JP2005295680A - 非接触給電装置及び非接触給電システム - Google Patents

Abstract

【課題】 回生電力を有効利用できる非接触給電装置及び非接触給電システムを提供する。
【解決手段】 充放電制御回路８０は、モータＭ１，Ｍ２，…が回生電力を発生させた場合、充電回路８１を制御して、蓄電回路８３に回生電力を充電させ、放電回路８２を制御して、蓄電回路８３の放電を停止させる。また、回生電力が発生していない場合、充電回路８１を制御して、蓄電回路８３の充電を停止させる。更に、モータＭ１，Ｍ２，…が電力を消費している場合、放電回路８２を制御して、蓄電回路８３に、充電してあった回生電力を放電させる。
【選択図】 図５

Description

本発明は、高周波電流が流れる給電線から物理的に非接触の状態で受電して負荷（例えばモータ）へ給電する非接触給電装置及び非接触給電システムに関する。

非接触給電システムは、高周波電流が流れる給電線と、該給電線に対して非接触の状態で受電した電力をモータへ供給する受電回路を有する非接触給電装置とを備える。

非接触給電システムは、例えば、搬送車又は昇降機等（以下、移動体という）を備える移動体システムに、駆動用の電力を供給する。この場合、非接触給電装置は移動体に設置されて、移動体が備えるモータへ給電する。このような非接触給電装置は、例えば、給電線に対して非接触の状態で誘導結合されたピックアップコイルを備え、該ピックアップコイルに誘起された電力をモータへ供給するよう構成してある（例えば、特許文献１参照）。

ところで、バッテリを備える電気自動車、又は給電線に対して物理的に接触した状態で給電される電車等においては、減速制動時に発生する回生電力を回収して、加速走行時にその電気自動車で利用したり、加速走行中の他の電車へ供給したりすることが一般に行なわれている（例えば、特許文献２，３参照）。
特開平８−２６４３５７号公報 特開平８−１６３７０６号公報 特開２００１−３５４０５３号公報 特開２０００−１１６０３５号公報

しかしながら、非接触給電を行なう装置又はシステム等においては、従来、回生電力の回収がなされておらず、そのような装置又はシステム等に抵抗器を備えて、該抵抗器に回生電力を供給し、供給された回生電力を熱として消費することが一般になされていた。

また、特許文献４に開示された輸送設備は、モータを駆動するためのバッテリを電動移動体に備えており、そのバッテリに対して非接触で給電を行なうよう構成されているが、該バッテリは、回生電力を回収するよう構成されたものではない。

以上のようなことから、回生電力を有効利用できる非接触給電装置及び非接触給電システムが望まれている。

本発明は斯かる問題を解決するためになされたものであり、モータの回生電力を蓄電する蓄電回路を備えることにより、回生電力を蓄電回路に回収して有効利用できる非接触給電装置、及び該非接触給電装置を備える非接触給電システムを提供することを目的とする。

本発明の他の目的は、モータの回生電力を外部の受電手段へ供給する供給手段を備えることにより、回生電力を外部で回収して有効利用できる非接触給電装置を提供することにある。

本発明の更に他の目的は、受電手段と、該受電手段へモータの回生電力を供給する供給手段を有する非接触給電装置とを備えることにより、回生電力を回収して有効利用できる非接触給電システムを提供することにある。

第１発明に係る非接触給電装置は、交流電流が流れる給電線から非接触で受電してモータへ給電する受電回路を備える非接触給電装置において、モータの回生電力を蓄電する蓄電回路を備えることを特徴とする。

第１発明にあっては、例えば、高周波電流が流れる給電線から非接触で受電する受電回路の出力部に、モータと、バッテリ又はコンデンサ等を用いてなる蓄電回路とを接続し、モータによって駆動される昇降機の下降時、又は搬送車の減速時等にモータが発生させる回生電力を蓄電回路に充電する。この場合、蓄電回路は回生電力を回収する。

回生電力を回収した蓄電回路は、昇降機の上昇時又は搬送車の加速時等に放電して、モータ及び／又はモータ以外の負荷へ給電することができる。このため、回生電力を、該非接触給電装置を備える昇降機内又は搬送車内で有効に利用することができる。

なお、蓄電回路が着脱可能に備えられている場合、回生電力を回収した蓄電回路は、装置から取り外され、他の負荷に接続されることによって、該負荷へ給電することができる。

以上のようにして、本発明の非接触給電装置は、従来、無駄に消費されていた回生電力を回収して、有効に利用することができる。

第２発明に係る非接触給電装置は、前記蓄電回路への回生電力の供給を入断する第１スイッチ回路と、前記受電回路の電圧を検出する手段、検出した電圧と所定の第１電圧とを比較する手段、及び、比較結果の高／低に応じて、前記第１スイッチ回路の入／断を制御する手段を有する第１制御回路とを備えることを特徴とする。

第２発明にあっては、第１スイッチ回路が入である場合は蓄電回路へ電流が流入し、断である場合は電流が遮断されるように構成する。また、第１電圧として、モータによる回生電力発生時の電圧を用いる。該電圧は、垂下特性を有する受電回路においては、受電回路の最大出力電圧（無負荷時の出力電圧）より高い。

第１制御回路は、受電回路の電圧を検出し、検出した電圧が第１電圧以上である場合は第１スイッチ回路を入にして蓄電回路へ電流を流入させる。即ち回生電力を蓄電回路へ供給して、蓄電回路を充電する。また、検出した電圧が第１電圧未満である場合は第１スイッチ回路を断にして蓄電回路へ電流を流入させない。即ち蓄電回路の充電を停止する。

以上のようにして、モータで発生した回生電力を蓄電回路が回収するため、回生電力を無駄に消費することが防止できる。また、回生電力の発生中にのみ蓄電回路を充電することによって、モータへ供給すべき電力を蓄電回路が回収してしまうことが防止できる。

また、蓄電回路の充電中は、受電回路の電圧が第１電圧に略等しくなるため、第１電圧を、装置を構成する各機器及びモータが使用可能である電圧の上限以下の電圧としておく場合、回生電力発生時の過電圧によって各機器又はモータが停止したり破損したりすることが防止できる。

第３発明に係る非接触給電装置は、前記蓄電回路からの放電を入断する第２スイッチ回路を備え、前記第１制御回路は、検出した電圧と前記第１電圧より低い第２電圧とを比較する手段、検出した電圧が前記第２電圧以下である場合、前記第２スイッチ回路を入にする手段、及び、検出した電圧が前記第１電圧以上である場合、前記第２スイッチ回路を断にする手段を更に有することを特徴とする。

第３発明にあっては、第２スイッチ回路が入である場合は蓄電回路から電流が流出し、断である場合は電流が遮断されるように構成する。また、第２電圧として、モータが電力を消費している場合の電圧を用いる。該電圧は、垂下特性を有する受電回路においては、受電回路の最大出力電圧（無負荷時の出力電圧）より低い。

第１制御回路は、受電回路の電圧を検出し、検出した電圧が第２電圧以下である場合は第２スイッチ回路を入にして蓄電回路から電流を流出させる。即ち蓄電回路を放電させる。

以上のようにして、蓄電回路が回収した回生電力をモータへ供給するため、回生電力を有効に利用することができる。

また、モータが電力を消費している場合、即ちモータが回生電力を発生していない場合に、蓄電回路から、回収した回生電力を放電することによって、蓄電回路は再び充電可能になるため、回生電力を繰り返し充電／放電して、効率良く回収／利用することができる。

更に第１制御回路は、検出した電圧が第１電圧以上である場合に、第１スイッチ回路を入にして蓄電回路を充電し、第２スイッチ回路を断にして蓄電回路から電流を流出させない。即ち蓄電回路からの放電を停止する。

このようにして蓄電回路の充電と放電とが同時に行なわれることを防止するため、回生電力を効率良く回収することができる。

第４発明に係る非接触給電装置は、前記第１制御回路は、検出した電圧と前記第１電圧より低く前記第２電圧より高い第３電圧とを比較する手段、及び、前記第２スイッチ回路が入にされている場合に、検出した電圧が前記第３電圧以下であるとき、前記第２スイッチ回路を断にする手段を更に有することを特徴とする。

第４発明にあっては、第３電圧として、例えば蓄電回路が放電する設定電圧より小さい電圧を用いる。受電回路の電圧が第３電圧以下になる状態とは、蓄電回路に充電されていた回生電力が減少して蓄電回路の出力電圧が第３電圧以下に低下し、モータが、受電回路から給電される電力も消費している状態である。

