JPH10243581A - 負荷の変動に応じ発生電圧を一定に保持する非接触電源装置 - Google Patents
負荷の変動に応じ発生電圧を一定に保持する非接触電源装置Info
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- JPH10243581A JPH10243581A JP9053922A JP5392297A JPH10243581A JP H10243581 A JPH10243581 A JP H10243581A JP 9053922 A JP9053922 A JP 9053922A JP 5392297 A JP5392297 A JP 5392297A JP H10243581 A JPH10243581 A JP H10243581A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来の非接触で搬送装置に供電する非接触電
源装置は、搬送装置の負荷変動により該搬送装置に対す
る電圧が変動し、電圧を一定にすることができないとい
う問題があった。本発明はかかる点に鑑み、負荷の変動
による二次側の電圧低下を検知し、一次側の電圧をこれ
に応じて上昇させ、負荷の変動に応じて二次側の発生電
圧を一定に保持することを目的とする。 【解決手段】 無人搬送装置に使用される、電磁誘導を
利用した、非接触で搬送装置に給電される共振型の電源
装置において、搬送装置の負荷が変動した場合に受電電
圧を一定に保持するよう給電電圧を制御するようにす
る。
源装置は、搬送装置の負荷変動により該搬送装置に対す
る電圧が変動し、電圧を一定にすることができないとい
う問題があった。本発明はかかる点に鑑み、負荷の変動
による二次側の電圧低下を検知し、一次側の電圧をこれ
に応じて上昇させ、負荷の変動に応じて二次側の発生電
圧を一定に保持することを目的とする。 【解決手段】 無人搬送装置に使用される、電磁誘導を
利用した、非接触で搬送装置に給電される共振型の電源
装置において、搬送装置の負荷が変動した場合に受電電
圧を一定に保持するよう給電電圧を制御するようにす
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、非接触電源装置に
関し、特に負荷の変動に際しても、これに応じ発生電圧
を一定に保持することができる非接触電源装置に関する
ものである。
関し、特に負荷の変動に際しても、これに応じ発生電圧
を一定に保持することができる非接触電源装置に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、搬送装置に非接触で必要な電源を
供給する非接触電源装置としては、一次側の給電線に一
定電圧を印加し、電磁誘導により結合した二次コイルに
共振コンデンサを設置し、二次コイルのインダクタンス
と共振コンデンサの静電容量で並列共振をして所要の電
圧を誘起させ、負荷に供給する手段が採られている。
供給する非接触電源装置としては、一次側の給電線に一
定電圧を印加し、電磁誘導により結合した二次コイルに
共振コンデンサを設置し、二次コイルのインダクタンス
と共振コンデンサの静電容量で並列共振をして所要の電
圧を誘起させ、負荷に供給する手段が採られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし従来の非接触電
源装置は、負荷状態によりコイルに誘起する電圧が変動
する。搬送装置の負荷変動は装置の起動、加減速、停止
その他により生じる。負荷変動による二次側の電圧はそ
れに追随して変化し、電圧を一定に保持することができ
ないという問題があった。本発明はかかる点に鑑み、負
荷の変動による二次側の電圧変化を検知し、一次側の電
圧をこれに応じて上昇させ、負荷の変動に際しても二次
側の発生電圧を一定に保持することができる非接触電源
装置を提供することを目的とする。
源装置は、負荷状態によりコイルに誘起する電圧が変動
する。搬送装置の負荷変動は装置の起動、加減速、停止
その他により生じる。負荷変動による二次側の電圧はそ
れに追随して変化し、電圧を一定に保持することができ
ないという問題があった。本発明はかかる点に鑑み、負
荷の変動による二次側の電圧変化を検知し、一次側の電
