JP5534889B2 - Non-contact power feeding system and driving method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、非接触給電システムおよびその駆動方法に関する。 The present invention relates to a non-contact power feeding system and a driving method thereof.
近年、パワーデバイスの進歩によりその応用製品が現実のものとなってきており、人々が利用する電気製品への電力供給についても自由度が求められている。その要求に応える給電システムとして、幅広い分野で非接触給電技術の開発がおこなわれている。たとえば、工場の搬送ラインに用いられる移動体への給電に非接触給電方式を利用することにより、火花、粉塵のない安全でクリーンな電力伝送が可能となる。また、物理的な消耗部品も無くなり、極めて有効なシステムとして注目されている。 In recent years, with the advancement of power devices, applied products have become a reality, and there is a demand for flexibility in the supply of electric power to electric products used by people. As a power supply system that meets this demand, contactless power supply technology has been developed in a wide range of fields. For example, by using a non-contact power feeding method for power feeding to a moving body used in a factory transport line, safe and clean power transmission without sparks and dust can be achieved. In addition, there are no physical consumable parts, and it is attracting attention as an extremely effective system.
接触型の給電装置は、電源に接続されたレール上の固定接点に、負荷(移動体すなわち電力供給される対象)に接続された可動接点を摺動させて、移動体への電力供給を行うため、接触型の給電装置では、固定接点からの漏電や接点間の接触不良などが発生する。これに対し、非接触給電装置では、電源側に接続された1次側と、負荷側に接続された2次側との間で、誘導電圧を生成するものであり、このため1次側と、2次側とで接触することがないため、この接触型の給電装置において問題となる漏電や接触不良などの発生がない。 The contact-type power supply device supplies power to a moving body by sliding a movable contact connected to a load (moving body, that is, a power supply target), on a fixed contact on a rail connected to a power source. For this reason, in the contact-type power supply device, leakage from the fixed contact, poor contact between the contacts, or the like occurs. On the other hand, in the non-contact power feeding device, an induced voltage is generated between the primary side connected to the power source side and the secondary side connected to the load side. Since there is no contact on the secondary side, there are no problems such as leakage and poor contact which are problems in this contact-type power feeding device.
このような非接触給電装置は、一例を図9に示すように、高周波電源110に接続され高周波となる交流電流が供給される給電線120と、給電線120に沿って変位可能な不図示の移動体の負荷Zに電気的に接続される受電部200とを備える。受電部200は、給電線120を流れる高周波電流に基づく電磁誘導により誘導電流が流れるコイル3と、このコイル3が外周面に巻かれた腕部とこの腕部を連結する連結部とによって形成されるコア2とを有する。
As shown in FIG. 9, an example of such a non-contact power feeding device is a
そして、コア2が、給電線120の外周を腕部と連結部とで囲むように設置されることで、高周波電流(例えば10kHz)が流れることにより発生する給電線120の外周側に磁界の向きに沿って、コアによる磁気回路が形成される。このように給電線120の外周にコアによる磁気回路が形成されることで、給電線120の外周側に発生する磁束がコア内に収束される。
Then, the
よって、コア2の腕部に巻回されたコイル3に電流が誘起して、不図示の移動体のモータや制御回路などで構成される駆動装置300などの負荷に供給される。このとき、コイル3で発生した電流は、負荷側に設けられた電力変換回路で電力変換された後に負荷Zに供給されることで、安定した電力が負荷に供給される。このように構成される非接触給電装置において、給電線120を流れる高周波電流に基づく電磁誘導により受電動作を行う受電部200では、その受電効率を高めるために、コア及びコイル3に対して様々な設計が成されている。
このような非接触給電装置において、負荷回路は、伝送効率を向上するため図10に示すように、直列共振回路を採用している。給電線は、電線であり、インダクタンス成分Lと抵抗成分Rとで構成される。従って、共振コンデンサC0を追加し、給電線のインダクタンスLと共振回路を構成する(非特許文献1)。
非接触給電装置では、給電線の長さや、負荷の状態によっても、給電線のインダクタンス成分や抵抗成分は変化する。このため、非接触給電装置の製造に際しては、給電線を流れる電流成分と電圧成分とを測定し、共振コンデンサを付加し、力率が1に近くなるように調整している。“力率が1となる”ということは、給電線のインダクタンス成分をLとし、共振コンデンサの容量をC0としたとき、共振周波数fに対して、
ωL−1/ωC0≒0 (式1)
であることである。
例えば給電線の往路と復路とに対となるコの字状のピックアップを、一方の脚部同士が一方向に対して重なるようにして、給電線の往路と復路との中心間距離を減少し、インダクタンスを低減して給電効率を上げるようにした非接触給電装置も提案されている(特許文献1)
Therefore, an electric current is induced in the
In such a non-contact power feeding apparatus, the load circuit employs a series resonance circuit as shown in FIG. 10 in order to improve transmission efficiency. The power supply line is an electric wire and includes an inductance component L and a resistance component R. Thus, by adding a resonant capacitor C 0, to an inductance L and the resonance circuit of the power supply line (Non-Patent Document 1).