この状態のとき、第１制御回路が、第２スイッチ回路を断にして蓄電回路からの放電を停止するため、蓄電回路が回収した回生電力をモータが消費する場合にのみ蓄電回路から放電することができる。

第５発明に係る非接触給電装置は、交流電流が流れる給電線から非接触で受電してモータへ給電する非接触給電装置において、モータの回生電力を外部の受電手段へ供給する供給手段を備えることを特徴とする。

第５発明にあっては、例えば、高周波電流が流れる給電線から非接触で受電する受電回路の出力部に、モータと、供給手段とを接続し、モータによって駆動される昇降機の下降時、又は搬送車の減速時等にモータが発生させる回生電力を、供給手段を介して外部の受電手段へ供給する。この場合、受電手段は回生電力を回収する。

回生電力を回収した受電手段は、回収した回生電力を、非接触給電装置外部の蓄電手段、商用電源、給電線への給電用の電源、又は他の負荷等へ給電することができるため、回生電力を装置外部で有効利用することができる。

以上のようにして、本発明の非接触給電装置は、従来、無駄に消費されていた回生電力を回収して、有効に利用することができる。

第６発明に係る非接触給電装置は、前記受電手段は電線であり、前記供給手段は、前記受電手段に誘導結合すべき供給部と、該供給部への回生電力の供給を入断する第３スイッチ回路とを備えることを特徴とする。

第６発明にあっては、第３スイッチ回路が入である場合は供給手段へ電流が流入し、断である場合は電流が遮断されるように構成する。第３スイッチ回路の入断は、例えば、回生電力が発生しているか否かを検出し、この検出結果に応じて切り替える。即ち、回生電力が発生している場合は第３スイッチ回路を入にし、発生していない場合は断にする。

供給手段の供給部へは、回生電力を高周波電流に変換して流入させる。この場合、供給部と受電手段とは誘導結合して、供給部に流れる交流電流の周波数に等しい周波数を有する交流の電力が誘起される。受電手段は電線であるため、誘起された電力は、例えば受電手段に接続された蓄電手段又は電源等に回収される。

以上のようにして、モータが回生電力を発生させている場合に、発生した回生電力を、誘導起電力として外部の受電手段に回収させることができるため、回生電力を装置外部で有効に利用することができる。

第７発明に係る非接触給電装置は、交流電流が流れる給電線から非接触で受電してモータへ給電するための受電回路を備え、前記供給手段は、前記受電回路の電圧を検出する手段、及び、該手段が検出した電圧の高／低に応じて、前記第３スイッチ回路の入／断を制御する手段を有する第２制御回路を備えることを特徴とする。

第７発明にあっては、供給手段が、受電回路の出力電圧を検出し、検出した電圧と、所定の電圧とを比較する。この所定の電圧として、モータによる回生電力発生時の電圧（例えば、第２発明で用いた第１電圧）を用いる。検出した電圧が所定の電圧以上である場合、発生した回生電力を供給手段から受電手段に供給させるべく、制御手段が第３スイッチ回路を入にする。また、検出した電圧が所定の電圧未満である場合、回生電力以外の電力を供給手段から受電手段に回収させることを防止すべく、制御手段が第３スイッチ回路を断にする。

以上のようにして、回生電力の発生中にのみ供給手段へ電力を供給することによって、モータへ供給すべき電力を供給手段が回収してしまうことを防止でき、回生電力を適切に回収することができる。

また、供給手段から受電手段への電力供給中は、モータの電圧が所定の電圧に略等しくなるため、所定の電圧を、装置を構成する各機器及びモータが使用可能である電圧の上限以下の電圧としておく場合、回生電力発生時の過電圧によって各機器又はモータが停止したり破損したりすることを防止できる。

第８発明に係る非接触給電システムは、交流電流が流れる給電線と第１発明乃至第４発明の何れか一つに係る非接触給電装置とを備えることを特徴とする。

第８発明にあっては、システムに備えられた非接触給電装置が、第１発明乃至第４発明の何れか一つに係る非接触給電装置であるため、該非接触給電装置の効果を得て、従来、無駄に消費されていた回生電力を、有効に利用することができる。

第９発明に係る非接触給電システムは、商用電源から受電して交流電流を出力する電源装置と、該電源装置から出力された交流電流が流れる給電線と、該給電線から非接触で受電してモータへ給電する非接触給電装置とを備える非接触給電システムにおいて、前記非接触給電装置は第５発明乃至第７発明の何れか一つに係る非接触給電装置であり、該非接触給電装置が供給する回生電力を受電する受電手段と、該受電手段が受電した回生電力を、前記商用電源又は前記電源装置へ供給する手段とを備えることを特徴とする。

第９発明にあっては、非接触給電装置が備えている供給手段から供給された回生電力を、受電手段を介して、システム内部の電源装置、又は商用電源へ供給することができるため、従来、無駄に消費されていた回生電力を、システム内部又は外部にて、有効に利用することができる。

第１０発明に係る非接触給電システムは、商用電源から受電して交流電流を出力する電源装置と、該電源装置から出力された交流電流が流れる給電線と、該給電線から非接触で受電してモータへ給電する非接触給電装置とを備える非接触給電システムにおいて、前記非接触給電装置は第５発明乃至第７発明の何れか一つに係る非接触給電装置であり、該非接触給電装置が供給する回生電力を受電する受電手段は前記給電線であり、該給電線が受電した回生電力を、前記商用電源又は前記電源装置へ供給する手段を備えることを特徴とする。

第１０発明にあっては、非接触給電装置が備えている供給手段から供給された回生電力を、受電手段を介して、システム内部の電源装置、又は商用電源へ供給することができるため、従来、無駄に消費されていた回生電力を、システム内部又は外部にて、有効に利用することができる。

また、受電手段と給電線とが一体であるため、給電線とは別体の受電手段を設ける必要がなく、システムを小型化することができる。

本発明の非接触給電装置及び非接触給電システムによれば、モータが回生電力を発生させている場合に、発生した回生電力を蓄電回路に充電し、例えば、モータが回生電力を発生させていないときに、受電回路からモータへ給電するよりも優先的に、充電してある電力を蓄電回路から放電してモータへ供給することにより、従来、無駄に消費されていた回生電力を有効に利用することができる。このため、システムの消費電力を低減して、省エネルギの効果を得ることができる。

また、モータの消費電力が大きい場合に、受電回路からモータへ給電すると共に、充電してある電力を蓄電回路から放電してモータへ供給するときは、受電回路の受電容量を、モータの消費電力に応じて大きく設ける必要がない。このため、ピックアップコア及び共振回路等の各機器を小型化することができる。

また、蓄電回路を備えることによって、従来の非接触給電回路に備えられていた回生電力消費用の抵抗器を備える必要がなくなり、また、一般に、このような抵抗器よりも蓄電回路の方が小さく構成できるため、装置を小型化することができる。

更に、非接触給電装置は、モータが回生電力を発生させているか否か、又は、モータが電力を消費しているか否かを、受電回路の電圧の高低を用いて検知し、これに応じて蓄電回路を充電したり蓄電回路から放電したりする。この場合、回生電力の発生中は蓄電回路を充電して放電を停止し、電力の消費中は蓄電回路から放電して充電を停止する。このため、回生電力の電圧による過電圧でモータが停止したり装置を構成する機器が破損したりする前に、装置の電圧を減少させることができる。また、蓄電回路の充放電を効率良く行なうことができる。

また、本発明の非接触給電装置及び非接触給電システムによれば、モータが回生電力を発生させている場合に、発生した回生電力を外部の受電手段に供給することにより、従来、無駄に消費されていた回生電力を有効に利用することができるため、消費電力を低減して、省エネルギの効果を得ることができる。

また、回生電力を、非接触で受電手段に回収させるため、回生電力の回収に際し、受電手段と供給手段との移動しながらの接触によるゴミの発生を防止することができ、また、受電手段と供給手段との接触部となる導体を露出させる必要がなく、更に、非接触給電装置の移動中に、受電手段と供給手段とを接触させるために非接触給電装置を停止させる必要がない等の効果を得ることができる。

更に、非接触給電装置内部ではなく、受電手段を介して装置外部で回収し、更に、商用電源又は電源装置等に回収するため、回収した回生電力を再び非接触給電装置へ供給するのみならず、システム内部の他の非接触給電装置、あるいはシステム外部の他の負荷へ供給することが容易である等、本発明は優れた効果を奏する。