圧をこれに応じて上昇させ、負荷の変動に際しても二次
側の発生電圧を一定に保持することができる非接触電源
装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の非接触電源装置は、無人搬送装置に使用され
る、電磁誘導を利用した、非接触で搬送装置に給電され
る共振型の電源装置において、搬送装置の負荷が変動し
た場合に受電電圧を一定に保持するよう給電電圧を制御
するよう構成したことを特徴とする。
の本発明の非接触電源装置は、無人搬送装置に使用され
る、電磁誘導を利用した、非接触で搬送装置に給電され
る共振型の電源装置において、搬送装置の負荷が変動し
た場合に受電電圧を一定に保持するよう給電電圧を制御
するよう構成したことを特徴とする。
【０００５】上記の構成からなる本発明の非接触電源装
置は、搬送装置の負荷の変動による電圧変化を二次側に
おいて検知し、一次側の供給電圧を制御することによ
り、二次側の受電電圧を一定に保持せしめる。
置は、搬送装置の負荷の変動による電圧変化を二次側に
おいて検知し、一次側の供給電圧を制御することによ
り、二次側の受電電圧を一定に保持せしめる。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例の構成を図
により説明する。電源装置は次の要素から構成される。
一次側の電源装置２は電源１からの三相交流を整流し直
流にする順変換回路３、直流から例えば約１０ｋＨｚの
高周波に変換する逆変換回路４、およびその制御を行う
発振回路５、ベース駆動回路６、帰還信号用トランス
７、ローパスフイルタ８、復調回路９、位相制御回路１
０、順変換回路３のゲート駆動回路１１を備える。この
一次側電源装置２からの出力を給電線２１に供給する。
給電線２１は搬送装置の走行する走行路に敷設される。
移動体である搬送車には、二次側電源装置１２として、
受電コイル１３、受電コイルと並列共振をする共振コン
デンサ１４、二次側の整流回路１５、ローパスフィルタ
１６、変調回路１７、変調回路の信号を増幅回路１８で
増幅し、帰還コイル１９で給電線２１に非接触で電磁結
合し、一次側に帰還する。
により説明する。電源装置は次の要素から構成される。
一次側の電源装置２は電源１からの三相交流を整流し直
流にする順変換回路３、直流から例えば約１０ｋＨｚの
高周波に変換する逆変換回路４、およびその制御を行う
発振回路５、ベース駆動回路６、帰還信号用トランス
７、ローパスフイルタ８、復調回路９、位相制御回路１
０、順変換回路３のゲート駆動回路１１を備える。この
一次側電源装置２からの出力を給電線２１に供給する。
給電線２１は搬送装置の走行する走行路に敷設される。
移動体である搬送車には、二次側電源装置１２として、
受電コイル１３、受電コイルと並列共振をする共振コン
デンサ１４、二次側の整流回路１５、ローパスフィルタ
１６、変調回路１７、変調回路の信号を増幅回路１８で
増幅し、帰還コイル１９で給電線２１に非接触で電磁結
合し、一次側に帰還する。
【０００７】以下その詳細を図１に基づいて説明する。
一次側の三相交流を整流する順変換回路３は、サイリス
タとダイオードの混合ブリッジの全波整流回路で構成す
る。サイリスタはゲートに点弧信号が入るまで順方向は
導通せず、点弧信号が入った後は、アノード、カソ一ド
間の電位差が正の期間は導通している。これによりゲ一
ト信号をいれる位相を遅らすことにより、整流出力の実
効電圧を下げる位相制御を行う。この出力を平滑回路の
インダクタ、平滑コンデンサで脈流の少ない直流に平滑
する。
一次側の三相交流を整流する順変換回路３は、サイリス
タとダイオードの混合ブリッジの全波整流回路で構成す
る。サイリスタはゲートに点弧信号が入るまで順方向は
導通せず、点弧信号が入った後は、アノード、カソ一ド
間の電位差が正の期間は導通している。これによりゲ一
ト信号をいれる位相を遅らすことにより、整流出力の実
効電圧を下げる位相制御を行う。この出力を平滑回路の
インダクタ、平滑コンデンサで脈流の少ない直流に平滑
する。
【０００８】逆変換同路４は４個のトランジスタのプリ
ッジで構成する。それぞれのトランジスタのベースは固
定周波数の発振回路５の出力周波数に同期してベース駆