In the non-contact power supply device, the inductance component and resistance component of the power supply line also change depending on the length of the power supply line and the state of the load. For this reason, when manufacturing the non-contact power supply device, the current component and the voltage component flowing through the power supply line are measured, a resonance capacitor is added, and the power factor is adjusted to be close to unity. “The power factor is 1” means that when the inductance component of the feeder line is L and the capacitance of the resonance capacitor is C 0 , the resonance frequency f is
ωL−1 / ωC 0 ≒ 0 (Formula 1)
It is to be.
For example, a pair of U-shaped pickups that are paired with the forward and return paths of the feeder line so that one leg overlaps in one direction to reduce the center-to-center distance between the forward and return paths of the feeder line. In addition, a non-contact power feeding device that reduces inductance and increases power feeding efficiency has also been proposed (Patent Document 1).
特許文献1に示された非接触給電装置のように、給電線の往路と復路との中心間距離を減少し、インダクタンスを低減するための構成が提案されているが、力率を高めるために、共振周波数となるように、共振コンデンサの容量の決定および装着には、高度の熟練を要する上、作業性の低下を招く。
また、使用時間の増大に伴い、給電線の経年変化や、負荷の変動を免れることはできない。このため、給電線自体のインダクタンス成分や抵抗成分の変化に対し、対策はなく、力率の低下を免れ得ないという問題もあった。
In order to increase the power factor, a configuration for reducing the distance between the centers of the forward path and the return path of the feeder line and reducing the inductance is proposed as in the non-contact power feeder shown in
In addition, with the increase in use time, it is not possible to avoid the secular change of the feeder line and the fluctuation of the load. For this reason, there has been a problem that there is no countermeasure against changes in the inductance component and the resistance component of the feeder line itself, and a reduction in power factor cannot be avoided.
本発明は、前記実情に鑑みてなされたもので、取扱が容易で高力率の非接触給電システムおよびその駆動方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a non-contact power feeding system that is easy to handle and has a high power factor, and a driving method thereof.
