JPH11168842A - 非接触給電装置 - Google Patents
非接触給電装置Info
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- JPH11168842A JPH11168842A JP9348560A JP34856097A JPH11168842A JP H11168842 A JPH11168842 A JP H11168842A JP 9348560 A JP9348560 A JP 9348560A JP 34856097 A JP34856097 A JP 34856097A JP H11168842 A JPH11168842 A JP H11168842A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ピックアップコイルの回路的特性に応じて、
その両端から負荷をとるコンデンサと並列に接続する非
線形キャパシタ特性を有するコンデンサを使い分けて、
動作の確実な、電圧変動の少ない非接触給電装置を提供
すること。 【解決手段】 電源に接続された給電線を１次側導体と
して、この１次側に流れる電流Ｉ1から、電磁誘導現象
を利用して、２次側のピックアップコイル２により非接
触的に電力を取り、かつピックアップコイル２のリアク
タンスを補償するように、このピックアップコイル２と
接続したコンデンサＣ2の両端から負荷をとるようにし
た非接触給電装置において、ピックアップコイル２とコ
ンデンサＣ2からなる直列回路の合成リアクタンスが誘
導性となる場合、負荷の両端に、電圧の大きさによりそ
の静電容量が非線形に変化する可変容量コンデンサＣx
を接続する。
その両端から負荷をとるコンデンサと並列に接続する非
線形キャパシタ特性を有するコンデンサを使い分けて、
動作の確実な、電圧変動の少ない非接触給電装置を提供
すること。 【解決手段】 電源に接続された給電線を１次側導体と
して、この１次側に流れる電流Ｉ1から、電磁誘導現象
を利用して、２次側のピックアップコイル２により非接
触的に電力を取り、かつピックアップコイル２のリアク
タンスを補償するように、このピックアップコイル２と
接続したコンデンサＣ2の両端から負荷をとるようにし
た非接触給電装置において、ピックアップコイル２とコ
ンデンサＣ2からなる直列回路の合成リアクタンスが誘
導性となる場合、負荷の両端に、電圧の大きさによりそ
の静電容量が非線形に変化する可変容量コンデンサＣx
を接続する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、非接触給電装置、
特に、ピックアップコイルの回路的特性に応じて、その
両端から負荷をとるコンデンサと並列に接続する非線形
キャパシタ特性を有するコンデンサ、或いは非線形イン
ダクタンス特性を有するインダクタを使い分けて、動作
が確実で、電圧変動を少なくした非接触給電装置に関す
るものである。
特に、ピックアップコイルの回路的特性に応じて、その
両端から負荷をとるコンデンサと並列に接続する非線形
キャパシタ特性を有するコンデンサ、或いは非線形イン
ダクタンス特性を有するインダクタを使い分けて、動作
が確実で、電圧変動を少なくした非接触給電装置に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体、液晶等の製造工程におけ
る部材あるいは部品の搬送においては、製品の高精度化
を図るために設定された清浄環境のもとで行うことが求
められる。搬送工程において、給電線から搬送台車への
電力供給時、該給電線と集電子との接触による発塵があ
る。これを防止するため、電源に接続された１次側導線
（給電線）を搬送台車の走行路に沿って固定側に配置す
るとともに、該１次側導線に流れる電流に対し、搬送車
側に非接触にて電力を給電されるための非接触給電装置
を配設し、これにより電磁誘導現象を利用して発塵する
ことなく所要の給電を搬送車側へ行える搬送システムが
提案されている。
る部材あるいは部品の搬送においては、製品の高精度化
を図るために設定された清浄環境のもとで行うことが求
められる。搬送工程において、給電線から搬送台車への
電力供給時、該給電線と集電子との接触による発塵があ
る。これを防止するため、電源に接続された１次側導線
（給電線）を搬送台車の走行路に沿って固定側に配置す
るとともに、該１次側導線に流れる電流に対し、搬送車
側に非接触にて電力を給電されるための非接触給電装置
を配設し、これにより電磁誘導現象を利用して発塵する
ことなく所要の給電を搬送車側へ行える搬送システムが