動回路６で順次ベース電流を流すことにより、単相の交
流を発生する。発生周波数は発信回路５から加えられる
ベース電流の基本周波数で決まり、発生電圧は順変換回
路３の電圧で決まる。
ッジで構成する。それぞれのトランジスタのベースは固
定周波数の発振回路５の出力周波数に同期してベース駆
動回路６で順次ベース電流を流すことにより、単相の交
流を発生する。発生周波数は発信回路５から加えられる
ベース電流の基本周波数で決まり、発生電圧は順変換回
路３の電圧で決まる。
【０００９】給電線２１は、搬送装置の走行する範囲に
亘って敷設し、受電コイル１３、帰還コイル１９を貫通
する。受電コイル１３は鉄芯に空隙を持たないトロイダ
ルコイルが漏洩磁束が少なく効率が良いが、空隙のある
積層コアにより構成し、給電線を跨ぐ構成でもよい。給
電線２１の作る磁束の変化を受電コイル１３で受電し、
受電コイル１３のインダクタンスと共振コンデンサ１４
で並列共振させ、高電圧を得る。この誘導起電力をダイ
オードブリッジと平滑コンデンサによる整流回路１５で
整流し、負荷２０に給電する。
亘って敷設し、受電コイル１３、帰還コイル１９を貫通
する。受電コイル１３は鉄芯に空隙を持たないトロイダ
ルコイルが漏洩磁束が少なく効率が良いが、空隙のある
積層コアにより構成し、給電線を跨ぐ構成でもよい。給
電線２１の作る磁束の変化を受電コイル１３で受電し、
受電コイル１３のインダクタンスと共振コンデンサ１４
で並列共振させ、高電圧を得る。この誘導起電力をダイ
オードブリッジと平滑コンデンサによる整流回路１５で
整流し、負荷２０に給電する。
【００１０】負荷は搬送物の重量、運転状態、加減速状
態などによって絶えず変動する。この負荷変動により負
荷に供給する電圧が変動する。この変動分をローパスフ
ィルタ１６で整流回路の脈動分を除去し、電源電圧の変
動分の信号のみを取り出し、変調回路１７で周波数変調
を行う。変調の中心周波数は給電線に流す給電周波数、
例えば１０ｋＨｚ前後の周波数に対し、１／１０程度の
周波数を選定する。これは変調の中心周波数を給電周波
数に近づけた場合には周波数の弁別が困難になり、また
給電周波数よりも周波数を高く選定した場合には給電線
の損失により信号が滅衰し、長距離の搬送路に適用でき
なくなるからである。出力電圧の変動を変調回路１７で
周波数変調し、増幅回路１８で増幅し、給電線２１に磁
気結合される帰還コイル１９を介して給電線２１に入力
させる。
態などによって絶えず変動する。この負荷変動により負
荷に供給する電圧が変動する。この変動分をローパスフ
ィルタ１６で整流回路の脈動分を除去し、電源電圧の変
動分の信号のみを取り出し、変調回路１７で周波数変調
を行う。変調の中心周波数は給電線に流す給電周波数、
例えば１０ｋＨｚ前後の周波数に対し、１／１０程度の
周波数を選定する。これは変調の中心周波数を給電周波
数に近づけた場合には周波数の弁別が困難になり、また
給電周波数よりも周波数を高く選定した場合には給電線
の損失により信号が滅衰し、長距離の搬送路に適用でき
なくなるからである。出力電圧の変動を変調回路１７で
周波数変調し、増幅回路１８で増幅し、給電線２１に磁
気結合される帰還コイル１９を介して給電線２１に入力
させる。
【００１１】負荷の変動による出力電圧の変動は、整流
回路１５の平滑コンデンサに蓄積する電荷量と負荷２０
の大きさによって決まる。最大負荷時の平滑回路の時定
数を数１０ｍｓ程度に設定すると、負荷変動に追従する
系の応答周波数は高々数１０Ｈｚで、変調回路１７の周
波数偏位はこの範囲となる。
回路１５の平滑コンデンサに蓄積する電荷量と負荷２０
の大きさによって決まる。最大負荷時の平滑回路の時定
数を数１０ｍｓ程度に設定すると、負荷変動に追従する
系の応答周波数は高々数１０Ｈｚで、変調回路１７の周
波数偏位はこの範囲となる。
【００１２】一次側電源装置２の帰還信号用トランス７
には、一次側の給電の基本周波数成分と共に、その高周
波成分に重畳して二次側からの周波数変調された帰還信
号が付与される。これによる出力信号はローパスフィル
タ８で、変調された帰還信号よりも周波数の高い成分
（基本周波数）を除去し、帰還コイル１９からの帰還信
号のみを取り出し、復調回路９で電圧変動信号に復調す
る。位相制御回路１０は、出力の電圧が規定の電圧より