そこで本発明の非接触給電システムは、高周波電源と、高周波電源に直列に接続される給電線とを備えた給電部と、給電線の外周で非接触に設置される受電部とを具備し、受電部が給電線との電磁誘導により受電した電力を受電部に接続された負荷に供給し、給電部は、そのリアクタンス成分を増減可能な共振要素と、共振要素のパラメータを自動的に可変させることにより共振調整を行う共振調整部とを備え、前記給電線は、円筒形状の内管部と、前記内管部の外側に配置された円筒形状の外管部と、前記内管部と前記外管部を互いに同心となるように連結する連結部とで構成された導体を、角筒状の合成樹脂成形品からなる絶縁体で被覆して構成されていることを特徴とする。
また本発明は上記非接触給電システムにおいて、共振調整部を、所定時間駆動後に共振調整を行うことができるように構成したことを特徴とする。
また本発明は、上記非接触給電システムにおいて、共振調整部を、高周波電源に接続される電線間の電圧(VL)と共振要素の両端電圧(VC)との差を測定する測定部を備え、この差が、所定の値となるように共振要素のパラメータを制御するように構成したことを特徴とする。
また本発明は、上記非接触給電システムにおいて、共振要素は、可変容量コンデンサであることを特徴とする。
また本発明は、上記非接触給電システムにおいて、共振調整部は、高周波電源の電圧電流位相をモニターするモニタ部を備え、この位相差が所望の値となるように共振要素を調整することを特徴とする。
また本発明は、上記非接触給電システムにおいて、共振要素は、電極間距離を変化可能に構成されたコンデンサであり、共振調整部はモニタ部の出力に応じて電極間距離を調整することを特徴とする。
また本発明は、上記非接触給電システムにおいて、可変容量コンデンサは、複数の電極を備え、電極から2枚を選択することで容量を変化させるようにしたことを特徴とする。
また本発明の非接触給電システムの駆動方法は、高周波電源と、高周波電源に直列に接続される給電線と、給電部と、給電線の外周で非接触に設置される受電部とを具備し、受電部が給電線との電磁誘導により受電した電力を受電部に接続された負荷に供給する非接触給電システムの駆動方法であって、給電線に高周波電源から電流を流し、給電線との電磁誘導により受電した電力を受電部に接続された負荷に供給する工程と、給電線のリアクタンス成分を測定する工程と、リアクタンス成分の大きさに応じて、共振要素のパラメータを自動的に可変させる共振調整工程とを含み、前記給電線は、円筒形状の内管部と、前記内管部の外側に配置された円筒形状の外管部と、前記内管部と前記外管部を互いに同心となるように連結する連結部とで構成された導体を、角筒状の合成樹脂成形品からなる絶縁体で被覆して構成されている。
Therefore, the non-contact power feeding system of the present invention includes a high-frequency power source, a power feeding unit including a power feeding line connected in series to the high-frequency power source, and a power receiving unit installed in a non-contact manner on the outer periphery of the power feeding line, The power receiving unit supplies the power received by electromagnetic induction with the power supply line to the load connected to the power receiving unit, and the power supply unit automatically varies the resonance element whose reactance component can be increased and decreased and the parameters of the resonance element A resonance adjustment unit that performs resonance adjustment, and the power supply line includes a cylindrical inner pipe part, a cylindrical outer pipe part arranged outside the inner pipe part, the inner pipe part, and the The present invention is characterized in that a conductor formed by a connecting portion that connects the outer tube portions so as to be concentric with each other is covered with an insulator made of a synthetic resin molded product having a rectangular tube shape .
Further, the present invention is characterized in that in the above non-contact power feeding system, the resonance adjustment unit is configured to perform resonance adjustment after driving for a predetermined time.
According to the present invention, in the contactless power supply system, the resonance adjustment unit includes a measurement unit that measures the difference between the voltage (V L ) between the wires connected to the high-frequency power source and the voltage across the resonance element (V C ). And the resonance element parameter is controlled so that the difference becomes a predetermined value .
Or the present invention, in the contactless power supply system, the resonant element, characterized in that it is a variable capacitor.
In the wireless power supply system according to the present invention, the resonance adjustment unit includes a monitor unit that monitors a voltage-current phase of the high-frequency power source, and adjusts the resonance element so that the phase difference becomes a desired value. And
According to the present invention, in the contactless power supply system, the resonance element is a capacitor configured such that the distance between the electrodes can be changed, and the resonance adjustment unit adjusts the distance between the electrodes according to the output of the monitor unit. And
In the wireless power supply system according to the present invention, the variable capacitor includes a plurality of electrodes, and the capacitance is changed by selecting two of the electrodes.
The driving method of the non-contact power feeding system of the present invention includes a high frequency power source, a power feeding line connected in series to the high frequency power source, a power feeding unit, and a power receiving unit installed in a non-contact manner on the outer periphery of the power feeding line. A method of driving a non-contact power feeding system in which a power receiving unit receives power received by electromagnetic induction with a power feeding line to a load connected to the power receiving unit. The process of supplying the power received by electromagnetic induction to the load connected to the power receiving unit, the process of measuring the reactance component of the feeder line, and automatically changing the parameters of the resonance element according to the magnitude of the reactance component look including a resonance adjustment step, the feed line, together with the inner tubular part of the cylindrical, and the outer tube portion of the arranged cylindrical outside of the inner tube portion, the outer tube portion and the inner tube portion A connecting part that connects concentrically and The configured conductors are constructed by coating an insulator made of rectangular tube-like synthetic resin molded product.
