JP6918669B2 - 無線給電装置およびこれを用いた搬送システム、ならびに無線給電装置の制御方法 - Google Patents
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Description
例えば、送電電極から電力を受け取る対象物の数、つまり受電電極の数が変化する場合、送電電極から電力を受け取る受電電極の数を検出する必要がある。そして、検出した受電電極の数にあわせた整合回路の制御が必要となる。この場合、送電電極への進入側および送電電極からの退出側にそれぞれ対象物を検出する光学的な装置を設け、送電電極から電力を受け取る対象物の数を検出することが考えられる。これにより、整合回路は、光学的に検出された対象物の数に基づいて制御される。
まず、無線給電装置を適用した搬送システムについて説明する。
図2および図3に示すように、搬送システム10は、移動体11および無線給電装置12を備える。無線給電装置12は、送電電極部材13および受電電極部材14を備えている。送電電極部材13は、例えば工場や倉庫など、搬送システム10を用いる設備15に設けられている。移動体11は、図示しない設備に設定されている走行路16に沿って移動する。移動体11は、図2に示すように整流回路部21、バッテリ22、制御部23および駆動部24を有している。整流回路部21は、受電電極部材14で受け取った高周波を直流に整流する。バッテリ22は、例えばリチウムイオン電池などの二次電池で構成され、整流回路部21で整流された電力を貯える。制御部23は、バッテリ22への充電を制御するとともに、駆動部24で発生する駆動力を制御する。駆動部24は、モータ25および車輪26を有しており、モータ25によって車輪26を回転駆動する。移動体11は、駆動部24で発生する駆動力によって走行路16に沿って移動する。移動体11は、図3に示すように送電電極部材13と反対側の端面に荷物などを搭載する荷台27を有している。
図1に示すように無線給電装置12は、上述した送電電極部材13および受電電極部材14に加え、高周波生成部31、切替整合器32、検出回路部33および制御部34を備えている。高周波生成部31、検出回路部33および制御部34は、制御盤35として構成されている。送電電極部材13は、高周波生成部31に接続している。高周波生成部31は、高周波を生成するE級インバータによって構成され、生成した高周波の電力を送電電極部材13に印加する。高周波生成部31は、制御用電源36および主電源37に接続している。高周波生成部31は、制御用電源36から得られた電力によって制御されるとともに、主電源37から得られた電力を用いて高周波を生成する。なお、高周波生成部31は、E級インバータに限らず、高周波を生成可能であれば任意の構成とすることができる。
処理が開始されると、制御部34は、送電電極部材13から電力を受け取る受電電極部材14の数を初期値Numに初期化する(S101)。この場合、受電電極部材14の数は、移動体11の数に一致する。すなわち、制御部34は、走行路16を走行する移動体11のうち、充電のために送電電極部材13から電力を受け取る移動体11の数を初期値Numと設定する。この初期値Numは、送電電極部材13から電力を受け取り可能な移動体11の数にあわせて任意に設定される。本実施形態のように送電電極部材13から4台の移動体11に電力を供給する場合、制御部34は初期値NumをNum=1またはNum=2などのように設定する。制御部34は、移動体11の数の初期値Numにあわせて、切替整合器32における整合回路42〜44を初期値Numに設定する(S102)。すなわち、制御部34は、切替整合器32における整合回路42〜44のインピーダンスを、S101で設定した移動体11の数の初期値Numに合わせる。
以上の手順によって、制御部34は、検出回路部33で検出する整合出力に基づいて、移動体11の数と切替整合器32の整合回路42〜44との整合を図る。
以上説明した本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。
上述の一実施形態では、切替整合器32における整合回路42〜44の切り替えは、高周波生成部31を停止することなく行なっている。しかし、図8に示すS105、S109において整合回路42〜44を変更するとき、その変更の前に高周波生成部31を停止し、変更の後に高周波生成部31を再起動する構成としてもよい。このように整合回路42〜44を切り替えるとき、高周波生成部31を停止するとともに、切り替え後に高周波生成部31を再起動することにより、例えば過渡期における突入電流などの発生が低減される。したがって、さらなる安全性の向上および機器の耐久性の向上を図ることができる。
Claims (5)
- 送電電極部材(13)と、
前記送電電極部材(13)と対向して、前記送電電極部材(13)との間の静電容量を用いた電界結合によって前記送電電極部材(13)から無線で電力を受け取る受電電極部材(14)と、
前記送電電極部材(13)に印加する高周波の電力を生成する高周波生成部(31)と、
前記送電電極部材(13)に接続され、インピーダンスの異なる1つ以上の整合回路(42〜44)を有する切替整合器(32)と、
前記高周波生成部(31)と前記切替整合器(32)との間に設けられ、前記受電電極部材(14)の数によって変化する前記送電電極部材(13)からの反射波に基づいて、前記高周波生成部(31)から出力される高周波と前記送電電極部材(13)における発振との整合を検出する検出回路部(33)と、
前記検出回路部(33)で検出した整合に基づいて、前記切替整合器(32)の前記整合回路(42〜44)を切り替える制御部(34)と、
を備える無線給電装置。 - 前記切替整合器(32)は、1つ以上の前記整合回路(42〜44)と前記送電電極部材(13)との接続を切り替えることにより、段階的にインピーダンスを変更する請求項1記載の無線給電装置。
- 前記制御部(34)は、前記高周波生成部(31)を停止した後、前記切替整合器(32)の前記整合回路(42〜44)と前記送電電極部材(13)との接続を切り替え、その後に前記高周波生成部(31)を再起動する請求項1または2記載の無線給電装置。
- 請求項1から3のいずれか一項記載の無線給電装置(12)と、
前記受電電極部材(14)を有する移動体(11)と、を備える搬送システムであって、
前記送電電極部材(13)は、前記移動体(11)と対向して、線状に延びる板状に形成され、
前記制御部(34)は、前記送電電極部材(13)から電力を受け取る前記移動体(11)の数によって変化する前記高周波生成部(31)から出力される高周波と前記送電電極部材(13)における発振との整合に基づいて、前記切替整合器(32)の前記整合回路(42〜44)を切り替える搬送システム。 - 電界共鳴を利用して送電電極部材から移動体の受電電極部材へ無線で電力を供給する無線給電システムの制御方法であって、
前記送電電極部材に対向する前記移動体の台数を初期値として設定する工程と、
設定した前記初期値にあわせて、前記送電電極部材に接続されている整合回路のインピーダンスを設定する工程と、
前記送電電極部材に印加する高周波を生成する高周波生成部の出力と前記送電電極部材の発振とが整合しているか否かを検出する工程と、
前記高周波生成部の出力と前記送電電極部材の発振とが整合していないとき、前記初期値を増減する工程と、
前記初期値を増減しても前記高周波生成部の出力と前記送電電極部材の発振とが整合しないとき、前記高周波生成部を停止する工程と、
を含む無線給電装置の制御方法。
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