JPH08308151A - 非接触電力分配システム - Google Patents
非接触電力分配システムInfo
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- JPH08308151A JPH08308151A JP7110947A JP11094795A JPH08308151A JP H08308151 A JPH08308151 A JP H08308151A JP 7110947 A JP7110947 A JP 7110947A JP 11094795 A JP11094795 A JP 11094795A JP H08308151 A JPH08308151 A JP H08308151A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
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- Current-Collector Devices For Electrically Propelled Vehicles (AREA)
- Control Of Conveyors (AREA)
Abstract
流電源を簡単な構成で安価に構成可能とする。 【構成】 定電圧電源31とT型のインピーダンス変換
部32とを組み合わせ、給電線及びこれを含むこれ以降
の負荷に対する定電流供給用の電源を構成する。
Description
線から、複数の搬送車等の負荷に対し、前記給電線と物
理的に非接触の状態で誘導結合させた各ピックアップ部
夫々を介して給電を行う非接触電力分配システム、特に
給電線に対し定電流を供給するための電源設備の低コス
ト化を図った非接触電力分配システムに関する。
備における案内レールと搬送車との関係を示す正面図、
図11は案内レールに設けてある給電線と搬送車に設け
てあるピックアップ部との関係を示す拡大断面図であ
り、図中1は案内レール、2は搬送車を示している。
の一側面に沿って長手方向に略一定間隔で装着した支持
腕11にて工場の天井等に吊り下げられた状態で支持さ
れている。案内レール1の他側面にはこれに沿って長手
方向に延在する誘導線路12が固定されている。
定の間隔をへだてて配された正面視で前記案内レール1
を抱え込むコ字形をなす一対の車体枠21(図面には片
側のみ表れている)にキャリア23を渡して構成されて
おり、キャリア23には図示しない被搬送物が着脱可能
に支持される。
面と対向する位置に、この上端面に転接する駆動トロリ
21aが、また案内レール1の下端面両側と対向する位
置に、この側面に転接する一対の振れ止めローラ21
b,21bを夫々備えると共に、前記誘導線路12と対
向する位置にピックアップ部24を備え、駆動トロリ2
1aを案内レール1の上端面に、また振れ止めローラ2
1b,21bを案内レール1の下端部両側面に夫々転接
させ、且つピックアップ部24を誘導線路12に対向さ
せた状態で案内レール1に載架されている。
aと連繋するモータMが搭載されており、前記ピックア
ップ部24を通じて供給される電力により図示しない制
御部及びモータMを駆動し、駆動トロリ21aを回動
し、搬送車2を案内レール1に沿って走行させるように
なっている。誘導線路12は図11に示す如く、案内レ
ール1の他側面に固定した取付板12aから上,下に所
定の間隔を隔てて側方に突き出した2本のサポータ12
b,12c夫々の各先端に一本の線路をループ状に張り
渡して構成されている。ループ状に張り渡した誘導線路
12の片側の線路を給電線12d,他側の線路を給電線
12eとする。
されたピックアップコア24aにおける上,下及びその
中央に設けた板状突部24b,24c,24dのうちの
中央の突部24dにピックアップコイル24gを巻装し
てある。このような従来システムにおいては、モータM
に対し、常時定電圧を印加し、負荷の如何にかかわら
ず、各搬送車夫々の安定した走行状態を維持するため、
給電線12d,12eに対し、図12に示す如き定電流
源を接続している。