本発明によれば、リアクタンス成分を容易に変化可能な共振要素を自動的に可変としているため、極めて作業性よく、力率の向上を図ることができ、給電線から受電部への電力伝達の効率を向上することができる。 According to the present invention, since the resonant element whose reactance component can be easily changed is automatically variable, the power factor can be improved with extremely good workability, and the power transmission from the power supply line to the power receiving unit can be improved. Efficiency can be improved.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1の非接触式給電システムを示す概要図である。図2は、この非接触式給電システムの等価回路図、図3は同非接触給電システムにおけるモニタ装置の出力の一例を示す説明図である。また、図4は同非接触給電システムで用いられる可変容量コンデンサの一例を示す図であり、(a)、(b)に各状態の電極選択状態を示す。図5は給電線の断面図、図6は給電装置のピックアップ部の断面図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic diagram showing a non-contact power supply system according to
本実施の形態1の非接触給電システムは、図1に概要図、図2に等価回路図を示すように、リアクタンス成分を増減可能な共振要素として可変容量コンデンサ140を設け、自動的に容量調整を実現できるようにしたことを特徴としている。これは、高周波電源110の電圧位相と電流位相とをモニタ部130でモニターし、図3に示すように、得られたこの位相差Gが所望の値となるように、共振調整部150によって、可変容量コンデンサ140を自動的に可変させることにより共振調整を行う。
As shown in the schematic diagram of FIG. 1 and the equivalent circuit diagram of FIG. 2, the non-contact power feeding system of the first embodiment is provided with a
つまり、共振調整部150は、非接触給電システムの給電線120を流れる電流成分と電圧成分から、可変容量コンデンサ140の容量Cを調整することで、力率が1に近くなるように調整する。つまり“力率が1となる”ということは、給電線のインダクタンス成分をLとし、可変容量コンデンサの容量をCとしたとき、共振周波数fに対して、前述した式(1)と同様、
ωL−1/ωC≒0 (式2)
が成立する場合である。
従って、C≒1/ω2Lとなるように調整する。
That is, the
ωL-1 / ωC ≒ 0 (Formula 2)
Is true.
Therefore, adjustment is performed so that C≈1 / ω 2 L.
モニタ部130は、CTなどの電流測定装置と、電圧測定装置とを用いて、電圧位相と電流位相と をモニタし、共振調整部150で、上記式2を満たすように容量Cを決定する。たとえば電流測定や電圧測定に際しては、磁性体薄膜を用いた電流センサあるいは電力センサなど適宜選択して使用することが可能である。
The
すなわちこの非接触給電システムは、高周波電源110と、この高周波電源110に直列に接続される給電線120とを備えた給電部100と、給電線の外周で非接触に設置される受電部200とを具備し、受電部200が給電線120との電磁誘導により受電した電力を受電部200に接続された駆動装置300などの負荷に供給するものである。
That is, this non-contact power feeding system includes a
実際には、共振調整部150を、所定時間ごとに動作させるようにし、所定時間駆動後に共振調整を行うことで、経時変化に対応した調整ができるように構成することができる。すなわち、負荷の状況などに対応して、受電部側のシステム全体の状態を考慮し、共振周波数fに対応するように可変容量コンデンサの容量Cを調整する。
Actually, the
給電線120のもつインダクタンス成分により、図3に示すように電流位相Iは電圧位相VよりもGだけ遅れている。この遅れを最大限に小さくするように可変容量コンデンサの容量Cを調整する。つまり、電流位相Iは電圧位相Vに限りなく近くなるようにすることで、力率がほぼ1となる。
Due to the inductance component of the