提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の非接
触給電装置には、図５に示すように負荷の端子電圧が、
負荷電流の増加と共に低下する特性があり、そのため搬
送車のモータ駆動等に伴う負荷電流の変化に対して負荷
電圧の変動を許容の範囲に抑えるために、流し得る負荷
電流を制約したり、ピックアップコイルにより得られた
交流を直流に変換する直流電源に高価な電圧安定化機能
を付加しなければならないという問題があった。また、
ピックアップコイルに、印加する電圧によりそのインダ
クタンスが非線形に変わる鉄心入りインダクタを接続し
て負荷電流による電圧の変動を抑える方法があるが、ピ
ックアップコイルの回路的特性によっては、動作が不安
定となるという問題点があった。
触給電装置には、図５に示すように負荷の端子電圧が、
負荷電流の増加と共に低下する特性があり、そのため搬
送車のモータ駆動等に伴う負荷電流の変化に対して負荷
電圧の変動を許容の範囲に抑えるために、流し得る負荷
電流を制約したり、ピックアップコイルにより得られた
交流を直流に変換する直流電源に高価な電圧安定化機能
を付加しなければならないという問題があった。また、
ピックアップコイルに、印加する電圧によりそのインダ
クタンスが非線形に変わる鉄心入りインダクタを接続し
て負荷電流による電圧の変動を抑える方法があるが、ピ
ックアップコイルの回路的特性によっては、動作が不安
定となるという問題点があった。
【０００４】本発明は、上記従来の非接触給電装置の有
する問題点を解決し、ピックアップコイルの回路的特性
に応じて、その両端から負荷をとるコンデンサと並列に
接続する非線形キャパシタ特性を有するコンデンサ、或
いは非線形インダクタンス特性を有するインダクタを使
い分けて、動作の確実な、電圧変動の少ない非接触給電
装置を提供することを目的とする。
する問題点を解決し、ピックアップコイルの回路的特性
に応じて、その両端から負荷をとるコンデンサと並列に
接続する非線形キャパシタ特性を有するコンデンサ、或
いは非線形インダクタンス特性を有するインダクタを使
い分けて、動作の確実な、電圧変動の少ない非接触給電
装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の非接触給電装置は、電源に接続された給電
線を１次側導体として、該１次側に流れる電流から、電
磁誘導現象を利用して、２次側ピックアップコイルによ
り非接触的に電力を取り、かつピックアップコイルのリ
アクタンスを補償するように、該ピックアップコイルと
接続したコンデンサの両端から負荷をとるようにした非
接触給電装置において、該ピックアップコイルとコンデ
ンサからなる直列回路の合成リアクタンスが誘導性とな
る場合、該負荷の両端に、電圧の大きさによりその静電
容量が非線形に変化する可変容量コンデンサを接続した
ことを特徴とする。
め、本発明の非接触給電装置は、電源に接続された給電
線を１次側導体として、該１次側に流れる電流から、電
磁誘導現象を利用して、２次側ピックアップコイルによ
り非接触的に電力を取り、かつピックアップコイルのリ
アクタンスを補償するように、該ピックアップコイルと
接続したコンデンサの両端から負荷をとるようにした非
接触給電装置において、該ピックアップコイルとコンデ
ンサからなる直列回路の合成リアクタンスが誘導性とな
る場合、該負荷の両端に、電圧の大きさによりその静電
容量が非線形に変化する可変容量コンデンサを接続した
ことを特徴とする。
【０００６】上記の構成からなる本発明の非接触給電装
置においては、ピックアップコイルと、ピックアップコ
イルのリアクタンスを補償するコンデンサからなる直列
回路の合成リアクタンスが誘導性となる場合に、共振に
よる不安定現象を経ることなく、負荷電流による負荷端
子電圧の変動を自動的に小さく抑えることができる。
置においては、ピックアップコイルと、ピックアップコ
イルのリアクタンスを補償するコンデンサからなる直列
回路の合成リアクタンスが誘導性となる場合に、共振に
よる不安定現象を経ることなく、負荷電流による負荷端
子電圧の変動を自動的に小さく抑えることができる。
【０００７】また、同様の目的を達成するため、本発明
の非接触給電装置は、電源に接続された給電線を１次側
導体として、該１次側に流れる電流から、電磁誘導現象
を利用して、２次側ピックアップコイルにより非接触的
に電力を取り、かつピックアップコイルのリアクタンス
を補償するように、該ピックアップコイルと接続したコ
ンデンサの両端から負荷をとるようにした非接触給電装
