JPH08251842A - 非接触給電装置 - Google Patents
非接触給電装置Info
- Publication number
- JPH08251842A JPH08251842A JP7050675A JP5067595A JPH08251842A JP H08251842 A JPH08251842 A JP H08251842A JP 7050675 A JP7050675 A JP 7050675A JP 5067595 A JP5067595 A JP 5067595A JP H08251842 A JPH08251842 A JP H08251842A
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- Japan
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- power
- capacitor
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Abstract
(57)【要約】
【目的】非接触給電装置を構成する給電線の長さが増大
しても、局所的に高電圧が生じるのを防止することにあ
る。 【構成】高周波交流電源１から給電線２を介して負荷５
へ非接触で交流電力を供給する際に、給電線２のインダ
クタンスをキャンセルするために設置するコンデンサ
は、複数に分割した分割コンデンサ１０とし、これら各
分割コンデンサ１０を給電線２の複数箇所に分散して並
列接続することで、局所的に発生する高電圧を緩和させ
る。
しても、局所的に高電圧が生じるのを防止することにあ
る。 【構成】高周波交流電源１から給電線２を介して負荷５
へ非接触で交流電力を供給する際に、給電線２のインダ
クタンスをキャンセルするために設置するコンデンサ
は、複数に分割した分割コンデンサ１０とし、これら各
分割コンデンサ１０を給電線２の複数箇所に分散して並
列接続することで、局所的に発生する高電圧を緩和させ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、電源が出力する高周
波交流電力を、無接触で負荷へ与えることができる非接
触給電装置に関する。
波交流電力を、無接触で負荷へ与えることができる非接
触給電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】電源を地上に設置し、移動する物体，例
えば電車へこの電源から電力を供給する場合は、地上に
固定している導体とパンタグラフなどの集電装置とを接
触させてこの電力を車内へ取り入れる。このような接触
型給電装置ではパンタグラフや導体が磨耗するし、パン
タグラフが離線すれば火花を発生してますます磨耗を促
進するから、導体や集電装置の保守・点検に手間がかか
る不都合がある。更に離線に伴う火花はノイズの発生源
となって、通信装置や電子機器に悪影響を与えるので、
誤動作防止のためのノイズ対策に多大の費用が必要とな
る欠点がある。そこで移動体の移動距離があまり長くな
い場合、例えば建物の内部で使用する走行台車や天井走
行クレーンなどでは、非接触で電力を集電できる非接触
給電装置を使用することにより、架線や集電装置の保守
・点検に必要な手間や、ノイズ対策費用の削減を図って
いる。
えば電車へこの電源から電力を供給する場合は、地上に
固定している導体とパンタグラフなどの集電装置とを接
触させてこの電力を車内へ取り入れる。このような接触
型給電装置ではパンタグラフや導体が磨耗するし、パン
タグラフが離線すれば火花を発生してますます磨耗を促
進するから、導体や集電装置の保守・点検に手間がかか
る不都合がある。更に離線に伴う火花はノイズの発生源
となって、通信装置や電子機器に悪影響を与えるので、
誤動作防止のためのノイズ対策に多大の費用が必要とな
る欠点がある。そこで移動体の移動距離があまり長くな
い場合、例えば建物の内部で使用する走行台車や天井走
行クレーンなどでは、非接触で電力を集電できる非接触
給電装置を使用することにより、架線や集電装置の保守
・点検に必要な手間や、ノイズ対策費用の削減を図って
いる。
【０００３】非接触給電装置として、移動距離に相当し
た長さの電力ケーブルを巻き取ることが可能なリールを
移動体に搭載して、電力ケーブルの繰り出しや巻き取り
をしながら移動するのが最も簡便な装置であるが、この
電力ケーブルは移動距離に対応して長くなるので、その
電圧降下を考慮して大断面積にしなければならないから