また、可変容量コンデンサ140は、固定電極131と移動電極133とで構成され、図示しないアクチュエータにより、選択されて移動側端子Tmが所望の位置にある電極に接続されることで固定側端子Tsに接続された固定電極131との間の電極間距離が可変となり、所望の容量値を持つように設定される。たとえば図4(a)に示すように移動電極133のうち、固定電極131に近い側の電極片133aを選択した場合よりも、図4(b)に示すように固定電極131から離れた側の電極片133bを選択した場合の方が電極間距離が大きくなり、容量が大きくなる。このようにしてアクチュエータにより移動電極133が選択されて容量が可変となる。
The
ここでは、駆動装置300としてのモータに給電する受電部200とを具備している。そして、この受電部200が、高周波電流が流れる給電線120と、給電線120に誘導結合されるコア2を備えたピックアップ部1とを具備し、このピックアップ部1に誘起される誘導起電力によって駆動装置300に給電することで、負荷(図示せず)が駆動されるように構成されている。なおこの給電線120は、図示しない冶具によって、壁に固定されており、この給電線120に沿ってピックアップ部1が移動しながら、受電を行うようになっている。このように可変容量コンデンサ140を設けた他は、通例の非接触給電システムと同様である。
Here, a
給電線120は、図5に示すように、円筒形状の内管部101と、内管部101の外側に配置された円筒形状の外管部102と、内管部101と外管部102を互いに同心となるように連結する4本の連結部103とで構成された導体を、角筒状の合成樹脂成形品からなる絶縁体104で被覆して構成されている。なお、給電線は必ずしもこの構造に限定されるものではなく、製造方法についても、外管部102内に、連結部103を備えた内管部101を圧入するなどの方法のほか、曲げ加工あるいは、金属の押し出し成型などによっても製造可能である。このように二重管構造の導体を給電線120に用いることで、円柱形状の導体に比較して高周波抵抗を低減し且つ損失を減少させることができるものの、高周波電流が流れる給電線においては、導体の材料(金属板)が有する電気抵抗以外に表皮効果と近接効果による抵抗成分(高周波抵抗)やインダクタンス成分がわずかに存在する。この給電線120による抵抗成分やインダクタンス成分の変化を含めて、周辺状況の変化に応じて可変容量コンデンサの容量値を変化させる。
As shown in FIG. 5, the
ここで、受電部200はピックアップ部1と受電回路部6とを有している。ピックアップ部1は、図6に詳細を示すようにコア2、コイル3、ボビン4、磁気シールド体5(受電回路部6)を有している。受電回路部6は、コイル3とともに共振回路を形成するコンデンサ、コイル3並びにコンデンサの共振回路から出力される共振電圧を定電圧化する定電圧回路などを有している。
Here, the
また、コア2は、図6に示すように内周面及び外周面の双方が曲面(円筒面)で構成され且つ軸方向(紙面に垂直な方向)に交差する断面形状が略C形に形成されている。ここで、開口溝2aを挟んで対向するコア2の両端部20は、コア2の当該両端部20を除く部位(以下、「胴体部」と呼ぶ。)21よりも、軸方向に沿った断面の面積が大きく形成されている。
Further, as shown in FIG. 6, the
さらに、ボビン4は、円弧状に湾曲した筒形状の樹脂成形品からなり、軸方向の両端部に外鍔40が設けられている。尚、コア2は開口溝2aと反対側の箇所で胴体部21が二分割されており、それぞれの胴体部21にボビン4が外挿された後に胴体部21の端部同士が接合されることによって、図6に示すコア2が構成されている。また、コイル3は、絶縁被覆を有する巻線がボビン4に単層巻きされることで形成されている。
Further, the
磁気シールド体5は、高透磁率である金属磁性材料により略円筒形状に形成されてコア2並びにコイル3に外挿される。但し、磁気シールド体5にはコア2の開口溝2aと連通する溝5aが軸方向に沿って設けられている。なお、この磁気シールド体5は必須ではなく、省略してもよい。
The
コア2は、図1に示したように、給電線120を側方から跨るように断面ほぼU字状の外郭を有し、その外郭の内部には、給電線120の両側方に位置するように一対のコイルが対向配置されて電磁ピックアップが構成される。ここで、コイルは、給電線120に可能な限り近接させることが好ましい。そして、高周波電源110から給電線120に高周波の電流が供給されることにより、給電線120の周囲に、供給された高周波の電流の周波数に応じた磁界MFの発生・減衰現象が発生し、それが磁束密度の変化となってコイルに誘導電流が発生する(電磁誘導)。
そして、図1に示す受電回路部6では、このようにしてコイルに発生した電流を、共振回路(図示せず)で安定化した後、負荷に送る。
このように受電回路部6を含む受電部200や駆動装置300を含む負荷の状態などにより、給電線120のインダクタンス成分や抵抗成分が変化することもあるが、これらの変化についても考慮して共振調整部で容量を調整する。
As shown in FIG. 1, the
In the power receiving circuit unit 6 shown in FIG. 1, the current generated in the coil in this way is stabilized by a resonance circuit (not shown) and then sent to the load.