置において、該ピックアップコイルとコンデンサからな
る直列回路の合成リアクタンスが容量性となる場合、該
負荷の両端に、電圧の大きさによりそのインダクタンス
が非線形に変化するインダクタを接続したことを特徴と
する。
の非接触給電装置は、電源に接続された給電線を１次側
導体として、該１次側に流れる電流から、電磁誘導現象
を利用して、２次側ピックアップコイルにより非接触的
に電力を取り、かつピックアップコイルのリアクタンス
を補償するように、該ピックアップコイルと接続したコ
ンデンサの両端から負荷をとるようにした非接触給電装
置において、該ピックアップコイルとコンデンサからな
る直列回路の合成リアクタンスが容量性となる場合、該
負荷の両端に、電圧の大きさによりそのインダクタンス
が非線形に変化するインダクタを接続したことを特徴と
する。
【０００８】上記の構成からなる本発明の非接触給電装
置においては、ピックアップコイルと、ピックアップコ
イルのリアクタンスを補償するコンデンサからなる直列
回路の合成リアクタンスが容量性となる場合に、共振に
よる不安定現象を経ることなく、負荷電流による負荷端
子電圧の変動を自動的に小さく抑えることができる。
置においては、ピックアップコイルと、ピックアップコ
イルのリアクタンスを補償するコンデンサからなる直列
回路の合成リアクタンスが容量性となる場合に、共振に
よる不安定現象を経ることなく、負荷電流による負荷端
子電圧の変動を自動的に小さく抑えることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の非接触給電装置の実施の
形態を図面に基づいて説明する。
形態を図面に基づいて説明する。
【００１０】クリーンルーム内の搬送システムにおいて
は、走行路に沿って配設された給電線から走行する搬送
車に搭載されている非接触給電装置にて、図３に示すよ
うに、非接触で電力を供給される。これは給電線である
１次側導体１ａ，１ｂに流れる往復の電流が作る磁束を
非接触給電装置の鉄心３に導く。１次電流は高周波交番
電流であるから鉄心３に導かれた磁束は交番的に変化
し、鉄心３に巻回されている２次側のピックアップコイ
ルの巻線２には電磁誘導現象により電圧が誘起される。
ピックアップコイルは図４の回路図に示すように、ピッ
クアップコイルの巻線のリアクタンスωＬ2を補償する
ために、これと直列にコンデンサＣ2を接続し、その負
のリアクタンス−１／（ωＣ2）により共振に近い状態
にしておき、コンデンサＣ2の両端に所定の電圧を発生
する。このコンデンサＣ2の両端に負荷８をつなぎ、こ
の所定の電圧を利用して負荷８の電流９を得るものであ
る。
は、走行路に沿って配設された給電線から走行する搬送
車に搭載されている非接触給電装置にて、図３に示すよ
うに、非接触で電力を供給される。これは給電線である
１次側導体１ａ，１ｂに流れる往復の電流が作る磁束を
非接触給電装置の鉄心３に導く。１次電流は高周波交番
電流であるから鉄心３に導かれた磁束は交番的に変化
し、鉄心３に巻回されている２次側のピックアップコイ
ルの巻線２には電磁誘導現象により電圧が誘起される。
ピックアップコイルは図４の回路図に示すように、ピッ
クアップコイルの巻線のリアクタンスωＬ2を補償する
ために、これと直列にコンデンサＣ2を接続し、その負
のリアクタンス−１／（ωＣ2）により共振に近い状態
にしておき、コンデンサＣ2の両端に所定の電圧を発生
する。このコンデンサＣ2の両端に負荷８をつなぎ、こ
の所定の電圧を利用して負荷８の電流９を得るものであ
る。
【００１１】ピックアップコイルの巻線２と直列にコン
デンサＣ2を接続してなる直列回路の合成リアクタンス
Ｘは Ｘ＝ωＬ2−１／（ωＣ2） ・・・・・・ （１） の式で与えられ、Ｘ＝０はいわゆる直列共振にあたる。
このとき、僅かの入力で負荷の端子に大きな電圧を与え
得るが、平衡点からずれたときの変動が大きいので、通
常、直列共振に近いが、合成リアクタンスＸを若干残し
たところで非接触給電を行う。合成リアクタンスＸは、
正数値すなわち誘導性とすることも、負数値すなわち容
量性とすることもできる。それは、ピックアップコイル
のインダクタンスＬ2、直列コンデンサのキャパシタン
スＣ2及び電源角周波数ωの大きさを、それぞれ単独、
又はそれぞれ組みあわせて変えることにより容易に実現
できる。
デンサＣ2を接続してなる直列回路の合成リアクタンス
Ｘは Ｘ＝ωＬ2−１／（ωＣ2） ・・・・・・ （１） の式で与えられ、Ｘ＝０はいわゆる直列共振にあたる。
このとき、僅かの入力で負荷の端子に大きな電圧を与え