定電流回路の一般的な構成を示す回路図であり、6個の
サイリスタを組合せたサイリスタブリッジとして構成さ
れ、商用3相交流を整流して直流電圧を得る整流部4
1、該整流部41の出力を平滑化するコンデンサ42、
4個のパワートランジスタをブリッジに組合せて構成さ
れ、直流電圧をスイッチングし、所定周波数の電圧を発
生するインバータ変換部43、インピーダンスマッチン
グ及びアイソレーション(フローティング)を行うイン
ピーダンスマッチングトランス部44、前記整流部41
を制御する整流部ゲートユニット45及び前記インバー
タ変換部43を制御する高周波ゲートユニット46等を
備えている。
の二次側の両端は共振コンデンサCRを経て前述した各
給電線12d,12eに接続されている。整流部ゲート
ユニット45は3相交流の給電線R,S,T夫々に接続
されると共に、給電線12eに設けた電流検出器CT3
に接続されており、該電流検出器CT3 にて検出した電
流に基づき直流電圧を調節すべく各サイリスタのゲート
端子G1 〜G6 に制御信号を出力し、サイリスタをフィ
ードバック制御することで固定周波数正弦波定電流が給
電線12d,12eへ供給される。
ンスマッチングトランス部44の二次側にトランスT1
を介して接続されると共に、各インバータ変換部43を
構成する各パワートランジスタのゲートに接続され、給
電線12d,12eの電圧位相を検出し、インバータ変
換部43のスイッチング周波数を制御するようになって
いる。
如き定電流源は構成が複雑で部品点数が多く、設備コス
トが高いという問題があった。
あって、第1の目的は定電圧電源と、インピーダンス変
換部とを組合わせることで部品点数を低減し、安価な定
電流源を構成し得るようにした非接触電力分配システム
を提供するにある。第2の目的はT型又はπ型の4端子
回路で構成した各種のインピーダンス変換部を用いるこ
とで、構成の簡略化を図り、安価な非接触電力分配シス
テムを提供するにある。
電力分配システムは、電源に接続された給電線から、該
給電線と誘導結合された複数のピックアップ部夫々を介
して、複数の負荷夫々へ電力を分配する非接触電力分配
システムにおいて、前記電源は定電圧電源と、該定電圧
電源からの定電圧を定電流に変換するインピーダンス変
換部とで構成したことを特徴とする。
は、前記インピーダンス変換部はT型の4端子回路で構
成され、その直列素子が2つのインダクタで、また並列
素子がキャパシタで夫々構成され、対応する一の入力端
子と出力端子とを共通端子とし、対応する他の入力端子
と出力端子との間に2つの前記インダクタを直列に接続
し、両インダクタ間の接続点と前記共通端子との間に前
記キャパシタを接続したことを特徴とする。
は、前記インピーダンス変換部はT型の4端子回路で構
成され、その直列素子が2つのキャパシタで、また並列
素子がインダクタで夫々構成され、対応する一の入力端
子と出力端子とを共通端子とし、対応する他の入力端子
と出力端子との間に2つのキャパシタを直列に接続し、
両キャパシタ間の接続点と前記共通端子との間にインダ
クタを接続したことを特徴とする。
は、前記インピーダンス変換部はπ型の4端子回路で構
成され、その直列素子がインダクタで、また並列素子が
2つのキャパシタで夫々構成され、対応する一の入力端
子と出力端子とを共通端子とし、対応する他の入力端子
と出力端子との間に前記インダクタを接続し、その両側
の各接続端部と前記共通端子との間に前記各キャパシタ
を接続したことを特徴とする。
は、前記インピーダンス変換部はπ型の4端子回路で構
成され、その直列素子がキャパシタで、また並列素子が
2つのインダクタで夫々構成され、対応する一の入力端
子と出力端子とを共通端子とし、対応する他の入力端子
と出力端子との間に前記キャパシタを接続し、その両側
の各接続端部と前記共通端子との間に前記各インダクタ
を接続したことを特徴とする。
は、前記インピーダンス変換部を構成するインダクタは
複数個有り、その一つは給電線がこれを兼ねる構成とし
たことを特徴とする。
とインピーダンス変換部とにて構成することで安価な定