As described above, the inductance component and the resistance component of the
以上説明してきたように、本実施の形態の非接触給電システムによれば、高力率での、非接触給電を極めて容易に実現することが可能となる。また、実際に使用現場で自動的に調整することができるため、微調整も可能で、力率の向上を図ることができる。
さらにまた設置時あるいは使用中に給電線の長さや状態が変わったり、負荷の状態が変わったりした場合にも、現場での調整が容易となる。
このようにして摺動部無しに給電することができ、ピックアップ部1に誘起される誘導起電力によって駆動装置に給電することで、負荷が駆動され、摩耗粉の発生もなく、クリーンな環境でメンテナンス頻度を低減することができる。
As described above, according to the contactless power supply system of the present embodiment, it is possible to realize contactless power supply with a high power factor very easily. In addition, since the actual adjustment can be automatically performed at the site of use, fine adjustment is possible and the power factor can be improved.
Furthermore, when the length or state of the power supply line is changed or the load state is changed during installation or use, adjustment on the site is facilitated.
In this way, power can be supplied without the sliding portion, and by supplying power to the driving device by the induced electromotive force induced in the
なお、前記実施の形態では、可変容量コンデンサを用いたが、これに限定されることなく、バリキャップなど他の可変容量生成回路を用いてもよいことはいうまでもない。 In the above embodiment, the variable capacitor is used. However, the present invention is not limited to this, and it goes without saying that another variable capacitor generating circuit such as a varicap may be used.
(実施の形態2)
前記実施の形態1では電流位相をモニタし、この位相差を0にすべく調整するという方法をとったのに対し、本実施の形態では高周波電源110に接続される給電線120間の電圧(VL)と共振要素である可変容量コンデンサ140の両端電圧(VC)との差を測定し、この差に応じて容量を調整する。
(Embodiment 2)
In the first embodiment, the current phase is monitored and the method of adjusting the phase difference to zero is adopted. In the present embodiment, the voltage between the
すなわち、図7に示すように、共振調整部150が、高周波電源110に接続される給電線120間の電圧(VL)と共振要素である可変容量コンデンサ140の両端電圧(VC)との差を測定する測定部を具備している。ここで給電線120間の電圧VLは、高周波電源110の近傍で電圧計により測定する。 そしてこの測定部で得られた、電圧差VL−VCをモニタ部に導き、出力し、この差が、所定の値(α)となるように可変容量コンデンサ140の容量値(パラメータ)を制御する。ここでαはシステム固定の定数である。
VL−VC=α (式3)
That is, as shown in FIG. 7, the
V L −V C = α (Formula 3)
この方法の場合にも、実際には、共振調整部150を、所定時間ごとに動作させるようにし、所定時間駆動後に共振調整を行うことで、経時変化に対応した調整ができるように構成することができる。負荷の状況などに対応して、受電部側のシステム全体の状態を考慮し、共振周波数fに近い共振周波数をもつように可変容量コンデンサ140の容量を調整することができる。
Even in this method, in practice, the
(実施の形態3)
前記実施の形態1では電流位相をモニタし、この位相差を0にすべく調整するという方法をとったのに対し、本実施の形態では高周波電源110の出力電圧(Vout)を測定し、この測定値をモニタしつつ、可変容量コンデンサの容量を調整するものである。
すなわち、図8に説明図を示すように、共振調整部(150)では、高周波電源の出力電圧(Vout)があらかじめ決定された所定の電圧βより小さくならない程度に最小となるように、共振要素である可変容量コンデンサのパラメータを制御する。
つまり高周波電源の出力電圧(Vout)が
Vout >β (式4)
(Embodiment 3)
In the first embodiment, the current phase is monitored and the method of adjusting the phase difference to zero is adopted, whereas in the present embodiment, the output voltage (Vout) of the high
That is, as shown in the explanatory diagram of FIG. 8, in the resonance adjustment unit (150), the resonance element (150) is minimized so that the output voltage (Vout) of the high-frequency power supply does not become smaller than a predetermined voltage β. Control the parameters of the variable capacitor.
