JP6729919B1 - 共振装置、電力伝送装置、及び電力伝送方法 - Google Patents
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Abstract
Description
閉曲線線路の一部が開放された構造を呈し、自身に対向して配された自身と相似形の他の共振器との間で、電磁結合を利用して非接触で高周波電力の授受を行う共振器と、
前記閉曲線線路が形成する面内で、前記共振器を、当該共振器の周方向に回転させる駆動部と、
前記駆動部を制御して前記共振器の周方向における角度が互いに異なる複数の位置で前記共振器と前記他の共振器との間で前記高周波電力の授受を試験的に実行させ、前記共振器の各位置で検出される前記共振器と前記他の共振器との一方から他方へ伝送された前記高周波電力の電力値に基づいて、前記高周波電力の授受を本実施する際の前記角度を設定する制御部と、
を備える共振装置である。
第1及び第2共振装置を備え、当該第1及び第2共振装置それぞれが有する閉曲線線路の一部が開放された構造を呈する共振器を用いて、非接触で高周波電力の授受を行う電力伝送装置であって、
前記第1及び第2共振装置のいずれか一方は、
前記閉曲線線路が形成する面内で、前記共振器を、当該共振器の周方向に回転させる駆動部と、
前記駆動部を制御して前記共振器の周方向における角度が互いに異なる複数の位置で一方の前記共振器と他方の前記共振器との間で前記高周波電力の授受を試験的に実行させ、前記共振器の各位置で検出される一方の前記共振器から他方の前記共振器へ伝送された前記高周波電力の電力値に基づいて、前記高周波電力の授受を本実施する際の前記角度を設定する制御部と、を有する、
電力伝送装置である。
第1及び第2共振装置それぞれが有する閉曲線線路の一部が開放された構造を呈する共振器を用いて、非接触で高周波電力の授受を行う電力伝送方法であって、
前記第1及び第2共振装置のいずれか一方は、
前記閉曲線線路が形成する面内で、前記共振器を、当該共振器の周方向に回転させ、
前記共振器の周方向における角度が互いに異なる複数の位置で一方の前記共振器と他方の前記共振器との間で前記高周波電力の授受を試験的に実行させ、前記共振器の各位置で検出される一方の前記共振器から他方の前記共振器へ伝送された前記高周波電力の電力値に基づいて、前記高周波電力の授受を本実施する際の前記角度を設定する、
電力伝送方法である。
[電力伝送装置の全体構成]
以下、図1〜図4を参照して、本実施形態に係る電力伝送装置の構成の一例について説明する。本実施形態に係る電力伝送装置は、電気負荷に対する電力伝送に適用されている。
図5〜図11を参照して、本実施形態に係る電力伝送装置Uが有する第1共振器111と第2共振器211との間のリング間角度αを調整する機能について、説明する。
点線:ポート角度φ=28°における伝送効率
実線:ポート角度φ=40°における伝送効率
一点鎖線:ポート角度φ=52°における伝送効率
尚、ここでは、共振器間距離ZWを32mmに設定している。
点線グラフ:共振器間距離ZW=22mmにおける伝送効率
実線グラフ:共振器間距離ZW=32mmにおける伝送効率
一点鎖線グラフ:共振器間距離ZW=42mmにおける伝送効率
尚、ここでは、ポート角度φを40°に設定している。
実線グラフ:ポート角度φを40°に設定し、リング間角度αを180°に設定した場合の伝送効率
点線グラフ:ポート角度φを28°に設定し、リング間角度αを180°から15°まで変化させた場合の伝送効率(点線グラフL1:α=180°、点線グラフL2:α=150°、点線グラフL3:α=120°、点線グラフL4:α=90°、点線グラフL5:α=60°、点線グラフL6:α=30°、点線グラフL7:α=15°)
ドットグラフ:各点線グラフL1〜L7の伝送効率のピーク値を結んだグラフ
リング間角度α=180°(点線グラフL1):共振器間距離ZW=44mm
リング間角度α=150°(点線グラフL2):共振器間距離ZW=42mm
リング間角度α=120°(点線グラフL3):共振器間距離ZW=40mm
リング間角度α=90°(点線グラフL4):共振器間距離ZW=35mm
リング間角度α=60°(点線グラフL5):共振器間距離ZW=32mm
リング間角度α=30°(点線グラフL6):共振器間距離ZW=23mm
リング間角度α=15°(点線グラフL7):共振器間距離ZW=12mm
実線グラフ:ポート角度φを40°に設定し、リング間角度αを180°に設定した場合の伝送効率
点線グラフ:ポート角度φを28°に設定し、リング間角度αを180°から15°まで変化させた場合の伝送効率(点線グラフL11:α=180°、点線グラフL12:α=150°、点線グラフL13:α=120°、点線グラフL14:α=90°、点線グラフL15:α=60°、点線グラフL16:α=30°)
ドットグラフ:各点線グラフL11〜L16の伝送効率のピーク値を結んだグラフ
リング間角度α=180°(点線グラフL11):横ずれ量ΔX=50mm
リング間角度α=150°(点線グラフL12):横ずれ量ΔX=40mm
リング間角度α=120°(点線グラフL13):横ずれ量ΔX=30mm
リング間角度α=90°(点線グラフL14):横ずれ量ΔX=20mm
リング間角度α=60°(点線グラフL15):横ずれ量ΔX=0mm
実線グラフ:ポート角度φを40°に設定し、リング間角度αを180°に設定した場合の伝送効率
点線グラフ:ポート角度φを28°に設定し、リング間角度αを180°から60まで変化させた場合の伝送効率(点線グラフL21:α=180°、点線グラフL22:α=150°、点線グラフL23:α=120°、点線グラフL24:α=90°、点線グラフL25:α=60°)