以下、本発明を、その実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。

（実施の形態 １．）
図１は、本発明の実施の形態１に係る非接触給電システムを用いた移動体システムの構成を示す斜視図である。

図中１は、モノレール方式の移動体システムを構成するレールである。レール１は、工場又は倉庫等の天井に敷設されており、レール１に、システムコントローラ１１によって駆動制御される複数の移動体２，２，…が夫々懸架されている。また、レール１は、図示しない複数のステーションを結んで、多重のループ状に設けられており、このため、交差部を有する。

交差部には、スイッチレール方式の分岐・合流部１０，１０，…が設けられており、分岐・合流部１０，１０，…は、移動体２，２，…の目的地に応じて、レール１を切り替えるよう構成してある。

各移動体２は、非接触給電システムを介して駆動用の電力を得る。非接触給電システムは、ＡＣ２００Ｖ、６０Ｈｚの商用電源から受電して、１０ＫＨｚの定電流（振幅一定又は実効電流一定の交流電流）を出力する高周波電源装置４（電源装置）を備える。

図２及び図３は、移動体システムに備えられた移動体２の構成を示す側面図及び正面図であり、図４は、非接触給電システムが備える給電線４０及びピックアップコイル５１１を示す断面図である。

レール１はＩ字型の断面形状を有し、その一側面には、支持腕１２，１２，…が、レール１の長手方向に適宜の間隔で設けられている。支持腕１２，１２，…によって、レール１は天井から略水平に吊り下げられている。

レール１の他側面には、取付板１３がネジ留めされており、取付板１３の上下方向中央部に、多数の棒状部材を用いてなる支持部材１４，１４，…が、略水平に並んで設けられている。

給電線４０は、支持部材１４，１４，…の先端部に固定されることによって、レール１に沿って敷設されている。また、給電線４０は、高周波電源装置４に接続されており（図５参照）、高周波電源装置４によって１０ＫＨｚの交流定電流を供給されている。

各移動体２は、正面視がコの字状である前後一対の車体枠２１，２２を備え、車体枠２１，２２の上部に、前輪２１ａ及び後輪２２ａを夫々回動可能に備える。前輪２１ａ及び後輪２２ａをレール１に転接させることによって、移動体２は、レール１に懸架される。また、車体枠２１は、前輪２１ａ近傍に、前輪２１ａに連繋する走行用のモータＭ１を固定してある。また、移動体２は、被搬送物を着脱可能に取り付けることができるキャリア２３を備え、キャリア２３は、車体枠２１，２２夫々の下部にわたして設けられ、昇降用のモータＭ２（図５参照）によって昇降自在に駆動されるよう車体枠２１，２２によってレール１の下側に吊り下げられている。移動体２は、システムコントローラ１１に制御されて、キャリア２３にて一のステーション上の被搬送物を持ち上げ、白抜矢符方向へ走行し、その被搬送物を他のステーション上へ下ろす。

移動体２は、ピックアップコイル５１１及びピックアップコア５１３を備える非接触給電装置５１を搭載してあり、非接触給電装置５１にモータＭ１，Ｍ２，…を接続して、非接触給電装置５１を介し、給電線４０から駆動用の電力を得るよう構成されている。

ピックアップコア５１３は、ピックアップコイル５１１を巻装してあり、車体枠２１のレール１側に固定されている。ピックアップコア５１３は、断面形状がコの字状に形成された磁性体であり、ピックアップコイル５１１を巻回してある柱部５１３ｃと、柱部５１３ｃの両端に夫々設けられた突起部５１３ａ，５１３ｂとを有する。

レール１に移動体２を載架する場合は、ピックアップコア５１３が、給電線４０と所定の間隔を隔てて対面し、給電線４０が突起部５１３ａ，５１３ｂの間に位置するよう配置する。

高周波電源装置４によって給電線４０に高周波交流電流が通電された場合、給電線４０の周囲に、時間的に変化する磁束が形成される。非接触給電装置５１は、その磁束がピックアップコイル５１１に鎖交することによってピックアップコイル５１１に発生した誘導起電力を受電し、モータＭ１，Ｍ２，…へ供給するよう構成してある。

図５は、非接触給電システムが備える非接触給電装置５１の構成を示す電気回路図である。

図中９は商用電源であり、商用電源９に接続された高周波電源装置４は、商用電源９の出力を整流し、平滑化して直流とし、該直流をインバータ（ＤＣ−ＡＣ変換器）に入力して高周波交流電流に変換して、変換した高周波電流を給電線４０へ定電流として出力する。

各移動体２に搭載してある非接触給電装置５１は、受電回路５と蓄電部８とを備える。また、受電回路５の出力部に、ＤＣバスＤＢを介してモータドライバＤ１，Ｄ２，…が接続してあり、モータドライバＤ１，Ｄ２，…は、負荷としてのモータＭ１，Ｍ２，…を駆動する。モータＭ１，Ｍ２，…は交流モータであり、モータドライバＤ１，Ｄ２，…を介して、受電回路５の出力部に接続してある。

受電回路５は共振回路部５１０を備え、共振回路部５１０は、ピックアップコイル５１１と、ピックアップコイル５１１に並列に接続された共振コンデンサ５１２とを備える。共振回路部５１０は、給電線４０に誘導結合すべく、給電線４０に対し離隔配置されているピックアップコイル５１１のインダクタンスと、共振コンデンサ５１２のキャパシタンスとが、給電線４０を流れる高周波交流電流の周波数と共振状態になるよう構成されている。即ち、共振回路部５１０は、ピックアップコイル５１１に誘起された電力を受けて、高周波交流の定電流源として機能する。

受電回路５は、共振回路部５１０の他に、共振回路部５１０の出力である交流定電流を定電圧（振幅一定又は実効電圧一定の交流電圧）に変換するイミタンス変換回路５２０と、イミタンス変換回路５２０の出力である交流定電圧を全波整流するダイオードブリッジを用いた整流回路５３０と、平滑コンデンサを用いてなり、整流回路５３０が出力した全波整流波形を平滑化する平滑回路５４０とを備える。また、受電回路５は、整流回路５３０と平滑回路５４０との間に、高周波電源装置４及びモータＭ１，Ｍ２，…が停止している場合にコンデンサ５４０に蓄電されている電荷を放電するための抵抗器５５０を備える。

なお、整流回路５３０を、全波整流するダイオードブリッジの代わりに半波整流するダイオードを用いて構成しても良い。また、抵抗器５５０は、平滑回路５４０と受電回路５の出力部との間に備えられていても良い。

受電回路５は、共振回路部５１０の出力（定電流）を、イミタンス変換回路５２０で定電圧に変換し、整流回路５３０で全波整流し、平滑回路５４０で平滑することによって、直流電流をモータドライバＤ１，Ｄ２，…へ供給する。

モータドライバＤ１，Ｄ２，…はインバータ機能を有するよう構成してあり、供給された直流電流を交流電流に変換して、モータＭ１，Ｍ２，…へ供給する。モータＭ１，Ｍ２，…は、交流電流を受けて回転する。また、モータＭ１，Ｍ２，…は、回生電力を発生する場合、発電機として機能して交流電流を出力する。モータＭ１，Ｍ２，…から交流電流が出力された場合、モータドライバＤ１，Ｄ２，…は、その交流電流を直流電流に変換して出力する。

受電回路５は垂下特性を有するため、その出力電圧は、無負荷時（モータＭ１，Ｍ２，…が停止しているとき）の電圧Ｖ_s が最大電圧であり、前記出力電圧は、モータＭ１，Ｍ２，…が駆動を開始することによって低下する。このため、回生電力が発生していない場合、受電回路５の出力部の電圧ＶはＶ≦Ｖ_sである。一方、回生電力が発生した場合、受電回路５の出力部の電圧ＶはＶ＞Ｖ_s となる。このため、モータドライバＤ１，Ｄ２，…が出力した直流電流は、非接触給電装置５１の蓄電部８へ流入する。

蓄電部８は、充放電制御回路８０と、バッテリを用いてなる蓄電回路８３とを備え、蓄電回路８３は、充電回路８１及び放電回路８２を夫々介して、ＤＣバスＤＢに接続されている。また、充放電制御回路８０も、ＤＣバスＤＢに接続されている。

充放電制御回路８０（第１制御回路）は、受電回路５の出力部の電圧Ｖを検出する検出部８０ａを備え、検出した電圧Ｖが第１電圧Ｖ₁ 以上である場合、充電回路８１へ制御信号を伝送し、かつ、放電回路８２への制御信号の伝送を停止する。また、検出した電圧Ｖが第１電圧Ｖ₁未満である場合、充電回路８１への制御信号の伝送を停止する。また、検出した電圧Ｖが第２電圧Ｖ₂ 以下である場合、放電回路８２への制御信号の伝送を行ない、放電回路８２への制御信号の伝送中に検出した電圧Ｖが第３電圧Ｖ₃以下であるとき、放電回路８２への制御信号の伝送を停止する。