In other words, the output voltage (Vout) of the high frequency power supply is Vout> β (Equation 4)
この方法の場合にも、実施の形態1及び2と同様、実際には、共振調整部(150)を、所定時間ごとに動作させるようにし、所定時間駆動後に共振調整を行うことで、経時変化に対応した調整ができるように構成することができる。負荷の状況などに対応して、受電部側のシステム全体の状態を考慮し、共振周波数fに近い共振周波数をもつように可変容量コンデンサの容量を調整することができる。 Also in this method, as with the first and second embodiments, in practice, the resonance adjustment unit (150) is operated every predetermined time, and the resonance adjustment is performed after driving for a predetermined time. It can be configured to be able to adjust in accordance with The capacity of the variable capacitor can be adjusted so as to have a resonance frequency close to the resonance frequency f in consideration of the state of the entire system on the power reception unit side in accordance with the load condition and the like.
なお、前記実施の形態では、可変容量コンデンサを用いて容量を調整したが、容量に限定されることなく、コイルなど、リアクタンス成分を調整できる共振要素を変化させるようにすればよい。 In the above embodiment, the capacitance is adjusted using the variable capacitor. However, the resonance element such as a coil that can adjust the reactance component may be changed without being limited to the capacitance.
なお、本発明は、前記各実施の形態に例をとって説明したが、これら実施の形態に限ることなく本発明の要旨を逸脱しない範囲で他の実施の形態を各種採用することができる。 In addition, although this invention was demonstrated taking the said each embodiment as an example, various other embodiment can be employ | adopted in the range which is not restricted to these embodiments and does not deviate from the summary of this invention.
1 ピックアップ部
2 コア
3 コイル
100 給電部
101 内管部
102 外管部
103 連結部
104 絶縁体
110 高周波電源
120 給電線
130 モニタ部
140 可変容量コンデンサ
150 共振調整部
200 受電部
300 駆動装置
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記給電線の外周で非接触に設置される受電部とを具備し、
前記受電部が前記給電線との電磁誘導により受電した電力を前記受電部に接続された負荷に供給する非接触給電システムであって、
前記給電部は、そのリアクタンス成分を増減可能な共振要素と、前記共振要素のパラメータを自動的に可変させることにより共振調整を行う共振調整部とを備え、
前記給電線は、円筒形状の内管部と、前記内管部の外側に配置された円筒形状の外管部と、前記内管部と前記外管部を互いに同心となるように連結する連結部とで構成された導体を、角筒状の合成樹脂成形品からなる絶縁体で被覆して構成されている非接触給電システム。 A power supply unit comprising a high-frequency power supply and a power supply line connected in series to the high-frequency power supply;
A power receiving unit installed in a non-contact manner on the outer periphery of the feeder line;
A non-contact power feeding system that supplies power received by the power receiving unit by electromagnetic induction with the power feeding line to a load connected to the power receiving unit,
The power supply unit includes a resonance element that can increase or decrease its reactance component, and a resonance adjustment unit that performs resonance adjustment by automatically changing a parameter of the resonance element ,
The power supply line includes a cylindrical inner tube portion, a cylindrical outer tube portion disposed outside the inner tube portion, and a connection that connects the inner tube portion and the outer tube portion so as to be concentric with each other. A non-contact power feeding system configured by covering a conductor configured with a portion with an insulator made of a synthetic resin molded product having a rectangular tube shape .