ドットグラフ:各点線グラフL21〜L25の伝送効率のピーク値を結んだグラフ
リング間角度α=180°(点線グラフL21):縦ずれ量ΔY=20mm
リング間角度α=150°(点線グラフL22):縦ずれ量ΔY=18mm
リング間角度α=120°(点線グラフL23):縦ずれ量ΔY=17mm
リング間角度α=90°(点線グラフL24):縦ずれ量ΔY=16mm
リング間角度α=60°(点線グラフL25):縦ずれ量ΔY=15mm
以上のように、本実施形態に係る共振装置110は、
閉曲線線路の一部が開放された構造を呈し、自身に対向して配された自身と相似形の他の共振器211との間で、電磁結合を利用して非接触で高周波電力の授受を行う共振器111と、
閉曲線線路が形成する面内で、共振器111を、当該共振器111の周方向に回転させる駆動部115と、
駆動部115を制御して共振器111の周方向における角度が互いに異なる複数の位置で共振器111と他の共振器211との間で高周波電力の授受を試験的に実行させ、共振器111の各位置で検出される共振器111と他の共振器211との一方から他方へ伝送された高周波電力の電力値に基づいて、高周波電力の授受を本実施する際の角度を設定する制御部114と、を備えている。
上記実施形態では、第1制御部114によるリング間角度αの設定方法の一例として、伝送効率が閾値以上となるように、リング間角度αを特定する手法を示した。
次に、図12を参照して、第2の実施形態に係る共振装置110、210について説明する。
次に、図14、図15を参照して、第3の実施形態に係る共振装置110、210について説明する。
本発明は、上記実施形態に限らず、種々に変形態様が考えられる。
100 受電装置
110 第1共振装置
111 第1共振器
111S 支持棒
111a 開放部
111b 突起部
112 第1入出力線路
112a 電極部
113 第1グラウンド板
114 第1制御部
114a 電流センサ
115 駆動部
115a 歯車
116 回路基板
120 整流回路
120a 回路基板
130 電気負荷
200 送電装置
210 第2共振装置
211 第2共振器
211S 支持棒
211a 開放部
212 第2入出力線路
212a 電極部
213 第2グラウンド板
214 第2制御部
216 回路基板
220 発振器
230 電源
Zw 共振器間距離
α リング間角度
φ ポート角度
Claims (7)
- 閉曲線線路の一部が開放された構造を呈し、自身に対向して配された自身と相似形の他の共振器との間で、電磁結合を利用して非接触で高周波電力の授受を行う共振器と、
前記閉曲線線路が形成する面内で、前記共振器を、当該共振器の周方向に回転させる駆動部と、
前記駆動部を制御して前記共振器の周方向における角度が互いに異なる複数の位置で前記共振器と前記他の共振器との間で前記高周波電力の授受を試験的に実行させ、前記共振器の各位置で検出される前記共振器と前記他の共振器との一方から他方へ伝送された前記高周波電力の電力値に基づいて、前記高周波電力の授受を本実施する際の前記角度を設定する制御部と、
を備える共振装置。 - 前記制御部は、前記共振器と前記他の共振器との間における前記高周波電力の伝送効率が閾値以上となるように、又は、前記共振器と前記他の共振器との間における前記高周波電力の伝送効率が最大となるように、前記共振器の周方向における角度を設定する、
請求項1に記載の共振装置。 - 前記制御部は、
前記角度を設定する前には、第1電力値で、前記共振器と前記他の共振器との間で前記高周波電力の授受を実行させ、
前記角度を設定した後には、前記第1電力値よりも大きい第2電力値で、前記共振器と前記他の共振器との間で前記高周波電力の授受を実行させる、
請求項1又は2に記載の共振装置。 - 前記共振器は、金属膜と絶縁膜とが交互に積層された構造を有する、
請求項1乃至3のいずれか一項に記載の共振装置。 - 前記共振器は、自身の長手方向の中心位置に、当該共振器の側面から当該共振器の中心点に向かって延在する突起部を有し、当該突起部にて、支持されている、
請求項1乃至4のいずれか一項に記載の共振装置。 - 第1及び第2共振装置を備え、当該第1及び第2共振装置それぞれが有する閉曲線線路の一部が開放された構造を呈する共振器を用いて、非接触で高周波電力の授受を行う電力伝送装置であって、
前記第1及び第2共振装置のいずれか一方は、
前記閉曲線線路が形成する面内で、前記共振器を、当該共振器の周方向に回転させる駆動部と、
前記駆動部を制御して前記共振器の周方向における角度が互いに異なる複数の位置で一方の前記共振器と他方の前記共振器との間で前記高周波電力の授受を試験的に実行させ、前記共振器の各位置で検出される一方の前記共振器から他方の前記共振器へ伝送された前記高周波電力の電力値に基づいて、前記高周波電力の授受を本実施する際の前記角度を設定する制御部と、を有する、
電力伝送装置。 - 第1及び第2共振装置それぞれが有する閉曲線線路の一部が開放された構造を呈する共振器を用いて、非接触で高周波電力の授受を行う電力伝送方法であって、
前記第1及び第2共振装置のいずれか一方は、
前記閉曲線線路が形成する面内で、前記共振器を、当該共振器の周方向に回転させ、
前記共振器の周方向における角度が互いに異なる複数の位置で一方の前記共振器と他方の前記共振器との間で前記高周波電力の授受を試験的に実行させ、前記共振器の各位置で検出される一方の前記共振器から他方の前記共振器へ伝送された前記高周波電力の電力値に基づいて、前記高周波電力の授受を本実施する際の前記角度を設定する、
電力伝送方法。
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