高価で重いものになるし、これを巻き取るリールの直径
も大になる。更にこの電力ケーブルには常時曲げ応力が
加わるので、絶縁物に亀裂が入ったり心線が断線する恐
れもあり、保守点検に手間と費用がかかる不都合があ
る。更に電力はこのリールの中心部からスリップリング
を介して取り出すので、厳密な意味での非接触給電とは
ならないし、このスリップリングの保守も必要になる。
た長さの電力ケーブルを巻き取ることが可能なリールを
移動体に搭載して、電力ケーブルの繰り出しや巻き取り
をしながら移動するのが最も簡便な装置であるが、この
電力ケーブルは移動距離に対応して長くなるので、その
電圧降下を考慮して大断面積にしなければならないから
高価で重いものになるし、これを巻き取るリールの直径
も大になる。更にこの電力ケーブルには常時曲げ応力が
加わるので、絶縁物に亀裂が入ったり心線が断線する恐
れもあり、保守点検に手間と費用がかかる不都合があ
る。更に電力はこのリールの中心部からスリップリング
を介して取り出すので、厳密な意味での非接触給電とは
ならないし、このスリップリングの保守も必要になる。
【０００４】図２は非接触集電装置の構成の一例を示し
た概念図である。この図２の概念図において、高周波交
流電源１と導体としての給電線２とは地上に固定した設
備である。リング状の鉄心６にピックアップコイル４を
巻付け、この鉄心６の中央の穴に給電線２を通せば、こ
の給電線２は巻数が１回の一次巻線となり、これら給電
線２と鉄心６とピックアップコイル４とで変圧器を構成
することになる。給電線２は鉄心６の中央穴を貫通して
いるだけなので、給電線２を固定していても鉄心６を左
右方向（矢印で図示している方向）へ移動させることが
できる。即ち、鉄心６，ピックアップコイル４，及びこ
のピックアップコイル４に接続した負荷５は移動可能で
あり、高周波交流電源１からの交流電力を、移動する負
荷５へ非接触で給電することができる。尚、交流電源１
を往復するＵ字型をした給電線２の往復線路を一括する
ことはできないので、往きの線と帰りの線との間には間
隔ｄが必要である。
た概念図である。この図２の概念図において、高周波交
流電源１と導体としての給電線２とは地上に固定した設
備である。リング状の鉄心６にピックアップコイル４を
巻付け、この鉄心６の中央の穴に給電線２を通せば、こ
の給電線２は巻数が１回の一次巻線となり、これら給電
線２と鉄心６とピックアップコイル４とで変圧器を構成
することになる。給電線２は鉄心６の中央穴を貫通して
いるだけなので、給電線２を固定していても鉄心６を左
右方向（矢印で図示している方向）へ移動させることが
できる。即ち、鉄心６，ピックアップコイル４，及びこ
のピックアップコイル４に接続した負荷５は移動可能で
あり、高周波交流電源１からの交流電力を、移動する負
荷５へ非接触で給電することができる。尚、交流電源１
を往復するＵ字型をした給電線２の往復線路を一括する
ことはできないので、往きの線と帰りの線との間には間
隔ｄが必要である。
【０００５】図２の概念図に図示の非接触給電装置にお
いて、高周波交流電源１は一般に直流電源と電圧形イン
バータとで構成し、出力交流の周波数を高くすればする
ほど鉄心６を小形にできるから、当該非接触給電装置の
移動部分は小型・軽量になる。しかしながら給電線２の
往復する線路間隔ｄを狭くすることができないので、こ
の給電線２に存在する回路インダクタンスＬの値は大き
い。それ故、高周波交流電源１の出力周波数を高くする
と、この回路インダクタンスＬに起因する誘導リアクタ
ンスがますます大になり、これに従って電圧降下も大と
なる。よって高周波交流電源１が大きな無効電力を供給
しなければならない不都合を生じてしまう。
いて、高周波交流電源１は一般に直流電源と電圧形イン
バータとで構成し、出力交流の周波数を高くすればする
ほど鉄心６を小形にできるから、当該非接触給電装置の
移動部分は小型・軽量になる。しかしながら給電線２の
往復する線路間隔ｄを狭くすることができないので、こ
の給電線２に存在する回路インダクタンスＬの値は大き
い。それ故、高周波交流電源１の出力周波数を高くする
と、この回路インダクタンスＬに起因する誘導リアクタ
ンスがますます大になり、これに従って電圧降下も大と
なる。よって高周波交流電源１が大きな無効電力を供給
しなければならない不都合を生じてしまう。
【０００６】図３は非接触給電装置の従来例を示した主
回路接続図であって、「特願平６−１３０５７号」で出
願済みの回路である。この従来例回路に図示の高周波交
流電源（直流電源とインバータとで構成）１，導体とし