第１電圧Ｖ₁ 、第２電圧Ｖ₂ 、及び第３電圧Ｖ₃ は、予め定められて充放電制御回路８０に設定される（後述）。

充電回路８１（第１スイッチ回路）は、制御信号が伝送された場合に、受電回路５及びモータドライバＤ１，Ｄ２，…側から流入する電流を通電し（即ち充電回路８１が入になり）、制御信号が伝送されない場合に、電流を遮断する（即ち充電回路８１が断になる）よう構成してある。

放電回路８２（第２スイッチ回路）は、制御信号が伝送された場合に、蓄電回路８３側から流入する電流を通電して（即ち放電回路８２が入になり）、受電回路５の最大出力電圧（無負荷時の電圧）である電圧Ｖ_s より高い電圧Ｖ_d の定電圧として出力し、制御信号が伝送されない場合に、電流を遮断する（即ち放電回路８２が断になる）よう構成してある。

充放電制御回路８０に設定される第１電圧Ｖ₁ としては、電圧Ｖ_s 及び電圧Ｖ_dより大きく、非接触給電装置５１の各機器、モータドライバＤ１，Ｄ２，…、及びモータＭ１，Ｍ２，…が使用可能である電圧の上限以下の電圧を用いる。第２電圧Ｖ₂としては、受電回路５の最大出力電圧Ｖ_s より僅かに低い電圧を用いる。第３電圧Ｖ₃ としては、放電回路８２の出力電圧Ｖ_dより低く第２電圧Ｖ₂ より高い電圧を用いる。

なお、蓄電回路８３は、バッテリではなく、スーパーコンデンサ（電気二重層コンデンサ）、又は大容量のコンデンサ等を用いて構成しても良い。また、放電回路８２の出力電圧Ｖ_d は、受電回路５の最大出力電圧Ｖ_s 以下の電圧であっても良い。更にまた、蓄電回路８３の放電が進むとバッテリ電圧が低下し、放電回路８２の出力電圧Ｖ_dが低下するため、第３電圧Ｖ₃ として、第２電圧Ｖ₂ より低い電圧を用いても良い。

図６は、非接触給電装置５１の蓄電回路８３を充放電させる充放電制御回路８０の動作を示すフローチャートである。

充放電制御回路８０は、まず、充電回路８１及び放電回路８２への制御信号の伝送を停止する（Ｓ１）。即ち、移動体２の駆動開始前は、制御信号を伝送しない。このため、蓄電回路８３の充放電は停止している。

移動体２の駆動開始後、充放電制御回路８０は、検出した電圧Ｖが、第１電圧Ｖ₁ 以上であるか否かを判定する（Ｓ２）。Ｖ≧Ｖ₁ である場合（Ｓ２でＹＥＳ）、充放電制御回路８０は、放電回路８２への制御信号の伝送を停止し（Ｓ３）、かつ、充電回路８１へ制御信号を伝送する（Ｓ４）。即ち、Ｓ３にて蓄電回路８３の放電が停止し、Ｓ４にて蓄電回路８３が充電される。

次いで、充放電制御回路８０は、充電回路８１へ制御信号を伝送しつつ、また、放電回路８２へ制御信号を伝送しないまま、再びＳ２の動作を行なう。

充放電制御回路８０は、Ｓ２にて、検出した電圧Ｖが第１電圧Ｖ₁ 以上であるか否かを判定し、Ｖ＜Ｖ₁ である場合（Ｓ２でＮＯ）、充電回路８１への制御信号の伝送を停止する（Ｓ５）。即ち、蓄電回路８３の充電が停止する。

次いで、充放電制御回路８０は、検出した電圧Ｖが、第２電圧Ｖ₂ 以下であるか否かを判定する（Ｓ６）。Ｖ≦Ｖ₂ である場合（Ｓ６でＹＥＳ）、充放電制御回路８０は、放電回路８２へ制御信号を伝送する（Ｓ７）。即ち、蓄電回路８３が放電する。

次いで、充放電制御回路８０は、放電回路８２へ制御信号を伝送しつつ、また、充電回路８１へ制御信号を伝送しないまま、再びＳ２の動作を行なう。

充放電制御回路８０は、Ｓ６にて、検出した電圧Ｖが第２電圧Ｖ₂ 以下であるか否かを判定し、Ｖ＞Ｖ₂ である場合（Ｓ６でＮＯ）、検出した電圧Ｖが第３電圧Ｖ₃以下であるか否かを判定する（Ｓ８）。Ｖ＞Ｖ₃ である場合（Ｓ８でＮＯ）、充放電制御回路８０は、放電回路８２へ制御信号を伝送中であるときは、その伝送を継続しつつ、また、充電回路８１へ制御信号を伝送しないまま、再びＳ２の動作を行ない、放電回路８２へ制御信号を伝送中でないときは、充電回路８１及び放電回路８２へ制御信号を伝送しないまま、再びＳ２の動作を行なう。

充放電制御回路８０は、Ｓ８にて、検出した電圧Ｖが第３電圧Ｖ₃ 以下であるか否かを判定し、Ｖ≦Ｖ₃ である場合（Ｓ８でＹＥＳ）、放電回路８２への制御信号の伝送を停止する（Ｓ９）。即ち、蓄電回路８３の放電が停止する。

次いで、充放電制御回路８０は、充電回路８１及び放電回路８２へ制御信号を伝送しないまま、再びＳ２の動作を行なう。

以上のようにして、充放電制御回路８０は、検出部８０ａにて受電回路５の電圧Ｖを検出し、Ｓ２にて、検出した電圧Ｖと第１電圧Ｖ₁ とを比較し、比較結果の高低に応じて、Ｓ４，Ｓ５にて、充電回路８１の入／断を制御する。

また、充放電制御回路８０は、検出部８０ａにて受電回路５の電圧Ｖを検出し、Ｓ６にて、検出した電圧Ｖと第２電圧Ｖ₂ とを比較し、電圧Ｖが第２電圧Ｖ₂ 以下である場合、Ｓ７にて、放電回路８２を入にし、電圧Ｖが第１電圧Ｖ₁以上である場合、Ｓ３にて、放電回路８２を断にする。

更に、充放電制御回路８０は、検出部８０ａにて受電回路５の電圧Ｖを検出し、Ｓ７にて放電回路８２を入にし、次いで、Ｓ８にて、検出した電圧Ｖと第３電圧Ｖ₃ とを比較し、電圧Ｖが第３電圧Ｖ₃ 以下である場合、Ｓ９にて、放電回路８２を断にする。

図７は、非接触給電装置５１の受電回路５の電圧を示す特性図である。図中の縦軸は、充放電制御回路８０が検出する受電回路５の出力部の電圧Ｖを示し、横軸は、経過時間ｔを示す。以下では、移動体２が、モータＭ１を停止させ、モータＭ２によってキャリア２３を昇降させている場合を例示する。この場合、蓄電回路８３は、モータＭ２の駆動開始前は、全く充電されていないものとする。

移動体２がキャリア２３を昇降させていない場合（図中Ｔ１）、モータＭ２は停止しており、電圧Ｖ＝Ｖ_s （無負荷時の電圧、即ち受電回路５の最大電圧）であるが、キャリア２３の上昇を開始させ、モータＭ２を加速駆動させている場合（Ｔ２）、電圧Ｖ＜Ｖ_sである。この場合、電圧Ｖ≦Ｖ₂ となったときに放電回路８２が入にされるが、蓄電回路８３に充電されていないため、放電は起こらない。次いで、モータＭ２が一定速度で駆動され（Ｔ３）、更に減速駆動され（Ｔ４）、停止する（Ｔ５）。

次いで、移動体２が、キャリア２３を下降させている場合（Ｔ６）、モータＭ２が回生電力を発生し、電圧Ｖ≧Ｖ_s となる。このとき、モータＭ２が発生させた回生電力は、受電回路５の平滑回路５４０に充電される。次いで、電圧Ｖ≧Ｖ₁となった場合、充電回路８１が入にされ、蓄電回路８３が充電される。この後、蓄電回路８３の充電中は、キャリア２３を一定速度で下降させている場合であっても（Ｔ７）、減速しながら下降させている場合であっても（Ｔ８）、Ｖ＜Ｖ₁にならない限りは、Ｖ≒Ｖ₁ で略一定になる。移動体２が、キャリア２３を減速しながら下降させ続け、電圧Ｖ＜Ｖ₁ となった場合（Ｔ９）、充電回路８１が断にされ、蓄電回路８３の充電が停止する。このとき、モータＭ２が発生させた回生電力は、受電回路５の平滑回路５４０に充電される。