得るが、平衡点からずれたときの変動が大きいので、通
常、直列共振に近いが、合成リアクタンスＸを若干残し
たところで非接触給電を行う。合成リアクタンスＸは、
正数値すなわち誘導性とすることも、負数値すなわち容
量性とすることもできる。それは、ピックアップコイル
のインダクタンスＬ2、直列コンデンサのキャパシタン
スＣ2及び電源角周波数ωの大きさを、それぞれ単独、
又はそれぞれ組みあわせて変えることにより容易に実現
できる。
【００１２】合成リアクタンスＸの値の正負にかかわら
ず、図４に示す回路では、図５に実線で示すように負荷
電流と共に負荷の端子電圧が大きく降下する。負荷電圧
特性を図５において点線で示すように負荷電流に対して
変動を小さくする方法として、端子電圧が大きくなる負
荷電流の小さいところでピックアップコイルとコンデン
サＣ2による直列回路を共振条件から大きくずらすこと
が考えられる。
ず、図４に示す回路では、図５に実線で示すように負荷
電流と共に負荷の端子電圧が大きく降下する。負荷電圧
特性を図５において点線で示すように負荷電流に対して
変動を小さくする方法として、端子電圧が大きくなる負
荷電流の小さいところでピックアップコイルとコンデン
サＣ2による直列回路を共振条件から大きくずらすこと
が考えられる。
【００１３】電圧によってその回路定数が非線形的に変
わる素子あるいは回路を挿入する方法である。本発明は
この挿入すべき素子あるいは回路の特性が、安定して負
荷電圧の変動を抑える機能を自動的に発揮できるように
するには、ピックアップコイルとコンデンサＣ2による
合成リアクタンスＸを式（１）の正負、即ち、誘導性か
容量性かによって正しく選択することにある。
わる素子あるいは回路を挿入する方法である。本発明は
この挿入すべき素子あるいは回路の特性が、安定して負
荷電圧の変動を抑える機能を自動的に発揮できるように
するには、ピックアップコイルとコンデンサＣ2による
合成リアクタンスＸを式（１）の正負、即ち、誘導性か
容量性かによって正しく選択することにある。
【００１４】本発明において、その回路図を図１に示す
ように、ピックアップコイルとコンデンサＣ2による合
成リアクタンスＸは、式（１）が正である誘導性の場合
には、コンデンサ及び負荷と並列に、電圧の大きさによ
りそのキャパシタンスが非線形に変化する可変容量コン
デンサＣxを接続する。この可変容量コンデンサには図
２に示すように、所要の電圧よりも低い電圧の範囲で十
分小さなキャパシタンスを保持し、所要の電圧よりも高
い電圧に対してはキャパシタンスが急激に大きくなる非
線形のキャパシタンス特性をもたせる。
ように、ピックアップコイルとコンデンサＣ2による合
成リアクタンスＸは、式（１）が正である誘導性の場合
には、コンデンサ及び負荷と並列に、電圧の大きさによ
りそのキャパシタンスが非線形に変化する可変容量コン
デンサＣxを接続する。この可変容量コンデンサには図
２に示すように、所要の電圧よりも低い電圧の範囲で十
分小さなキャパシタンスを保持し、所要の電圧よりも高
い電圧に対してはキャパシタンスが急激に大きくなる非
線形のキャパシタンス特性をもたせる。
【００１５】このような非線形のキャパシタンス特性を
持つ可変容量コンデンサＣxは、並列に並べられたコン
デンサ群を端子電圧の大きさに応じて電気的にスイッチ
ングするパワエレクトロニクス技術により実現できる。
持つ可変容量コンデンサＣxは、並列に並べられたコン
デンサ群を端子電圧の大きさに応じて電気的にスイッチ
ングするパワエレクトロニクス技術により実現できる。
【００１６】負荷の端子電圧、従ってコンデンサＣ2、
及びこれらと並列に接続されている可変容量コンデンサ
Ｃxの端子電圧が所要の電圧よりも低いときには、図２
に示すように可変容量コンデンサのキャパシタンスは十
分に小さいのでコンデンサＣ2のキャパシタンスにほと
んど影響を与えず、ピックアップコイルとコンデンサＣ
2による合成リアクタンスＸは式（１）で表され、該式
は共振に近い小さな正の値に維持される。負荷電流が下
がり、負荷の端子電圧が図２の実線のように上昇する
と、負荷と並列に接続された可変容量コンデンサＣxの
キャパシタンスが急激に大きくなり、ピックアップコイ
ルから見たときのコンデンサのキャパシタンスＣ2が見
かけ大きくなり、共振に近く設定されていたピックアッ
プコイルとコンデンサＣ2による合成リアクタンスＸ
は、式（１）が正の大きな値となって、共振から大きく
ずれ、コンデンサＣ2に流れる電流を減じ、負荷の端子
電圧は図５の点線のように抑制される。負荷電圧の上昇
に対してピックアップコイルとコンデンサＣ2による合