ての給電線２，ピックアップコイル４，負荷５，及び鉄
心６の名称・用途・機能は、図２で既述の概念図の場合
と同じであるから、これらの説明は省略する。この図３
の従来例回路では、コンデンサ３を給電線２に直列に挿
入している。このコンデンサ３の静電容量Ｃを適切に選
定して、前述した給電線２の回路インダクタンスの値Ｌ
と高周波交流電源１の出力角周波数ωとで直列共振状態
にすれば、給電線２のインダクタンス分はキャンセルさ
れて抵抗分のみが残ることになるから、高周波交流電源
１は無効分電力を供給しなくても良いことになる。
回路接続図であって、「特願平６−１３０５７号」で出
願済みの回路である。この従来例回路に図示の高周波交
流電源（直流電源とインバータとで構成）１，導体とし
ての給電線２，ピックアップコイル４，負荷５，及び鉄
心６の名称・用途・機能は、図２で既述の概念図の場合
と同じであるから、これらの説明は省略する。この図３
の従来例回路では、コンデンサ３を給電線２に直列に挿
入している。このコンデンサ３の静電容量Ｃを適切に選
定して、前述した給電線２の回路インダクタンスの値Ｌ
と高周波交流電源１の出力角周波数ωとで直列共振状態
にすれば、給電線２のインダクタンス分はキャンセルさ
れて抵抗分のみが残ることになるから、高周波交流電源
１は無効分電力を供給しなくても良いことになる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】給電線２に挿入するコ
ンデンサ３の静電容量をＣ，給電線２の回路インダクタ
ンスをＬ，高周波交流電源１の出力角周波数をωとする
と、直列共振の条件は下記の数式１で表される。
ンデンサ３の静電容量をＣ，給電線２の回路インダクタ
ンスをＬ，高周波交流電源１の出力角周波数をωとする
と、直列共振の条件は下記の数式１で表される。
【０００８】
【数１】ω2 ・Ｌ・Ｃ＝１ 直列共振状態でのコンデンサ３の端子電圧ＶC は下記の
数式２で表される。但しＩは直列共振状態のときに流れ
る回路電流である。
数式２で表される。但しＩは直列共振状態のときに流れ
る回路電流である。
【０００９】
【数２】ＶC ＝Ｉ／（ω・Ｃ） 負荷５の移動距離が長くなると、給電線２の線路長はこ
の移動距離に比例して長くなり、給電線２のインダクタ
ンスＬはこの線路長に比例して増加する。インダクタン
スＬが増加しても直列共振状態を維持するには、数式１
から明らかなように高周波交流電源１の出力角周波数ω
を小さくするか、或いはコンデンサ３の静電容量Ｃを小
さくする必要がある。ところがω或いはＣを小さくする
と、数式２で明らかなようにコンデンサ３の端子電圧Ｖ
C が上昇する。数式は省略するが、このときインダクタ
ンスＬの両端電圧も上昇する。しかしながら両電圧には
ほぼ 180度の位相差があって相殺されるので、高周波交
流電源１の出力電圧は上昇しない。
の移動距離に比例して長くなり、給電線２のインダクタ
ンスＬはこの線路長に比例して増加する。インダクタン
スＬが増加しても直列共振状態を維持するには、数式１
から明らかなように高周波交流電源１の出力角周波数ω
を小さくするか、或いはコンデンサ３の静電容量Ｃを小
さくする必要がある。ところがω或いはＣを小さくする
と、数式２で明らかなようにコンデンサ３の端子電圧Ｖ
C が上昇する。数式は省略するが、このときインダクタ
ンスＬの両端電圧も上昇する。しかしながら両電圧には
ほぼ 180度の位相差があって相殺されるので、高周波交
流電源１の出力電圧は上昇しない。
【００１０】前述したように、図３に図示の従来例回路
は、給電線２にコンデンサを直列に挿入してそのインダ
クタンスをキャンセルしているので、無効電力を供給す
る必要がなく、電流も抑制できるが、給電線２の全長が
長くなるのに比例してそのインダクタンスＬが増加する
から、コンデンサ３の端子電圧もそれにつれて上昇する
ので、感電の危険を生じる不都合がある。更に、装置や
回路をこのような高電圧に対応した絶縁構造にしなけれ
ばならないので、コストが上昇する不都合も生じる。
は、給電線２にコンデンサを直列に挿入してそのインダ
クタンスをキャンセルしているので、無効電力を供給す
る必要がなく、電流も抑制できるが、給電線２の全長が
長くなるのに比例してそのインダクタンスＬが増加する
から、コンデンサ３の端子電圧もそれにつれて上昇する
ので、感電の危険を生じる不都合がある。更に、装置や
回路をこのような高電圧に対応した絶縁構造にしなけれ
ばならないので、コストが上昇する不都合も生じる。
【００１１】そこでこの発明は、非接触給電装置を構成