次いで、モータＭ２が停止し、電圧Ｖ＝Ｖ_s となる（Ｔ１０）。

移動体２が、キャリア２３の上昇を再び開始させ、モータＭ２を加速駆動させている場合（Ｔ１１〜Ｔ１４）、電圧Ｖ＜Ｖ_s となり（Ｔ１１）、電圧Ｖ≦Ｖ₂ となったときに、放電回路８２が入にされ、蓄電回路８３が放電される（Ｔ１２）。この場合、蓄電回路８３の放電中は、電圧Ｖ≒Ｖ_dで略一定となり、蓄電回路８３に充電されていた電力が減少した場合に電圧Ｖ＜Ｖ_d となり（Ｔ１３）、電圧Ｖ≦Ｖ₃ となったときに、放電回路８２が断にされ、蓄電回路８３の放電が停止して、電圧Ｖ＜Ｖ_sとなる（Ｔ１４）。

次いで、モータＭ２が一定速度で駆動され（Ｔ１５）、更に減速駆動され（Ｔ１６）、停止して、電圧Ｖ＝Ｖ_s となる（Ｔ１７）。

以上のような非接触給電装置５１は、蓄電回路８３に対して回生電力を繰り返し充放電することによって、回生電力を回収し、移動体２内で有効に利用することができる。また、回生電力の発生中にのみ蓄電回路８３を充電することによって、モータＭ１，Ｍ２，…へ供給すべき電力を蓄電回路８３が回収してしまうことを防止できる。更に、回生電力を蓄電回路８３へ供給することによって受電回路５の出力部の電圧Ｖを第１電圧Ｖ₁ 以下に保ち、受電回路５及びモータＭ１，Ｍ２，…等が過電圧によって停止したり破損したりすることを防止できる。

また、非接触給電装置５１は、受電回路５を制御することなく、回生電力を回収／有効利用することができる。

なお、受電回路５の出力部の電圧Ｖを直接的に検出するだけでなく、出力部の電圧Ｖに対応する電圧又は電流を検出することによって間接的に検出する構成であっても良い。

また、蓄電回路８３の電圧又は電流も検出し、該電圧又は電流の大小に応じて充放電を開始／停止させるよう構成しても良い。この場合、蓄電回路の過充電及び過放電を防止することができる。

また、受電回路５の出力部の電圧Ｖが第１電圧Ｖ₁ 以上である場合にのみ蓄電回路８３の放電を停止するよう構成しても良い。

また、受電回路５の代わりに、安定化された（垂下特性を有しない）受電回路を用いて非接触給電装置を構成しても良い。この場合、受電回路の電圧Ｖの大小ではなく、受電回路の電流の向きに応じて充放電を制御する。

更に、充放電制御回路８０は、第１電圧Ｖ₁ 及び第２電圧Ｖ₂ 等を発生させる基準電圧発生回路、並びに、該基準電圧発生回路が発生させた電圧と受電回路５の出力部の電圧Ｖとの大小を比較し、比較結果に応じて所定の信号を出力する比較回路等を用いてアナログ回路として構成しても良い。即ち、基準電圧発生回路及び比較回路等を用いて検出部８０ａを構成し、この検出部８０ａで受電回路の電圧Ｖを検出し、検出した電圧Ｖと所定の電圧とを比較し、比較結果の高／低に応じて、各スイッチ回路の入／断を制御するよう構成する。

又は、充放電制御回路８０は、受電回路５の出力部の電圧Ｖを検出する電圧センサ、第１電圧Ｖ₁ 及び第２電圧Ｖ₂ 等を記憶するメモリ、並びに、電圧センサである検出部８０ａの検出結果とメモリに記憶された電圧とを比較し、比較結果に応じて所定の信号を出力するＣＰＵ等を用いてデジタル回路として構成しても良い。即ち、検出部８０ａ、メモリ、及びＣＰＵ等を用いて、受電回路の電圧Ｖを検出し、検出した電圧Ｖと所定の電圧とを比較し、比較結果の高／低に応じて、各スイッチ回路の入／断を制御するよう構成する。

（実施の形態 ２．）
以下では、移動体システム（図１参照）に駆動用の電力を供給し、また、回生電力を回収して商用電源へ供給する非接触給電システム、及び該非接触給電システムを構成し、モータが発生させた回生電力を受電手段へに供給する非接触給電装置５２を例示する。また、本実施の形態では、非接触給電装置５２から供給された回生電力を受電する受電手段として、給電線４０とは異なる電線（受電線７０）を用いる場合を例示する。

また、実施の形態１に対応する部分には同一符号を付してそれらの説明を省略する。

図８及び図９は、本発明の実施の形態２に係る非接触給電システムを用いた移動体システムに備えられた移動体２の構成を示す側面図及び正面図であり、図１０は、非接触給電システムが備える給電線４０、受電線７０、及びピックアップコイル５１１及び供給コイル６３を示す断面図である。

レール１の側面にネジ留めされている取付板１３の上部及び下部には、多数の棒状部材を用いてなる支持部材１４，１４，…及び支持部材１５，１５，…が、夫々略水平に並んで設けられている。

給電線４０は、支持部材１４，１４，…の先端部に固定されることによって、レール１に沿って敷設されており、高周波電源装置４に接続されて（図１１参照）、定電流を供給されている。また、受電線７０は、支持部材１５，１５，…の先端部に固定されることによって、給電線４０に並行に敷設されており、電源回生装置７１に接続されている（図１１参照）。

移動体２は、ピックアップコイル５１１、ピックアップコア５１３、供給コイル６３及び供給コア６１３を備える非接触給電装置５２を搭載してあり、非接触給電装置５２にモータＭ１，Ｍ２，…を接続して（図１１参照）、非接触給電装置５２を介し、給電線４０から駆動用の電力を得るよう構成されている。また、移動体２は、非接触給電装置５２を介して、モータＭ１，Ｍ２，…が発生させた回生電力を受電線７０に供給するよう構成されている。

受電線７０に供給された回生電力は、電源回生装置７１へ供給される。

ピックアップコア５１３及び供給コア６１３は、ピックアップコイル５１１及び供給コイル６３を巻装してあり、車体枠２１のレール１側に、上下に並設して固定されている。

供給コア６１３は、断面形状がコの字状に形成された磁性体であり、供給コイル６３を巻回してある柱部６１３ｃと、柱部６１３ｃの両端に夫々設けられた突起部６１３ａ，６１３ｂとを有する。

レール１に移動体２を載架する場合は、ピックアップコア５１３及び供給コア６１３が、給電線４０，受電線７０と所定の間隔を隔てて対面し、給電線４０が突起部５１３ａ，５１３ｂの間に位置し、受電線７０が突起部６１３ａ，６１３ｂの間に位置するよう配置する。

図１１は、非接触給電システムが備える非接触給電装置５２の構成を示す電気回路図である。

図中９は商用電源であり、商用電源９の出力を高周波電源装置４が整流し、平滑化し、１０ＫＨｚの周波数を有する定電流に変換して、変換した交流定電流を給電線４０へ出力する。

各移動体２に搭載してある非接触給電装置５２は、受電回路５と給電回路６とを備える。

給電回路６（供給手段）は、供給制御回路６０と、共振回路部６１と、高周波インバータ６２と、供給コイル６３とを備え、供給制御回路６０と高周波インバータ６２とは、ＤＣバスＤＢに接続されている。

供給コイル６３（供給部）は、受電線７０に対し離隔配置されている。共振回路部６１は、高周波インバータ６２と供給コイル６３とに接続されており、高周波インバータ６２から共振回路部６１へ交流電流が流入した場合、供給コイル６３を介して、受電線７０にその交流電流の周波数に等しい周波数を有する交流の電力が誘起されるよう構成してある。

高周波インバータ６２は、高周波インバータ６２に入力される直流を平滑化する平滑コンデンサ６２３と、複数のトランジスタを用いてなるインバータ部６２１（第３スイッチ回路）とを備え、該インバータ部６２１の出力側が共振回路部６１に接続されている。

供給制御回路６０（第２制御回路）は、受電回路５の出力部の電圧Ｖを検出する検出部６０ａを備え、検出した電圧Ｖが第１電圧Ｖ₁ 以上である場合、高周波インバータ６２のインバータ部６２１へ制御信号を伝送し、検出した電圧Ｖが第１電圧Ｖ₁未満である場合、インバータ部６２１への制御信号の伝送を停止する。