も高いときには電源１の位相に対し点弧位相を遅らし、
出力電圧が低い場合には点弧位相を進める様、サイリス
タのゲート駆動回路１１により順変換回路３の各相のサ
イリスタのゲートを点弧信号作動時期を制御する。
には、一次側の給電の基本周波数成分と共に、その高周
波成分に重畳して二次側からの周波数変調された帰還信
号が付与される。これによる出力信号はローパスフィル
タ８で、変調された帰還信号よりも周波数の高い成分
（基本周波数）を除去し、帰還コイル１９からの帰還信
号のみを取り出し、復調回路９で電圧変動信号に復調す
る。位相制御回路１０は、出力の電圧が規定の電圧より
も高いときには電源１の位相に対し点弧位相を遅らし、
出力電圧が低い場合には点弧位相を進める様、サイリス
タのゲート駆動回路１１により順変換回路３の各相のサ
イリスタのゲートを点弧信号作動時期を制御する。
【００１３】図２に逆変換回路４を示す。逆変換回路４
は４個のトランジスタＱｌ，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４より構成
され、これらのベースに図３に示す如く、各トランジス
タに対し順次ベースを駆動をすることにより所定の高周
波として、給電線２１に電流を流す。各トランジスタが
導通する期間は、交流の実効値が正弦波とほぼ等しくな
るよう固定のタイミングで順次駆動する。給電線に供給
する電圧の尖塔値は順変換回路３を位相制御し可変する
ため、スイッチング速度の速い逆変換回路４ではスイッ
チング損失を低く押さえ、固定タイミングで最小のスイ
ッチング回数で電流をスイッチングする。
は４個のトランジスタＱｌ，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４より構成
され、これらのベースに図３に示す如く、各トランジス
タに対し順次ベースを駆動をすることにより所定の高周
波として、給電線２１に電流を流す。各トランジスタが
導通する期間は、交流の実効値が正弦波とほぼ等しくな
るよう固定のタイミングで順次駆動する。給電線に供給
する電圧の尖塔値は順変換回路３を位相制御し可変する
ため、スイッチング速度の速い逆変換回路４ではスイッ
チング損失を低く押さえ、固定タイミングで最小のスイ
ッチング回数で電流をスイッチングする。
【００１４】図４に順変換回路３のゲートを位相制御し
た各相の電圧波形を示す。点弧角と整流の出力電圧の関
係は非直線性を有するが、電圧の変動範囲と給電線の線
路長変動による可変範囲は高々ｌ：５程度であり、また
順変換回路３の出力の電圧変動の許容範囲は１０％程度
であり、この範囲に電圧変動が収まるように位相制御す
る。
た各相の電圧波形を示す。点弧角と整流の出力電圧の関
係は非直線性を有するが、電圧の変動範囲と給電線の線
路長変動による可変範囲は高々ｌ：５程度であり、また
順変換回路３の出力の電圧変動の許容範囲は１０％程度
であり、この範囲に電圧変動が収まるように位相制御す
る。
【００１５】なお、逆変換回路４のトランジスタは電界
効果トランジスタ（FET）やＩＧＢＴ（Insulated Gate
Bipola Transistor）に置き換え可能なことは言うまで
もない。また、順変換回路の供給される電源を単相交流
回路に置き換えも可能である。
効果トランジスタ（FET）やＩＧＢＴ（Insulated Gate
Bipola Transistor）に置き換え可能なことは言うまで
もない。また、順変換回路の供給される電源を単相交流
回路に置き換えも可能である。
【００１６】
【発明の効果】以上の如く、本発明の負荷の変動に応じ
発生電圧を一定に保持する非接触電源装置によれば、無
人搬送装置に電磁誘導を利用して非接触で給電するに際
して、搬送装置の負荷が変動した場合に、これに伴う該
搬送装置の電圧変化を電源供給側において検知し、これ
に応じて供給電圧を制御し、負荷に与える電圧を一定に
保持するようにしたから、負荷の変動に際しても安定し
た操作を行うことができる。
発生電圧を一定に保持する非接触電源装置によれば、無
人搬送装置に電磁誘導を利用して非接触で給電するに際
して、搬送装置の負荷が変動した場合に、これに伴う該
搬送装置の電圧変化を電源供給側において検知し、これ