する給電線の長さが増大しても、局所的に高電圧が生じ
るのを防止することにある。
する給電線の長さが増大しても、局所的に高電圧が生じ
るのを防止することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めにこの発明の非接触給電装置は、高周波交流電源と、
この高周波交流電源に接続した導体と、この導体のイン
ダクタンス分を補償する静電容量を有するコンデンサ
と、前記導体と磁気的に結合しているピックアップコイ
ルとを備え、このピックアップコイルに接続した負荷へ
高周波交流電力を供給する非接触給電装置において、前
記導体のインダクタンス分を補償するコンデンサを複数
に分割し、前記導体の複数の部位に、前記分割したコン
デンサを並列に接続するものとする。
めにこの発明の非接触給電装置は、高周波交流電源と、
この高周波交流電源に接続した導体と、この導体のイン
ダクタンス分を補償する静電容量を有するコンデンサ
と、前記導体と磁気的に結合しているピックアップコイ
ルとを備え、このピックアップコイルに接続した負荷へ
高周波交流電力を供給する非接触給電装置において、前
記導体のインダクタンス分を補償するコンデンサを複数
に分割し、前記導体の複数の部位に、前記分割したコン
デンサを並列に接続するものとする。
【００１３】
【作用】給電線のインダクタンスを相殺するために設置
するコンデンサが、従来は一箇所に集中していたため
に、給電線長さの増大と共にこのコンデンサの端子電圧
が異常に高くなる恐れがあったが、本発明ではこのコン
デンサを複数に分割して給電線に分散配置させることに
より、局所的に発生する高電圧を緩和することができ
る。
するコンデンサが、従来は一箇所に集中していたため
に、給電線長さの増大と共にこのコンデンサの端子電圧
が異常に高くなる恐れがあったが、本発明ではこのコン
デンサを複数に分割して給電線に分散配置させることに
より、局所的に発生する高電圧を緩和することができ
る。
【００１４】
【実施例】図１は本発明の実施例を表した主回路接続図
であるが、この図１の実施例回路に記載の高周波交流電
源（直流電源とインバータとで構成）１，導体としての
給電線２，ピックアップコイル４，負荷５，及び鉄心６
の名称・用途・機能は、図２で既述の概念図の場合と同
じであるから、これらの説明は省略する。
であるが、この図１の実施例回路に記載の高周波交流電
源（直流電源とインバータとで構成）１，導体としての
給電線２，ピックアップコイル４，負荷５，及び鉄心６
の名称・用途・機能は、図２で既述の概念図の場合と同
じであるから、これらの説明は省略する。
【００１５】図１の実施例回路では、複数の分割コンデ
ンサ１０を、給電線２の複数箇所に分散して相互に並列
となるように接続する。このとき高周波交流電源１は従
来と同様の高周波交流電圧を印加するので、給電線２に
は高周波交流電流が流れるが、各分割コンデンサ１０の
端子電圧は、当該分割コンデンサ１０の設置数に対応し
て低減される。
ンサ１０を、給電線２の複数箇所に分散して相互に並列
となるように接続する。このとき高周波交流電源１は従
来と同様の高周波交流電圧を印加するので、給電線２に
は高周波交流電流が流れるが、各分割コンデンサ１０の
端子電圧は、当該分割コンデンサ１０の設置数に対応し
て低減される。
【００１６】
【発明の効果】高周波交流電源から給電線を介して、負
荷へ高周波交流電力を非接触で供給する場合に、従来は
給電線にコンデンサを集中して挿入していたため、当該
コンデンサの端子電圧が、給電線の全長が長くなるのに
対応して高くなる不都合があったが、本発明によればこ
のコンデンサを複数に分割し、給電線の複数箇所に分散
して並列接続することにより、これら分割コンデンサの
端子電圧を従来よりは低く抑制することができるので、
局所的に高電圧が集中しないことから感電の危険を回避
できるし、装置や回路に高度の絶縁を施さなくてすむこ
とから、コストを低減できる効果も得られる。
荷へ高周波交流電力を非接触で供給する場合に、従来は
給電線にコンデンサを集中して挿入していたため、当該
コンデンサの端子電圧が、給電線の全長が長くなるのに
対応して高くなる不都合があったが、本発明によればこ
のコンデンサを複数に分割し、給電線の複数箇所に分散
して並列接続することにより、これら分割コンデンサの
端子電圧を従来よりは低く抑制することができるので、
局所的に高電圧が集中しないことから感電の危険を回避
できるし、装置や回路に高度の絶縁を施さなくてすむこ
とから、コストを低減できる効果も得られる。