成リアクタンスＸは式（１）で表され、この式は常に正
の値を大きくし、コンデンサＣ2に流れる電流を減ず
る。ピックアップコイルとコンデンサＣ2による合成リ
アクタンスＸが式（１）で、正である誘導性の場合に、
コンデンサ及び負荷と並列に、電圧の大きさによりその
キャパシタンスが図１に示したように非線形に変化する
可変容量コンデンサを接続すると、合成リアクタンスＸ
の絶対値を減ずることはないので、Ｘ＝０となる共振に
よる不安定現象を経ることなく、結果として安定した動
作で、負荷電圧の変動を抑えることができる。
及びこれらと並列に接続されている可変容量コンデンサ
Ｃxの端子電圧が所要の電圧よりも低いときには、図２
に示すように可変容量コンデンサのキャパシタンスは十
分に小さいのでコンデンサＣ2のキャパシタンスにほと
んど影響を与えず、ピックアップコイルとコンデンサＣ
2による合成リアクタンスＸは式（１）で表され、該式
は共振に近い小さな正の値に維持される。負荷電流が下
がり、負荷の端子電圧が図２の実線のように上昇する
と、負荷と並列に接続された可変容量コンデンサＣxの
キャパシタンスが急激に大きくなり、ピックアップコイ
ルから見たときのコンデンサのキャパシタンスＣ2が見
かけ大きくなり、共振に近く設定されていたピックアッ
プコイルとコンデンサＣ2による合成リアクタンスＸ
は、式（１）が正の大きな値となって、共振から大きく
ずれ、コンデンサＣ2に流れる電流を減じ、負荷の端子
電圧は図５の点線のように抑制される。負荷電圧の上昇
に対してピックアップコイルとコンデンサＣ2による合
成リアクタンスＸは式（１）で表され、この式は常に正
の値を大きくし、コンデンサＣ2に流れる電流を減ず
る。ピックアップコイルとコンデンサＣ2による合成リ
アクタンスＸが式（１）で、正である誘導性の場合に、
コンデンサ及び負荷と並列に、電圧の大きさによりその
キャパシタンスが図１に示したように非線形に変化する
可変容量コンデンサを接続すると、合成リアクタンスＸ
の絶対値を減ずることはないので、Ｘ＝０となる共振に
よる不安定現象を経ることなく、結果として安定した動
作で、負荷電圧の変動を抑えることができる。
【００１７】本発明において、その回路図を図５に示す
ように、ピックアップコイルとコンデンサＣ2による合
成リアクタンスＸが式（１）で負である容量性の場合に
は、コンデンサ及び負荷と並列に、電圧の大きさにより
そのインダクタンスが非線形に変化するインダクタＬt
を接続する。このインダクタＬtには、図６に示すよう
に、所要の電圧よりも低い電圧の範囲で十分大きなイン
ダクタンスを保持し、所要の電圧よりも高い電圧に対し
てはインダクタンスが急激に小さくなる非線形のインダ
クタンス特性をもたせる。
ように、ピックアップコイルとコンデンサＣ2による合
成リアクタンスＸが式（１）で負である容量性の場合に
は、コンデンサ及び負荷と並列に、電圧の大きさにより
そのインダクタンスが非線形に変化するインダクタＬt
を接続する。このインダクタＬtには、図６に示すよう
に、所要の電圧よりも低い電圧の範囲で十分大きなイン
ダクタンスを保持し、所要の電圧よりも高い電圧に対し
てはインダクタンスが急激に小さくなる非線形のインダ
クタンス特性をもたせる。
【００１８】このような非線形のインダクタンス特性を
持つインダクタＬtは、巻線をリング状鉄心に巻くこと
で実現できる。鉄心の磁気飽和特性を利用して、上述の
ように非線形のインダクタンス特性を得ることができ
る。負荷の端子電圧、従ってコンデンサＣ2及びこれら
と並列に接続されているインダクタの端子電圧が所要の
電圧よりも低いときには、図６に示すようにインダクタ
のインダクタンスは十分に大きいのでコンデンサＣ2に
対しては開放とみなせ、ピックアップコイルとコンデン
サＣ2による合成リアクタンスＸの式（１）は共振に近
い、小さな負の値に維持される。負荷電流が下がり、負
荷の端子電圧が図２の実線のように上昇すると、負荷と
並列に接続されたインダクタのインダクタンスが急激に
小さくなり、ピックアップコイルから見たときのコンデ
ンサのキャパシタンスＣ2が見かけ小さくなり、共振に
近く設定されていたピックアップコイルとコンデンサＣ
2による合成リアクタンスＸの式（１）は負の大きな値
となって、共振から大きくずれ、コンデンサＣ2に流れ
る電流を減じ、負荷の端子電圧は図２の点線のように抑
制される。
持つインダクタＬtは、巻線をリング状鉄心に巻くこと
で実現できる。鉄心の磁気飽和特性を利用して、上述の
ように非線形のインダクタンス特性を得ることができ
る。負荷の端子電圧、従ってコンデンサＣ2及びこれら