に応じて供給電圧を制御し、負荷に与える電圧を一定に
保持するようにしたから、負荷の変動に際しても安定し
た操作を行うことができる。
【図１】本発明の非接触電源装置の実施の形態の全体を
示す回路構成図である。
示す回路構成図である。
【図２】４個のトランジスタと逆並列接続されたフリー
ホイールダイオードから構成される逆変換部のトランジ
スタの構成を示す。
ホイールダイオードから構成される逆変換部のトランジ
スタの構成を示す。
【図３】基準となる正弦波に対し、各トランジスタＱ
１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４のベースの駆動波形と、給電線の
端子間の電圧波形からなる逆変換部の波形を示す。
１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４のベースの駆動波形と、給電線の
端子間の電圧波形からなる逆変換部の波形を示す。
【図４】順変換部の位相制御した各相の電圧波形の一例
を示す。
を示す。
１ 電源（三相交流電源） ２ 固定側電源装置 ３ 順変換回路 ４ 逆変換回路 ５ 基準信号発振回路 ６ ベース駆動回路 ７ 帰還信号用トランス ８ ローパスフイルタ ９ 復調回路 １０ 位相制御回路 １１ ゲート駆動回路 １２ 移動体側電源装置 １３ 受電コイル １４ 共振コンデンサ １５ 整流回路 １６ ローパスブイルタ １７ 周波数変調回路 １８ 増幅回路 １９ 帰還コイル ２０ 負荷（搬送装置で消費する負荷を代表したもの） ２１ 給電線
Claims (1)
- 【請求項１】 無人搬送装置に使用される、電磁誘導を
利用した、非接触で搬送装置に給電される共振型の電源
装置において、搬送装置の負荷が変動した場合に受電電
圧を一定に保持するよう給電電圧を制御するよう構成し
たことを特徴とする非接触電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9053922A JPH10243581A (ja) | 1997-02-21 | 1997-02-21 | 負荷の変動に応じ発生電圧を一定に保持する非接触電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9053922A JPH10243581A (ja) | 1997-02-21 | 1997-02-21 | 負荷の変動に応じ発生電圧を一定に保持する非接触電源装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10243581A true JPH10243581A (ja) | 1998-09-11 |
Family
ID=12956224
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9053922A Pending JPH10243581A (ja) | 1997-02-21 | 1997-02-21 | 負荷の変動に応じ発生電圧を一定に保持する非接触電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10243581A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003037980A (ja) * | 2001-07-24 | 2003-02-07 | High Frequency Heattreat Co Ltd | 非接触送電装置及び非接触送電方法 |
-
1997
- 1997-02-21 JP JP9053922A patent/JPH10243581A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003037980A (ja) * | 2001-07-24 | 2003-02-07 | High Frequency Heattreat Co Ltd | 非接触送電装置及び非接触送電方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040928 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050215 |