供給制御回路６０及び高周波インバータ６２は、高周波インバータ６２に直流の回生電力が供給された場合に供給された回生電力を交流に変換する手段である。

また、供給制御回路６０は、高周波インバータ６２内の電流を検出する電流センサ（ＣＴ）６２２の検出結果に応じて、高周波インバータ６２から共振回路部６１へ流出させる交流電流の大小を制御する。これによって、受電線７０への供給量を制御する。本実施の形態では、検出した電圧Ｖが第１電圧Ｖ₁ 以上である場合、所定の電流値Ｉ₁ を越える電流を検出したときに、インバータ部６２１への制御信号の伝送を停止する場合を例示する。

以上のような第１電圧Ｖ₁ としては、受電回路の最大出力電圧Ｖ_s より大きく、非接触給電装置５２の各機器、モータドライバＤ１，Ｄ２，…、及びモータＭ１，Ｍ２，…が使用可能である電圧の上限以下の電圧を用い、該第１電圧Ｖ₁が、予め供給制御回路６０に設定される。

高周波インバータ６２は、制御信号が伝送された場合、受電回路５の出力部及びモータドライバＤ１，Ｄ２，…側から流入してきた直流電流を交流電流（例えば２０ＫＨｚの高周波電流）に変換して共振回路部６１へ流出させ（即ち供給制御回路６０によって高周波インバータ６２が入にされ）、制御信号を伝送されていない場合はその直流電流を遮断する（高周波インバータ６２が断にされる）。

図１２は、非接触給電装置５２の供給制御回路６０の動作を示すフローチャートである。

供給制御回路６０は、まず、高周波インバータ６２のインバータ部６２１への制御信号の伝送を停止する（Ｓ１１）。即ち、移動体２の駆動開始前は、制御信号を伝送しない。このため、供給コイル６３に交流が供給されず、このため、誘導結合が生じず、この結果、受電線７０へも回生電力が供給されない。

移動体２の駆動開始後、供給制御回路６０は、検出した電圧Ｖが、第１電圧Ｖ₁ 以上であるか否かを判定する（Ｓ１２）。Ｖ≧Ｖ₁ である場合（Ｓ１２でＹＥＳ）、供給制御回路６０は、検出した電流Ｉが、所定の電流値Ｉ₁以下であるか否かを判定する（Ｓ１３）。Ｉ≦Ｉ₁ である場合（Ｓ１３でＹＥＳ）、供給制御回路６０は、インバータ部６２１へ制御信号を伝送する（Ｓ１４）。このため、供給コイル６３に交流が供給されて誘導結合が生じ、この結果、受電線７０へ回生電力が供給される。

Ｓ１４の処理の完了後、供給制御回路６０は、処理をＳ１２へ戻す。

供給制御回路６０は、Ｖ＜Ｖ₁ である場合（Ｓ１２でＮＯ）、又は、Ｉ＞Ｉ₁ である場合（Ｓ１３でＮＯ）、処理をＳ１１へ戻して、制御信号を伝送しているときは制御信号の伝送を停止し、制御信号を伝送していないときは、制御信号の伝送を行なわず、Ｓ１２の処理を行なう。

以上のようにして、供給制御回路６０は、検出部６０ａにて受電回路５の電圧Ｖを検出し、Ｓ１２にて、検出した電圧Ｖと第１電圧Ｖ₁ とを比較し、比較結果の高低に応じて、Ｓ１４，Ｓ１１にて、高周波インバータ６２（インバータ部６２１）の入／断を制御する。

以上のような非接触給電装置５２は、受電回路５の出力部の電圧Ｖが第１電圧Ｖ₁ 以上である場合、即ちモータＭ１，Ｍ２，…が回生電力を発生させ、モータドライバＤ１，Ｄ２，…が直流電流を出力している場合、供給制御回路６０が高周波インバータ６２を入にする。このとき、高周波インバータ６２がモータドライバＤ１，Ｄ２，…から出力された直流電流を高周波の交流電流に変換して、変換した交流電流を共振回路部６１へ出力し、共振回路部６１へ出力された交流電流が、供給コイル６３を介して受電線７０に誘導起電力を発生させる。このようにして、回生電力が、交流電力として受電線７０に供給される。即ち、受電線７０が回生電力を受電する。

また、受電回路５の出力部の電圧Ｖが第１電圧Ｖ₁ 未満である場合、即ちモータＭ１，Ｍ２，…が回生電力を発生させていない場合、供給制御回路６０が高周波インバータ６２を断にする。このとき、高周波インバータ６２が、受電回路５の出力部から出力された直流電流を遮断する。このため、回生電力が、受電線７０に供給されない。

受電線７０は電源回生装置７１に接続され、電源回生装置７１が、商用電源９に接続されている。

受電線７０は、誘起された交流電流を、電源回生装置７１へ伝送する。電源回生装置７１は、図示しない電流センサ又は電圧センサが電流又は電圧を検出することによって、交流電流が伝送されてきたことを検出し、伝送された交流電流を、商用電源９へ給電するよう構成してある。即ち、受電線７０は、受電した回生電力を電源回生装置７１へ伝送し、電源回生装置７１は、伝送された回生電力を、商用電源９へ給電する。このため、商用電源９に回生電力を回収させることができ、商用電源９を介して、回生電力を有効利用することができる。

以上のようにして、本実施の形態の非接触給電システムは、非接触給電装置５２から商用電源９へ供給される回生電力の分だけ、省電力の効果を得ることができる（例えば、外部から買い入れる電力のコストを低減することができる）。

なお、本実施の形態の非接触給電システムにおいては、モータＭ１，Ｍ２，…へ給電すべき電力は、モータＭ１，Ｍ２，…が回生電力を発生させていない場合であっても、商用電源９から必要なだけ供給されるため、非接触給電装置５２から商用電源９へ供給される回生電力の供給量は、安定的である必要はない。

また、本実施の形態においては、高周波インバータ６２が、モータＭ１，Ｍ２，…側から受電した直流電流を、給電線４０を流れる交流定電流の周波数（１０ＫＨｚ）とは異なる周波数（２０ＫＨｚ）の交流電流に変換する場合を例示したが、前記直流電流を、給電用交流電流の周波数に等しい周波数（１０ＫＨｚ）の交流電流に変換しても良い。

更に、供給制御回路６０は、第１電圧Ｖ₁ を発生させる基準電圧発生回路、及び、該基準電圧発生回路が発生させた電圧と受電回路５の出力部の電圧Ｖとの大小を比較し、比較結果に応じて所定の信号を出力する比較回路等で構成された検出部６０ａを用いてアナログ回路として構成しても良い。又は、受電回路５の出力部の電圧Ｖを検出する電圧センサである検出部６０ａ、第１電圧Ｖ₁を記憶するメモリ、及び、電圧センサの検出結果とメモリに記憶された電圧とを比較し、比較結果に応じて所定の信号を出力するＣＰＵ等を用いてデジタル回路として構成しても良い。

（実施の形態 ３．）
以下では、移動体システム（図１参照）に駆動用の電力を供給し、また、回生電力を回収して商用電源へ供給する非接触給電システム、及び該非接触給電システムを構成し、モータが発生させた回生電力を受電手段に供給する非接触給電装置５３を例示する。また、本実施の形態では、非接触給電装置５３から供給された回生電力を受電する受電手段として、給電線４０を用いる場合を例示する。

また、実施の形態１又は２に対応する部分には同一符号を付してそれらの説明を省略する。

図１３は、本発明の実施の形態３に係る非接触給電システムを用いた移動体システムに備えられた移動体２の構成を示す側面図であり、図１４は、非接触給電システムが備える給電線４０及び供給コイル６３を示す断面図である。

給電線４０は、支持部材１４，１４，…の先端部に固定されることによって、レール１に沿って敷設されており、高周波電源装置４に接続されて（図１５参照）、交流定電流が供給されている。

移動体２は、ピックアップコイル５１１、ピックアップコア５１３、供給コイル６３、及び供給コア６１３を備える非接触給電装置５３を搭載してあり、非接触給電装置５３にモータＭ１，Ｍ２，…を接続して（図１５参照）、非接触給電装置５３を介し、給電線４０から駆動用の電力を得るよう構成されている。また、移動体２は、非接触給電装置５３を介して、モータＭ１，Ｍ２，…が発生させた回生電力を給電線４０に供給するよう構成されている。