と並列に接続されているインダクタの端子電圧が所要の
電圧よりも低いときには、図６に示すようにインダクタ
のインダクタンスは十分に大きいのでコンデンサＣ2に
対しては開放とみなせ、ピックアップコイルとコンデン
サＣ2による合成リアクタンスＸの式（１）は共振に近
い、小さな負の値に維持される。負荷電流が下がり、負
荷の端子電圧が図２の実線のように上昇すると、負荷と
並列に接続されたインダクタのインダクタンスが急激に
小さくなり、ピックアップコイルから見たときのコンデ
ンサのキャパシタンスＣ2が見かけ小さくなり、共振に
近く設定されていたピックアップコイルとコンデンサＣ
2による合成リアクタンスＸの式（１）は負の大きな値
となって、共振から大きくずれ、コンデンサＣ2に流れ
る電流を減じ、負荷の端子電圧は図２の点線のように抑
制される。
【００１９】負荷電圧の上昇に対してピックアップコイ
ルとコンデンサＣ2による合成リアクタンスＸの式
（１）は常に負の値を大きくし、コンデンサＣ2に流れ
る電流を滅ずる。ピックアップコイルとコンデンサＣ2
による合成リアクタンスＸが負である容量性の場合に、
コンデンサ及び負荷と並列に、電圧の大きさによりその
インダクタンスが図６に示すように非線形に変化するイ
ンダクタを接続すると、合成リアクタンスＸの絶対値を
減ずることはないので、Ｘ＝０となる共振による不安定
現象を経ることなく、結果として安定した動作で、負荷
電圧の変動を抑えることができる。
ルとコンデンサＣ2による合成リアクタンスＸの式
（１）は常に負の値を大きくし、コンデンサＣ2に流れ
る電流を滅ずる。ピックアップコイルとコンデンサＣ2
による合成リアクタンスＸが負である容量性の場合に、
コンデンサ及び負荷と並列に、電圧の大きさによりその
インダクタンスが図６に示すように非線形に変化するイ
ンダクタを接続すると、合成リアクタンスＸの絶対値を
減ずることはないので、Ｘ＝０となる共振による不安定
現象を経ることなく、結果として安定した動作で、負荷
電圧の変動を抑えることができる。
【００２０】本発明によらない場合、例えば、ピックア
ップコイルとコンデンサＣ2による合成リアクタンスＸ
が正である誘導性の場合に、コンデンサ及び負荷と並列
に、電圧の大きさによりそのインダクタンスが非線形に
変化するインダクタＬtを接続する。このインダクタは
図６に示すように、所要の電圧よりも低い電圧の範囲で
十分大きなインダクタンスを保持し、所要の電圧よりも
高い電圧に対してはインダクタンスが急激に小さくなる
非線形のインダクタンス特性をもつものとする。
ップコイルとコンデンサＣ2による合成リアクタンスＸ
が正である誘導性の場合に、コンデンサ及び負荷と並列
に、電圧の大きさによりそのインダクタンスが非線形に
変化するインダクタＬtを接続する。このインダクタは
図６に示すように、所要の電圧よりも低い電圧の範囲で
十分大きなインダクタンスを保持し、所要の電圧よりも
高い電圧に対してはインダクタンスが急激に小さくなる
非線形のインダクタンス特性をもつものとする。
【００２１】負荷の端子電圧、従ってコンデンサＣ2及
びこれらと並列に接続されているインダクタの端子電圧
が所要の電圧よりも低いときには、図６に示すようにイ
ンダクタのインダクタンスは十分に大きいのでコンデン
サＣ2に対しては開放とみなせ、ピックアップコイルと
コンデンサＣ2による合成リアクタンスＸは共振に近
い、小さな正の値に維持されるが、負荷電流が下がり、
負荷の端子電圧が図２の実線のように上昇すると、負荷
と並列に接続されたインダクタのインダクタンスが急激
に小さくなり、ピックアップコイルから見たときのコン
デンサのキャパシタンスＣ2が見かけ小さくなり、キャ
パシタンスによる負のリアクタンスが更に大きくなる。
その途中で、結果として、小さな正の値に維持されてい
た合成リアクタンスＸが零、即ち、直列共振が起きる可
能性がある。直列共振が起きると、非接触給電装置によ
って安定した電力集電が不可能となる。
びこれらと並列に接続されているインダクタの端子電圧
が所要の電圧よりも低いときには、図６に示すようにイ
ンダクタのインダクタンスは十分に大きいのでコンデン
サＣ2に対しては開放とみなせ、ピックアップコイルと
コンデンサＣ2による合成リアクタンスＸは共振に近
い、小さな正の値に維持されるが、負荷電流が下がり、
負荷の端子電圧が図２の実線のように上昇すると、負荷
と並列に接続されたインダクタのインダクタンスが急激
に小さくなり、ピックアップコイルから見たときのコン
デンサのキャパシタンスＣ2が見かけ小さくなり、キャ
パシタンスによる負のリアクタンスが更に大きくなる。