電圧電源からの定電圧をインピーダンス変換部により定
電流に変換して給電線に供給されることとなる。
る。図6(a)は本発明における定電圧電源とインピー
ダンス変換部とからなる定電流源を示す説明図であり、
図中31は定電圧電源、32はインピーダンス変換部を
示している。インピーダンス変換部32はT型の4端子
回路として構成され、直列素子であるインダクタ
(LS ,LT :インダクタンス)32a,32b及び並
列素子であるキャパシタ(CS :キャパシタンス)32
cにて構成されている。
給電線12d,12eへの印加電圧をV1 、インダクタ
32a,32bへの給電電流をI0 ,I1 とすると、こ
れらの間には後述する(1)式の関係が成立する。従っ
てI1 ,I0 は夫々後述の如く(2),(3)式で表わ
せる。これからI 1 を一定にするにはV0 を一定とすれ
ばよく、定電圧電源31とインピーダンス変換部32と
の組合せにより給電線12d,12eに対し定電流を供
給し得ることとなる。
ス変換部をT型又はπ型の4端子回路で構成し、その直
列素子としてキャパシタ又はインダクタを、また並列素
子としてインダクタ又はキャパシタを用いることで、各
種の回路で定電圧を定電流に変換して給電線に供給可能
となる。第6の発明にあってはインピーダンス変換部の
インダクタを給電線にて兼用することで構成の簡略化が
図れる。
具体的に説明する。図1は本発明を適用したモノレール
方式の搬送設備を示す模式図、図2は案内レールと搬送
車との関係を示す斜視図、図3は同じく正面図、図4は
給電線とピックアップ部との誘導結合構造を示す拡大断
面図である。図中1は工場内のモノレール方式の搬送シ
ステムを構成する案内レール、2は搬送車、3はシステ
ムコントローラを示している。案内レール1は搬送の目
的に対応して図示しない各ステーションを結んで多重の
ループ状をなすよう設置されており、その各交差部には
いずれか一方を選択的に利用するためのスイッチ・レー
ル方式の分岐・合流部4が設けられている。
略I字形に構成されており、その一側面には長手方向に
略一定間隔で支持腕11が取り付けられ、この支持腕1
1を介して工場の天井等に吊り下げられた状態で設置さ
れている。案内レール1における他側面には同じその長
手方向の全長にわたって、誘導線路12が固定され、図
1に示す電源部7と接続されている。
1の他側面にねじ止めされた取付板12aの一側面から
上,下方向に所定の間隔を隔てて側方に突出する一対の
サポータ12b,12cの各先端部にループ状に線路を
張り渡して構成されている。ループ状に張り渡された線
路の片側を給電線12d、他側を給電線12eとする。
給電線12d,12eは絶縁した細い素線を集束して形
成した撚線を樹脂材により被覆して構成されている。一
方搬送車2は、図2,3に示す如く正面視でコ字形をな
す前,後一対の車体枠21,22に渡してキャリア23
を吊設して構成され、このキャリア23には被搬送物を
着脱可能に取り付ける。
レール1の上面と対向する位置にこれに転接する駆動ト
ロリ21aを、また前記案内レール1の上,下部両側面
と対向する位置に夫々これに転接する各一対の振れ止め
ローラ21b,21cを夫々備えると共に、上部には前
記駆動トロリ21aに連繋するモータMが固定されてい
る。また車体枠21における前記案内レール1の給電線
12d,12eと対向する側には夫々ピックアップ部2
4が設けられている。
E字形に形成された磁性材料製のピックアップコア24
aにおける上,下の突部24b,24c,中央の突部2
4dを夫々繋ぐ背部24f,24h、換言すれば各給電
線12d,12eを臨ませる各凹部の内奥壁に渡ってピ
ックアップコイル24gを巻装して構成してある。ピッ
クアップコイル24gの巻数,線径等は必要に応じて設
定される。このピックアップコイル24gは案内レール
1に搬送車2を載架した状態では前記給電線12d,1
2eの周面と所定の間隔を隔てて対向し、給電線12
d,12eへの通電により、その周囲に形成される磁場
内に位置することでピックアップコイル24gに誘起さ
れた電力をモータMへ供給するようになっている。