ピックアップコア５１３及び供給コア６１３は、ピックアップコイル５１１及び供給コイル６３を巻装してあり、車体枠２１のレール１側に、前後に並設して固定されている。

レール１に移動体２を載架する場合は、供給コア６１３（ピックアップコア５１３）が、給電線４０と所定の間隔を隔てて対面し、給電線４０が突起部６１３ａ，６１３ｂ（突起部５１３ａ，５１３ｂ）の間に位置するよう配置する。

図１５は、非接触給電システムが備える非接触給電装置５３の構成を示す電気回路図である。

図中９は商用電源であり、商用電源９の出力を高周波電源装置４が整流し、平滑化し、１０ＫＨｚの周波数を有する定電流に変換して、変換した定電流を給電線４０へ出力する。

各移動体２に搭載してある非接触給電装置５３は、受電回路５と給電回路６とを備える。

供給コイル６３は、給電線４０に対し離隔配置されている。共振回路部６１は、高周波インバータ６２と供給コイル６３とに接続されており、高周波インバータ６２から共振回路部６１へ交流電流が流入した場合、供給コイル６３を介して、その交流電流の周波数（２０ＫＨｚ）に等しい周波数を有する交流の電力が給電線４０に誘起されるよう構成してある。

以上のような非接触給電装置５３は、受電回路５の出力部の電圧Ｖが第１電圧Ｖ₁ 以上である場合、即ちモータＭ１，Ｍ２，…が回生電力を発生させ、モータドライバＤ１，Ｄ２，…が直流電流を出力している場合、供給制御回路６０が高周波インバータ６２を入にする。このとき、高周波インバータ６２がモータドライバＤ１，Ｄ２，…から出力された直流電流を高周波の交流電流に変換して、変換した交流電流を共振回路部６１へ出力し、共振回路部６１へ出力された交流電流が、供給コイル６３を介して給電線４０に誘導起電力を発生させる。このようにして、回生電力が、交流電力として給電線４０に供給される。即ち、給電線４０が回生電力を受電する。

給電線４０には、高周波電源装置４から供給される１０ＫＨｚの定電流が流れており、また、共振回路部６１が給電線４０に回生電力を供給した場合に、２０ＫＨｚの交流電流（以下、回生交流電流と言う）が流れる。

電源回生装置７２は、給電線４０を流れる回生交流電流の周波数（２０ＫＨｚ）と共振状態になるよう構成されている共振回路部７２０を備え、更に、商用電源９に接続してある。また、電源回生装置７２は、共振回路部７２０に誘起された電力を受けて、共振回路部７２０に定電流が発生した場合、即ち回生電力を給電線４０から受電した場合、受電した回生電力を、商用電源９へ給電するよう構成してある。即ち、給電線４０は、受電した回生電力を伝送し、電源回生装置７２は、共振回路部７２０を介して回生電力を受電し、受電した回生電力を、商用電源９へ給電する。このため、商用電源９に回生電力を回収させることができ、商用電源９を介して、回生電力を有効利用することができる。

なお、高周波電源装置４から給電線４０へ供給される定電流の周波数と、回生交流電流の周波数とが等しい場合、給電回路６と電源回生装置７２とを同期させる必要があるため、各周波数は、夫々異なることが望ましい。

（実施の形態 ４．）
以下では、移動体システム（図１参照）に駆動用の電力を供給し、また、回生電力を回収して高周波電源装置へ供給する非接触給電システム、及び該非接触給電システムを構成し、モータが発生させた回生電力を受電手段に供給する非接触給電装置５２を例示する。また、本実施の形態では、非接触給電装置５２から供給された回生電力を受電する受電手段として、受電線７０を用いる場合を例示する。

また、実施の形態１又は２に対応する部分には同一符号を付してそれらの説明を省略する。

図１６は、本発明の実施の形態４に係る非接触給電システムが備える高周波電源装置４１及び電源回生装置７３の構成を示す電気回路図である。

図中４１は高周波電源装置であり、高周波電源装置４１は、交流電力を受電する交流入力部４１０と、ダイオードブリッジを用いてなる整流回路４１１と、平滑コンデンサを用いてなる平滑回路４１３とを備える。また、整流回路４１１と平滑回路４１３との間に、直流電力を受電する直流入力部４１２を備える。

更に、高周波電源装置４１は、トランジスタを用いてなるインバータ部４１４と、インダクタ及びキャパシタを適宜配置してなるイミタンス変換部４１５と、交流電流を給電する交流出力部４１６とを備える。高周波電源装置４１は、交流入力部４１０に商用電源９が接続されており、直流入力部４１２に電源回生装置７３が接続されており、交流出力部４１６に給電線４０が接続されている。

電源回生装置７３は、交流電力を受電する交流入力部７３４と、ダイオードブリッジを用いてなる整流回路７３１と、平滑コンデンサを用いてなる平滑回路７３２と、外部へ直流電力を給電する直流出力部７３３とを備える。更に、高周波電源装置４１は、交流入力部７３４と整流回路７３１との間に、急激な電圧の変化を緩和するためのコンデンサ７３０を備える。電源回生装置７３は、交流入力部７３４に受電線７０が接続されており、直流出力部７３３に高周波電源装置４１が接続されている。

以上のような非接触給電システムは、受電線７０が、非接触給電装置５２が供給した回生電力を交流電力として受電し、受電した回生電力を電源回生装置７３の交流入力部７３４へ伝送する。

電源回生装置７３は、交流入力部７３４へ入力された回生電力を、整流回路７３１で全波整流し、整流回路７３１が出力した全波整流波形を有する直流電流を平滑回路７３２で平滑し、直流出力部７３３から、高周波電源装置４１の直流入力部４１２へ入力する。

高周波電源装置４１は、商用電源９から交流入力部４１０へ入力された交流電力を整流回路４１１で全波整流し、整流回路４１１が出力した全波整流波形を有する直流電流、又は、該直流電流と、電源回生装置７３から直流入力部４１２へ入力された直流電流とを平滑回路４１３で平滑し、平滑回路４１３の出力をインバータ部４１４で交流電流に変換し、インバータ部４１４が出力した交流電流をイミタンス変換部４１５で定電流に変換して、交流出力部４１６から給電線４０へ給電する。即ち、電源回生装置７３は、受電線７０が受電した回生電力を、高周波電源装置４１へ供給する。

以上のようにして、高周波電源装置４１に回生電力を回収させることができ、システム内部で回生電力を有効利用することができる。

この場合、電源回生装置７３は、平滑回路７３２の出力である直流電流を、直接、高周波電源装置４１へ入力することができる。このため、その直流電流を、一旦交流電流に変換して商用電源９へ供給し、商用電源９から、交流電流として高周波電源装置４１へ入力する必要がなく、電源回生装置７３の回路を簡易に構成することができる。

更に、電源回生装置７３は、直流出力部７３３と平滑回路７３２との間に、供給量制御回路７３５を介して、抵抗器７３６を備える。供給量制御回路７３５は、平滑回路７３２の電圧Ｖ_o 、即ち、直流出力部７３３から出力される直流の電圧Ｖ_oを検出し、検出結果が所定の電圧以上である場合は、平滑回路７３２から出力される直流電流を抵抗器７３６へ流入させる。

前記所定の電圧は、高周波電源装置４１（直流入力部４１２）の耐圧以下の電圧である。このため、供給量制御回路７３５は、電源回生装置７３の出力電圧Ｖ_o が所定の電圧以上である場合に、回収した回生電力を、抵抗器７３６で熱として消費させることによって、電源回生装置７３の出力電圧Ｖ_oが高周波電源装置４１に対して過電圧になることを防止している。

なお、高周波電源装置４１に回生電力を回収させるだけでなく、実施の形態２のように、商用電源９にも回生電力を回収させるよう構成しても良い。この場合、システム内部へ電力を供給する必要がない場合（例えばシステム内部の全てのモータが回生電力を発生させている場合）、回生電力を商用電源９へ回収させて、商用電源９に接続されている他の非接触給電システム又は負荷等で有効利用することができる。

本実施の形態においては、高周波電源装置４１へ過剰な電圧の回生電力を供給してしまうことを防止する抵抗器７３６及び供給量制御回路７３５を、電源回生装置７３に備えており、非接触給電装置５２には備えていないため、非接触給電装置５２が抵抗器７３６及び供給量制御回路７３５を備える分だけ大型化することが防止され（非接触給電装置５２の省スペース化）、また、非接触給電装置５２での発熱が小さくなり、熱による悪影響が低減される。

また、高周波電源装置４１は、一般に地上に設置されるため、抵抗器７３６及び供給量制御回路７３５を備えるスペースの制約が少なくなり、抵抗器７３６及び供給量制御回路７３５による制動能力を十分に大きく取ることができる。