その途中で、結果として、小さな正の値に維持されてい
た合成リアクタンスＸが零、即ち、直列共振が起きる可
能性がある。直列共振が起きると、非接触給電装置によ
って安定した電力集電が不可能となる。
【００２２】同様に、本発明によらない場合、例えば、
ピックアップコイルとコンデンサＣ2による合成リアク
タンスＸが負である容量性の場合に、コンデンサ及び負
荷と並列に、電圧の大きさによりそのキャパシタンスが
非線形に変化する可変容量コンデンサＣxを接続し、且
つ、この可変容量コンデンサに図２に示すように、所要
の電圧よりも低い電圧の範囲で十分小さなキャパシタン
スを保持し、所要の電圧よりも高い電圧に対してはキャ
パシタンスが急激に大きくなる非線形のキャパシタンス
特性をもたせる場合においても、共振現象が起き得る。
結果として、非接触給電装置によって安定した電力集電
が不可能となる。
ピックアップコイルとコンデンサＣ2による合成リアク
タンスＸが負である容量性の場合に、コンデンサ及び負
荷と並列に、電圧の大きさによりそのキャパシタンスが
非線形に変化する可変容量コンデンサＣxを接続し、且
つ、この可変容量コンデンサに図２に示すように、所要
の電圧よりも低い電圧の範囲で十分小さなキャパシタン
スを保持し、所要の電圧よりも高い電圧に対してはキャ
パシタンスが急激に大きくなる非線形のキャパシタンス
特性をもたせる場合においても、共振現象が起き得る。
結果として、非接触給電装置によって安定した電力集電
が不可能となる。
【００２３】
【発明の効果】本発明の非接触給電装置によれば、ピッ
クアップコイルと直列コンデンサの組み合わせで得られ
る容量性或いは誘導性の合成リアクタンスをもつ非接触
給電装置に対して、どちらの場合でも、共振現象が起こ
る可能性が全くなく、確実で安定した動作の下、負荷電
流による負荷端子電圧の変動を小さく抑えることができ
る。しかも、負荷電圧の変動を許容の範囲に抑えるため
に、流し得る負荷電流を制約したり、ピックアップコイ
ルにより得られた交流を直流に変換する直流電源に高価
な電圧安定化機能を付加する必要がなくなる。
クアップコイルと直列コンデンサの組み合わせで得られ
る容量性或いは誘導性の合成リアクタンスをもつ非接触
給電装置に対して、どちらの場合でも、共振現象が起こ
る可能性が全くなく、確実で安定した動作の下、負荷電
流による負荷端子電圧の変動を小さく抑えることができ
る。しかも、負荷電圧の変動を許容の範囲に抑えるため
に、流し得る負荷電流を制約したり、ピックアップコイ
ルにより得られた交流を直流に変換する直流電源に高価
な電圧安定化機能を付加する必要がなくなる。
【図１】本発明の非接触給電装置の実施の形態を示し、
合成リアクタンスが誘導性の場合の回路図である。
合成リアクタンスが誘導性の場合の回路図である。
【図２】本発明の実施例で用いられる可変容量コンデン
サの電圧キャパシタンス特性を示す説明図である。
サの電圧キャパシタンス特性を示す説明図である。
【図３】非接触給電装置の正面断面図である。
【図４】従来の非接触給電装置の回路図である。
【図５】非接触給電装置における負荷電流に対する負荷
端子電圧の特性を示す説明図である。
端子電圧の特性を示す説明図である。
【図６】本発明の非接触給電装置の第２実施例を示し、
合成リアクタンスが容量性の場合の回路図である。
合成リアクタンスが容量性の場合の回路図である。
【図７】本発明実施例で用いられるインダクタの電圧イ
ンダクタンス特性を示す説明図である。
ンダクタンス特性を示す説明図である。
Ｖ1 １次電源端子電圧 Ｉ1 １次側導体に通流する電流 Ｍ １次側導体と２次側ピックアップコイルとの間の
相互インダクタンス Ｃ2 インダクタンスＬ2と直列に接続したコンデンサ
のキャパシタンス Ｌ2 ２次側ピックアップコイルのインダクタンス Ｃx 可変容量コンデンサ Ｌt インダクタ １ａ １次側導体 １ｂ １次側導体 ２ ピックアップコイル ３ 鉄心 ５ ピックアップコイル ７ ピックアッブコイルのリアクタンス補償用直列コ
ンデンサ ８ 負荷
相互インダクタンス Ｃ2 インダクタンスＬ2と直列に接続したコンデンサ
のキャパシタンス Ｌ2 ２次側ピックアップコイルのインダクタンス Ｃx 可変容量コンデンサ Ｌt インダクタ １ａ １次側導体 １ｂ １次側導体 ２ ピックアップコイル ３ 鉄心 ５ ピックアップコイル ７ ピックアッブコイルのリアクタンス補償用直列コ
ンデンサ ８ 負荷
Claims (2)
- 【請求項１】 電源に接続された給電線を１次側導体と
して、該１次側に流れる電流から、電磁誘導現象を利用
して、２次側のピックアップコイルにより非接触的に電