前記共振調整部は、所定時間駆動後に共振調整を行うことができるように構成された非接触給電システム。 The contactless power supply system according to claim 1,
The resonance adjustment unit is a non-contact power feeding system configured to be able to perform resonance adjustment after driving for a predetermined time.
前記共振調整部は、前記高周波電源に接続される電線間の電圧(VL)と共振要素の両端電圧(VC)との差を測定する測定部を備え、
前記差が、所定の値となるように前記共振要素のパラメータを制御するように構成された非接触給電システム。 It is a non-contact electric power feeding system according to claim 1 or 2,
The resonance adjustment unit includes a measurement unit that measures a difference between a voltage (VL) between electric wires connected to the high-frequency power source and a voltage across the resonance element (VC),
A non-contact power feeding system configured to control a parameter of the resonance element so that the difference becomes a predetermined value.
前記共振要素は、可変容量コンデンサである非接触給電システム。 It is a non-contact electric supply system according to any one of claims 1 to 3 ,
The resonance element is a non-contact power feeding system which is a variable capacitor.
前記共振調整部は、前記高周波電源の電圧電流位相をモニターするモニタ部を備え、
この位相差が所望の値となるように前記共振要素を調整する非接触給電システム。 It is a non-contact electric supply system according to any one of claims 1 to 3 ,
The resonance adjustment unit includes a monitor unit that monitors a voltage-current phase of the high-frequency power source,
A non-contact power feeding system that adjusts the resonance element so that the phase difference becomes a desired value.
前記共振要素は、電極間距離を変化可能に構成された可変容量コンデンサであり、前記共振調整部は前記モニタ部の出力に応じて前記電極間距離を調整する非接触給電システム。 The contactless power supply system according to claim 5 ,
The resonance element is a variable capacitor configured such that a distance between electrodes can be changed, and the resonance adjustment unit adjusts the distance between the electrodes in accordance with an output of the monitor unit.
前記可変容量コンデンサは、複数の電極を備え、前記電極から2枚を選択することで容量を変化させるようにした非接触給電システム。 The contactless power supply system according to claim 4 or 6 ,
The variable capacitance capacitor includes a plurality of electrodes, and the capacitance is changed by selecting two from the electrodes.
前記受電部が前記給電線との電磁誘導により受電した電力を前記受電部に接続された負荷に供給する非接触給電システムの駆動方法であって、
前記給電線に前記高周波電源から電流を流し、前記給電線との電磁誘導により受電した電力を前記受電部に接続された負荷に供給する工程と、
前記給電線のリアクタンス成分を測定する工程と、
前記リアクタンス成分の大きさに応じて、共振要素のパラメータを自動的に可変させる共振調整工程とを含み、
前記給電線は、円筒形状の内管部と、前記内管部の外側に配置された円筒形状の外管部と、前記内管部と前記外管部を互いに同心となるように連結する連結部とで構成された導体を、角筒状の合成樹脂成形品からなる絶縁体で被覆して構成されている非接触給電システムの駆動方法。 A high-frequency power supply, a power supply line connected in series to the high-frequency power supply, a power supply unit, and a power reception unit installed in a non-contact manner on the outer periphery of the power supply line,
A method of driving a non-contact power supply system that supplies power received by the power receiving unit by electromagnetic induction with the power supply line to a load connected to the power receiving unit,
Passing a current from the high-frequency power source to the power supply line and supplying power received by electromagnetic induction with the power supply line to a load connected to the power receiving unit;
Measuring a reactance component of the feeder line;
Depending on the magnitude of the reactance component, seen including a resonance adjustment step of automatically varying the parameters of the resonant element,
The power supply line includes a cylindrical inner tube portion, a cylindrical outer tube portion disposed outside the inner tube portion, and a connection that connects the inner tube portion and the outer tube portion so as to be concentric with each other. A driving method of a non-contact power feeding system configured by covering a conductor constituted by a portion with an insulator made of a synthetic resin molded product having a rectangular tube shape .
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