部であって案内レール1の上面と対向する位置にここに
転接する従動トロリ22aが、また案内レール1の上,
下部両側面と対向する位置にはここに転接する振れ止め
ローラ22b,22cを備えている。
物を一のステーションから目的とする他のステーション
へ搬送させるのに必要な制御を行うためのものであり、
搬送車に対する載荷,脱荷等の作業の指示を行う他、図
1に示す分岐・合流コントローラ5に対して走行ルート
確保のための制御信号を出力し、また各ステーションに
設置されている図示しないステーションコントローラに
対し、被搬送物Gの移載のための作業指示を行い、更に
システム全体の運転を統括し、安全を確保する他、故障
時に警報を発する機能も備えている。
搬送車2相互の交通整理を行うためのもので、交通整理
を必要とする箇所、例えば分岐部,合流部等に設置され
る。その他6はリペアラインであり、このリペアライン
6は保守,点検を必要とする搬送車2を分岐・合流部4
を介して案内レール1からここに誘導し、整備を行うた
めのものである。
ステムにおける案内レール1と搬送車2との間の給,受
電構造の概略構成を示すブロック図である。電源部7は
システムコントローラ3等と共に地上に設置され、誘導
線路12を構成する給電線12d,12eに定電流を給
電する。ピックアップ部24は誘導結合により給電線1
2d,12eから受電し、受電回路8を介して各搬送車
2のモータへ電力を供給するようになっている。
回路図であり、一般的に用いられている定電圧電源31
と、インピーダンス変換部32とを組合せて誘導線路1
2以降の負荷に対し定電流を供給するようになってい
る。インピーダンス変換部32はT型の4端子回路が用
いられ、その直列素子32a,32bが2つのインダク
タで、また並列素子32cがキャパシタで夫々構成さ
れ、対応する一の入力端子A′と出力端子B′とを共通
端子とし、対応する他の入力端子Aと出力端子Bとの間
に2つの前記インダクタを直列に接続し、両インダクタ
間の接続点と前記共通端子との間に前記キャパシタを接
続し、LS ,L T ,CS は共振状態となるよう設定され
ている。
変換部32の他の例を示す夫々の4端子回路の回路図で
ある。図6(b)に示すインピーダンス変換部32はT
型の4端子回路が用いられ、その直列素子33a,33
bが2つのキャパシタで、また並列素子33cがインダ
クタで夫々構成され、対応する一の入力端子A′と出力
端子B′とを共通端子とし、対応する他の入力端子Aと
出力端子Bとの間に2つのキャパシタを直列に接続し、
両キャパシタ間の接続点と前記共通端子との間にインダ
クタを接続し、キャパシタンス,インダクタンスは共振
状態となるよう設定されている。
2はπ型の4端子回路が用いられ、その直列素子34a
がインダクタで、また並列素子34b,34cが2つの
キャパシタで夫々構成され、対応する一の入力端子A′
と出力端子B′とを共通端子とし、対応する他の入力端
子Aと出力端子Bとの間に前記インダクタを接続し、そ
の両側の各接続端部と前記共通端子との間に前記各キャ
パシタを接続し、インダクタンス,キャパシタンスは共
振状態となるよう設定されている。
2はπ型の4端子回路が用いられ、その直列素子35a
がキャパシタで、また並列素子35b,35cが2つの
インダクタで夫々構成され、対応する一の入力端子A′
と出力端子B′とを共通端子とし、対応する他の入力端
子Aと出力端子Bとの間に前記キャパシタを接続し、そ
の両側の各接続端部と前記共通端子との間に前記各イン
ダクタを接続し、キャパシタンス,インダクタンスは共
振状態となるよう設定されている。
構成を示す電気回路図であり、給電線12d,12eに
対し、複数の搬送車2における夫々のピックアップ部2
4が誘導結合されている。各搬送車2の構成は実質的に
同じであり、その一つについて説明する。
パシタ51aからなり、給電線12d,12eへの通電
によってその周囲に形成される磁場からピックアップコ
イル24gに誘起された電力を受けて、定電流回路部と
して機能するピックアップ共振回路部51、キャパシタ