【図１】本発明の実施例を表した主回路接続図
【図２】非接触集電装置の構成の一例を示した概念図
【図３】非接触給電装置の従来例を示した主回路接続図
１ 高周波交流電源 ２ 導体としての給電線 ３ コンデンサ ４ ピックアップコイル ５ 負荷 ６ 鉄心 １０ 分割コンデンサ
Claims (1)
- 【請求項１】高周波交流電源と、この高周波交流電源に
接続した導体と、この導体のインダクタンス分を補償す
る静電容量を有するコンデンサと、前記導体と磁気的に
結合しているピックアップコイルとを備え、このピック
アップコイルに接続した負荷へ高周波交流電力を供給す
る非接触給電装置において、 前記導体のインダクタンス分を補償するコンデンサを複
数に分割し、前記導体の複数の部位に、前記分割したコ
ンデンサを並列に接続することを特徴とする非接触給電
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7050675A JPH08251842A (ja) | 1995-03-10 | 1995-03-10 | 非接触給電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7050675A JPH08251842A (ja) | 1995-03-10 | 1995-03-10 | 非接触給電装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08251842A true JPH08251842A (ja) | 1996-09-27 |
Family
ID=12865523
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7050675A Pending JPH08251842A (ja) | 1995-03-10 | 1995-03-10 | 非接触給電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08251842A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002137659A (ja) * | 2000-08-23 | 2002-05-14 | Shinko Electric Co Ltd | 非接触給電装置 |
| KR100349962B1 (ko) * | 1998-12-02 | 2002-08-22 | 가부시기가이샤쯔바기모도체인 | 비접촉 전력 공급 시스템 및 장치, 또는 이를 이용한반송설비 |
| JP2008149835A (ja) * | 2006-12-15 | 2008-07-03 | Toshiba Elevator Co Ltd | 非接触給電装置 |
| JP2010068646A (ja) * | 2008-09-11 | 2010-03-25 | Hitachi Plant Technologies Ltd | 非接触給電装置 |
| JP2020043619A (ja) * | 2018-09-06 | 2020-03-19 | 矢崎エナジーシステム株式会社 | 電源装置 |
-
1995
- 1995-03-10 JP JP7050675A patent/JPH08251842A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100349962B1 (ko) * | 1998-12-02 | 2002-08-22 | 가부시기가이샤쯔바기모도체인 | 비접촉 전력 공급 시스템 및 장치, 또는 이를 이용한반송설비 |
| JP2002137659A (ja) * | 2000-08-23 | 2002-05-14 | Shinko Electric Co Ltd | 非接触給電装置 |
| JP2008149835A (ja) * | 2006-12-15 | 2008-07-03 | Toshiba Elevator Co Ltd | 非接触給電装置 |
| JP2010068646A (ja) * | 2008-09-11 | 2010-03-25 | Hitachi Plant Technologies Ltd | 非接触給電装置 |
| JP2020043619A (ja) * | 2018-09-06 | 2020-03-19 | 矢崎エナジーシステム株式会社 | 電源装置 |
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