求項３】複数のスイッチング素子を動作させるこ
とにより交流電流を生成するインバータを備え、該イン
バータが生成した交流電流を給電線に供給する給電装置
において、所定の周期を有する周期信号を受信し、受信した周期信
号と略同位相である同期信号を作成する同期回路と、該
同期回路が作成した同期信号である周期信号に基づき、
前記スイッチング素子を動作させるスイッチング信号を
作成するスイッチング信号作成回路と、該スイッチング
信号作成回路が作成したスイッチング信号により、前記
インバータが生成した交流電流を、前記給電線とで構成
した共振回路に共振させて、該給電線に供給する為の供
給回路とを備えることを特徴とする給電装置。
【請求項４】前記給電線に流すべき交流電流値を設定
する電流値設定回路と、前記給電線に流れる交流電流値
を検出する電流検出回路と、前記電流値設定回路が設定
した交流電流値及び前記電流検出回路が検出した交流電
流値の差を演算する演算回路とを更に備え、前記スイッ
チング信号作成回路は、該演算回路が演算した差及び前
記周期信号に基づき、前記スイッチング信号を作成すべ
くなしてある請求項１〜３の何れかに記載の給電装置。
【請求項５】所定の周期を有する周期信号を作成する
周期信号作成回路と、請求項１，２，４の何れかに記載
された複数の給電装置とを備え、該給電装置は、前記周
期信号作成回路が作成した周期信号を受信し、受信した
周期信号に基づき交流電流を生成し、それぞれの給電線
に供給すべくなしてあることを特徴とする給電システ
ム。
【請求項６】所定の周期を有する周期信号を発振する
発振回路を有し、該発振回路が発振した周期信号に基づ
き交流電流を給電線に供給する主たる給電装置と、請求
項３又は４に記載され、交流電流をそれぞれの給電線に
供給する１又は複数の従たる給電装置とを備え、該給電
装置が有する同期回路は、前記発振回路に並列又は縦続
に接続され、該発振回路が発振した周期信号と略同位相
である同期信号を作成すべくなしてあることを特徴とす
る給電システム。
【請求項７】所定の周期を有する周期信号を作成する
周期信号作成回路と、請求項３又は４に記載され、交流
電流をそれぞれの給電線に供給する複数の給電装置とを
備え、該給電装置が有する同期回路は、前記周期信号作
成回路に並列又は縦続に接続され、該周期信号作成回路
が発振した周期信号と略同位相である同期信号を作成す
べくなしてあることを特徴とする給電システム。
【請求項８】所定の周期を有する周期信号を発振する
発振回路を有し、該発振回路が発振した周期信号に基づ
き交流電流を給電線に供給する主たる給電装置と、請求
項１，２，４の何れかに記載された１又は複数の従たる
給電装置とを備え、該給電装置は、前記発振回路が発振
した周期信号を受信し、受信した周期信号に基づき交流
電流を生成し、それぞれの給電線に供給すべくなしてあ
ることを特徴とする給電システム。