力を取り、かつピックアップコイルのリアクタンスを補
償するように、該ピックアップコイルと接続したコンデ
ンサの両端から負荷をとるようにした非接触給電装置に
おいて、該ピックアップコイルとコンデンサからなる直
列回路の合成リアクタンスが誘導性となる場合、該負荷
の両端に、電圧の大きさによりその静電容量が非線形に
変化する可変容量コンデンサを接続して構成したことを
特徴とする非接触給電装置。 - 【請求項２】 電源に接続された給電線を１次側導体と
して、該１次側に流れる電流から、電磁誘導現象を利用
して、２次側のピックアップコイルにより非接触的に電
力を取り、かつピックアップコイルのリアクタンスを補
償するように、該ピックアップコイルと接続したコンデ
ンサの両端から負荷をとるようにした非接触給電装置に
おいて、該ピックアップコイルとコンデンサからなる直
列回路の合成リアクタンスが容量性となる場合、該負荷
の両端に、電圧の大きさによりそのインダクタンスが非
線形に変化するインダクタを接続して構成したことを特
徴とする非接触給電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34856097A JP3647234B2 (ja) | 1997-12-02 | 1997-12-02 | 非接触給電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34856097A JP3647234B2 (ja) | 1997-12-02 | 1997-12-02 | 非接触給電装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11168842A true JPH11168842A (ja) | 1999-06-22 |
| JP3647234B2 JP3647234B2 (ja) | 2005-05-11 |
Family
ID=18397849
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34856097A Expired - Fee Related JP3647234B2 (ja) | 1997-12-02 | 1997-12-02 | 非接触給電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3647234B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010101288A (ko) * | 1998-12-18 | 2001-11-14 | 추후기재 | 원격 피더 리액턴스 코일 |
| JP2002078247A (ja) * | 2000-08-23 | 2002-03-15 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 電磁場受信装置 |
| US11101699B2 (en) | 2018-03-08 | 2021-08-24 | Daihen Corporation | Power reception device, wearable device, and non-contact power feeding system |
-
1997
- 1997-12-02 JP JP34856097A patent/JP3647234B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010101288A (ko) * | 1998-12-18 | 2001-11-14 | 추후기재 | 원격 피더 리액턴스 코일 |
| JP2002078247A (ja) * | 2000-08-23 | 2002-03-15 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 電磁場受信装置 |
| US11101699B2 (en) | 2018-03-08 | 2021-08-24 | Daihen Corporation | Power reception device, wearable device, and non-contact power feeding system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3647234B2 (ja) | 2005-05-11 |
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