52a,52b、インダクタ52cからなり、定電流回
路部の出力である定電流を定電圧に変換するインピーダ
ンス変換部52、定電圧源を直流に変換する全波整流部
53及び電圧を平滑化する平滑回路部54等にて構成さ
れている。平滑回路部54はチョークコイル54a,キ
ャパシタ54b及びブリーダ抵抗54cにて構成されて
いる。インピーダンス変換部52としては図6(a)〜
(d)に示してあるいずれのものを用いてもよい。他の
受電部の構成も実質的に同じであり、対応する部分には
同じ番号を付して説明を省略する。
作を説明する。定電圧電源31から出力された定電圧は
インピーダンス変換部32にて定電流に変換され、給電
線12d,12eへ給電する。一方ピックアップ部24
は磁場内でピックアップコイル24gに誘起される電力
を、ピックアップ共振回路部51にて定電流としてイン
ピーダンス変換部52へ与える。インピーダンス変換部
52は定電流を定電圧に変換し、また全波整流回路53
にて定電圧を直流に変換し、平滑回路部54にてその電
圧の平滑化を行ってモータMへ供給する。これによって
モータMの負荷が変化しても他の駆動中のモータMには
常に定電圧が印加され、一のモータMの負荷変動が他の
駆動中のモータMの駆動状態に影響を与えることがな
い。
6(a)において、定電圧電源31は各インダクタから
なる直列素子32a,32b、キャパシタからなる並列
素子32cからなるインピーダンス変換部32を組合わ
せて給電線に接続されている。定電圧電源の電圧を
V0 ,インダクタからなる直列素子32a,32bを流
れる電流を夫々I0 ,I1 、給電線への印加電圧をV1
とし、ωLS =1/ωCS =ωLT となるよう直列素子
32a,32bのインダクタンスを選定したとすればV
0 ,I0 と、V1 ,I1 との間には(1)式に示す関係
が成立する。
(3)式で表せる。
一定、即ち正弦波定電流が給電線12d,12eに給電
されることとなる。なお、図6(a)に示す構成に代え
て図6(b)〜図6(d)の如き構成を採っても同じ効
果が得られる。
12eとピックアップ共振回路部51との関係を示す説
明図である。但し、説明のため誘導線路12とピックア
ップコイル24gとの巻線比は1:1とした給電線12
d,12eの両端の電圧をV 1 、電流をI1 、ピックア
ップ共振回路部51の両端の電圧をV3 、電流をI3と
する。これをモデル化したものは図8(b)に示す如く
である。図8(b)においてω(L1 +L3 )=1/ω
CP となるように共振コンデンサ51aを選定したとす
ると電圧V1 ,I1 とV3 ,I3 との間には下記(4)
式の関係が成立する。
下記(5),(6)式の如くに表わせる。
ら、I3 =一定となり、ピックアップ共振回路部51は
定電流源として機能する。図8(b)に示した回路を定
電流電源として示したのが図8(c)である。図8
(c)においては給電線12d,12eの両端の電圧V
1 ,電流I1 とすると、ピックアップコイル24gへの
電圧は(L1 +L3 )V1 /L1 、電流はL1・I1 /
(L1 +L3 )となる。
であり、そのキャパシタからなる並列素子52a,52
bの両端の電圧をV3 、またインダクタからなる直列素
子52cの接続点への入力電流をI3 とし、並列素子5
2bの両端の電圧をV5 、出力電流をI5 とすると、ω
LI =1/ωC12、またC11=C12となるようにキャパ
シタンスC11,C12を選定すればV3 ,I3 ,V5 ,I
5 間には下記(7)式に示す関係が成立する。
(9)式の如くに表せる。 V3 =jωL1 ・I5 …(8)
一定となり、このインピーダンス変換部52の出力は定
電圧となる。即ち各モータMにはその負荷の如何にかか
わらず定電圧が付与されることとなる。複数の搬送車2
のうちの一台が、例えば停止することで負荷が開放状
態、即ちI5 =0になってもピックアップ部24の給電
線に印加される電圧が(5)式に従ってV3 =0とな
り、他の駆動中の搬送車2にはピックアップ共振回路部
51を通じて定電流がインピーダンス変換部52に与え