なお、電源回生装置７３から高周波電源装置４１へ回生電力を供給する構成のみならず、電源回生装置７３の抵抗器７３６にて全ての回生電力を熱として消費する構成も考えられる。

（実施の形態 ５．）
図１７は、本発明の実施の形態５に係る非接触給電システムが備える非接触給電装置５５の構成を示す電気回路図である。以下では、実施の形態１に対応する部分には同一符号を付してそれらの説明を省略する。

非接触給電装置５５は、実施の形態１の非接触給電装置５１に対応し、非接触給電装置５１が備える蓄電部８の代わりに、蓄電部８９を備える。

蓄電部８９は、充放電制御回路８４と、スーパーコンデンサを用いてなる蓄電回路８６と、インダクタ８５と、トランジスタ８７１及びダイオード８７２を有する充電回路８７と、トランジスタ８８１及びダイオード８８２を有する放電回路８８を備え、蓄電回路８６は、インダクタ８５と、充電回路８７及び放電回路８８の夫々とを介して、ＤＣバスＤＢに接続されている。また、充放電制御回路８４も、ＤＣバスＤＢに接続されている。

充放電制御回路８４（第１制御回路）は、受電回路５の出力部の電圧Ｖを検出する検出部８４ａと、蓄電回路８６の電圧Ｖ_c を検出する検出部８４ｂと、蓄電回路８６に対し流入出する電流Ｉ_cを検出する電流センサ（ＣＴ）８４１とを備える。

蓄電回路８６の定格電圧は、例えば５４Ｖであり、受電回路５の最大電圧及び回生電力の最大電圧（例えば３６０Ｖ）より小さい。また、蓄電回路８６を充電する場合、蓄電回路８６の定格電圧より適宜の値だけ小さい電圧（例えば５０Ｖ）を有する直流の定電流を蓄電回路８６に流入させる必要がある。蓄電部８９は充電回路８７及び放電回路８８等で構成された昇圧降圧回路であり、蓄電回路８６に対して降圧して充電し、蓄電回路８６から放電された電力を昇圧してモータＭ１，Ｍ２，…側へ出力する。

以上のような非接触給電装置５５は、実施の形態１の非接触給電装置５１と同様に、蓄電回路８６に対して回生電力を充放電することによって、回生電力を回収し、移動体２内で有効に利用することができる。

なお、充放電制御回路８４は、実施の形態１の充放電制御回路８０と同様にしてアナログ回路として構成しても良く、デジタル回路として構成しても良い。

本発明の実施の形態１に係る非接触給電システムを用いた移動体システムの構成を示す斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る非接触給電システムを用いた移動体システムに備えられた移動体の構成を示す側面図である。 本発明の実施の形態１に係る非接触給電システムを用いた移動体システムに備えられた移動体の構成を示す正面図である。 本発明の実施の形態１に係る非接触給電システムが備える給電線及び受電回路のピックアップコイルを示す断面図である。 本発明の実施の形態１に係る非接触給電システムが備える非接触給電装置の構成を示す電気回路図である。 本発明の実施の形態１に係る非接触給電システムが備える非接触給電装置の蓄電回路を充放電させる充放電制御回路の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態１に係る非接触給電システムが備える非接触給電装置の受電回路の電圧を示す特性図である。 本発明の実施の形態２に係る非接触給電システムを用いた移動体システムに備えられた移動体の構成を示す側面図である。 本発明の実施の形態２に係る非接触給電システムを用いた移動体システムに備えられた移動体の構成を示す正面図である。 本発明の実施の形態２に係る非接触給電システムが備える給電線、受電線、並びに受電回路のピックアップコイル及び給電回路の供給コイルを示す断面図である。 本発明の実施の形態２に係る非接触給電システムが備える非接触給電装置の構成を示す電気回路図である。 本発明の実施の形態２に係る非接触給電システムが備える非接触給電装置の供給制御回路の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態３に係る非接触給電システムを用いた移動体システムに備えられた移動体の構成を示す側面図である。 本発明の実施の形態３に係る非接触給電システムが備える給電線及び給電回路の供給コイルを示す断面図である。 本発明の実施の形態３に係る非接触給電システムが備える非接触給電装置の構成を示す電気回路図である。 本発明の実施の形態４に係る非接触給電システムが備える高周波電源装置及び電源回生装置の構成を示す電気回路図である。 本発明の実施の形態５に係る非接触給電システムが備える非接触給電装置の構成を示す電気回路図である。

符号の説明

４，４１高周波電源装置
４０ 給電線（給電線，受電手段）
５ 受電回路
５１，５２，５３，５５ 非接触給電装置
６ 給電回路（供給手段）
６０ 充放電制御回路（第１制御回路）
６２ 高周波インバータ
６２１ インバータ部（第３スイッチ回路）
６３ 供給コイル（供給部）
７０ 受電線（受電手段）
７１，７２，７３ 電源回生装置
８０，８４ 充放電制御回路（第２制御回路）
８１，８７ 充電回路（第１スイッチ回路）
８２，８８ 放電回路（第２スイッチ回路）
８３，８６ 蓄電回路
９ 商用電源
Ｍ１，Ｍ２ モータ

Claims (10)

1. 交流電流が流れる給電線から非接触で受電してモータへ給電する受電回路を備える非接触給電装置において、
   モータの回生電力を蓄電する蓄電回路を備えることを特徴とする非接触給電装置。
2. 前記蓄電回路への回生電力の供給を入断する第１スイッチ回路と、
   前記受電回路の電圧を検出する手段、検出した電圧と所定の第１電圧とを比較する手段、及び、比較結果の高／低に応じて、前記第１スイッチ回路の入／断を制御する手段を有する第１制御回路とを備えることを特徴とする請求項１に記載の非接触給電装置。
3. 前記蓄電回路からの放電を入断する第２スイッチ回路を備え、
   前記第１制御回路は、検出した電圧と前記第１電圧より低い第２電圧とを比較する手段、検出した電圧が前記第２電圧以下である場合、前記第２スイッチ回路を入にする手段、及び、検出した電圧が前記第１電圧以上である場合、前記第２スイッチ回路を断にする手段を更に有することを特徴とする請求項２に記載の非接触給電装置。
4. 前記第１制御回路は、検出した電圧と前記第１電圧より低く前記第２電圧より高い第３電圧とを比較する手段、及び、前記第２スイッチ回路が入にされている場合に、検出した電圧が前記第３電圧以下であるとき、前記第２スイッチ回路を断にする手段を更に有することを特徴とする請求項３に記載の非接触給電装置。
5. 交流電流が流れる給電線から非接触で受電してモータへ給電する非接触給電装置において、
   モータの回生電力を外部の受電手段へ供給する供給手段を備えることを特徴とする非接触給電装置。
6. 前記受電手段は電線であり、
   前記供給手段は、
   前記受電手段に誘導結合すべき供給部と、
   該供給部への回生電力の供給を入断する第３スイッチ回路と
   を備えることを特徴とする請求項５に記載の非接触給電装置。
7. 交流電流が流れる給電線から非接触で受電してモータへ給電するための受電回路を備え、
   前記供給手段は、
   前記受電回路の電圧を検出する手段、及び、該手段が検出した電圧の高／低に応じて、前記第３スイッチ回路の入／断を制御する手段を有する第２制御回路を備えることを特徴とする請求項６に記載の非接触給電装置。
8. 交流電流が流れる給電線と請求項１乃至４の何れか一項に記載の非接触給電装置とを備えることを特徴とする非接触給電システム。
9. 商用電源から受電して交流電流を出力する電源装置と、該電源装置から出力された交流電流が流れる給電線と、該給電線から非接触で受電してモータへ給電する非接触給電装置とを備える非接触給電システムにおいて、
   前記非接触給電装置は請求項５乃至７の何れか一項に記載の非接触給電装置であり、
   該非接触給電装置が供給する回生電力を受電する受電手段と、
   該受電手段が受電した回生電力を、前記商用電源又は前記電源装置へ供給する手段と
   を備えることを特徴とする非接触給電システム。
10. 商用電源から受電して交流電流を出力する電源装置と、該電源装置から出力された交流電流が流れる給電線と、該給電線から非接触で受電してモータへ給電する非接触給電装置とを備える非接触給電システムにおいて、
    前記非接触給電装置は請求項５乃至７の何れか一項に記載の非接触給電装置であり、
    該非接触給電装置が供給する回生電力を受電する受電手段は前記給電線であり、
    該給電線が受電した回生電力を、前記商用電源又は前記電源装置へ供給する手段を備えることを特徴とする非接触給電システム。

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