られ、ここで定電圧に変換されて他の駆動中のモータM
へ供給されることとなり、一の搬送車の停止が他の搬送
車の駆動状態に悪影響を与えることはない。
あっては定電圧電源と、該定電圧電源の定電圧を定電流
に変換して給電線に供給するインピーダンス変換部とを
設けたから、給電線に対しては常に定電流が供給し得
て、各負荷に対し安定した給電が可能となる。第2乃至
第5の発明にあってはT型,π型の4端子回路を必要に
応じて使い分けることでインピーダンス変換部の選択範
囲を拡げることが可能となる。第6の発明にあっては部
品点数が低減され、構成の簡略化、コンパクト化が図れ
る。
たモノレール方式の搬送設備を示す模式図である。
ールと搬送車との関係を示す拡大斜視図である。
である。
部との関係を示す拡大断面図である。
面図である。
す拡大断面図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 電源に接続された給電線から、該給電線
と誘導結合された複数のピックアップ部夫々を介して、
複数の負荷夫々へ電力を分配する非接触電力分配システ
ムにおいて、 前記電源は定電圧電源と、該定電圧電源からの定電圧を
定電流に変換するインピーダンス変換部とで構成したこ
とを特徴とする非接触電力分配システム。 - 【請求項2】 前記インピーダンス変換部はT型の4端
子回路で構成され、その直列素子が2つのインダクタ
で、また並列素子がキャパシタで夫々構成され、対応す
る一の入力端子と出力端子とを共通端子とし、対応する
他の入力端子と出力端子との間に2つの前記インダクタ
を直列に接続し、両インダクタ間の接続点と前記共通端
子との間に前記キャパシタを接続したことを特徴とする
請求項1記載の非接触電力分配システム。 - 【請求項3】 前記インピーダンス変換部はT型の4端
子回路で構成され、その直列素子が2つのキャパシタ
で、また並列素子がインダクタで夫々構成され、対応す
る一の入力端子と出力端子とを共通端子とし、対応する
他の入力端子と出力端子との間に2つのキャパシタを直
列に接続し、両キャパシタ間の接続点と前記共通端子と
の間にインダクタを接続したことを特徴とする請求項1
記載の非接触電力分配システム。 - 【請求項4】 前記インピーダンス変換部はπ型の4端
子回路で構成され、その直列素子がインダクタで、また
並列素子が2つのキャパシタで夫々構成され、対応する
一の入力端子と出力端子とを共通端子とし、対応する他
の入力端子と出力端子との間に前記インダクタを接続
し、その両側の各接続端部と前記共通端子との間に前記
各キャパシタを接続したことを特徴とする請求項1記載
の非接触電力分配システム。 - 【請求項5】 前記インピーダンス変換部はπ型の4端
子回路で構成され、その直列素子がキャパシタで、また
並列素子が2つのインダクタで夫々構成され、対応する
一の入力端子と出力端子とを共通端子とし、対応する他
の入力端子と出力端子との間に前記キャパシタを接続
し、その両側の各接続端部と前記共通端子との間に前記
各インダクタを接続したことを特徴とする請求項1記載
の非接触電力分配システム。 - 【請求項6】 前記インピーダンス変換部を構成するイ
ンダクタは複数個有り、少なくともその一つは給電線が
これを兼ねる構成としてある請求項2乃至5記載のいず
れか1に記載の非接触電力分配システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11094795A JP3491178B2 (ja) | 1995-05-09 | 1995-05-09 | 非接触電力供給システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11094795A JP3491178B2 (ja) | 1995-05-09 | 1995-05-09 | 非接触電力供給システム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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