JPWO2015019478A1 - Non-contact power feeding device - Google Patents
Non-contact power feeding device Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2015019478A1 JPWO2015019478A1 JP2015530632A JP2015530632A JPWO2015019478A1 JP WO2015019478 A1 JPWO2015019478 A1 JP WO2015019478A1 JP 2015530632 A JP2015530632 A JP 2015530632A JP 2015530632 A JP2015530632 A JP 2015530632A JP WO2015019478 A1 JPWO2015019478 A1 JP WO2015019478A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- core
- power supply
- peripheral core
- power feeding
- winding
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F38/00—Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
- H01F38/18—Rotary transformers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/24—Magnetic cores
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
- H02J50/005—Mechanical details of housing or structure aiming to accommodate the power transfer means, e.g. mechanical integration of coils, antennas or transducers into emitting or receiving devices
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
- H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
- H02J50/40—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using two or more transmitting or receiving devices
- H02J50/402—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using two or more transmitting or receiving devices the two or more transmitting or the two or more receiving devices being integrated in the same unit, e.g. power mats with several coils or antennas with several sub-antennas
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
- H02J50/80—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving the exchange of data, concerning supply or distribution of electric power, between transmitting devices and receiving devices
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/0042—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by the mechanical construction
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
- H02M7/40—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by combination of static with dynamic converters; by combination of dynamo-electric with other dynamic or static converters
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
- A61B6/02—Devices for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
- A61B6/03—Computerised tomographs
- A61B6/032—Transmission computed tomography [CT]
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
- A61B6/56—Details of data transmission or power supply, e.g. use of slip rings
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
- H01F27/2871—Pancake coils
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J2310/00—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
- H02J2310/10—The network having a local or delimited stationary reach
- H02J2310/20—The network being internal to a load
- H02J2310/23—The load being a medical device, a medical implant, or a life supporting device
Abstract
本発明の課題は、回転中における磁気特性を安定化しながら、給電トランスを軽量化できる非接触給電装置を提供することにある。上記課題を解決するために、本発明は、電源に接続された第1の回路と、給電トランスと、負荷へ電力を供給する第2の回路とを備え、前記電源の電力を前記第1の回路から前記第2の回路へ前記給電トランスを介して非接触で電力を伝送する非接触給電装置において、前記給電トランスは、円環状に巻かれた巻線と、前記巻線の内周と外周に沿うようにそれぞれ形成された内周コアと外周コアのうち少なくとも一方とからなる一対の給電コイルを、所定のギャップを挟んで対向配置した構成を備えたことを特徴とするものである。An object of the present invention is to provide a non-contact power feeding device capable of reducing the weight of a power feeding transformer while stabilizing magnetic characteristics during rotation. In order to solve the above problems, the present invention includes a first circuit connected to a power supply, a power supply transformer, and a second circuit for supplying power to a load, and the power of the power supply is supplied to the first power supply. In the non-contact power feeding device that transmits power from a circuit to the second circuit in a non-contact manner via the power feeding transformer, the power feeding transformer includes a winding wound in an annular shape, an inner circumference and an outer circumference of the winding. And a pair of power supply coils each formed of at least one of an inner peripheral core and an outer peripheral core formed so as to extend along a predetermined gap.
Description
本発明は、X線CT装置や風力発電装置など電気エネルギーを動力とする装置へ給電トランスを用いて非接触で電力を伝送する非接触給電装置に関するものである。 The present invention relates to a non-contact power supply apparatus that transmits electric power in a non-contact manner to a device powered by electric energy such as an X-ray CT apparatus or a wind power generator using a power supply transformer.
例えばX線CT装置や風力発電装置は架台固定部と、架台固定部に対して回転自在に支持された回転部を備えており、回転部に搭載された装置を駆動するには、架台固定部に配置された電源装置から回転部への電力供給が必要である。多くのX線CT装置や風力発電装置では、架台固定部と回転部との間の電力伝送手段として、スリップリングが使われている。スリップリングは、金属円環と前記金属円環上に接触させた金属ブラシを備え、例えば架台固定部に金属円環と、回転部に金属ブラシを設けた構造となる。このような構造により、回転部を回転させながら、架台固定部と回転部との間の電力伝送が可能となる。しかしながら、スリップリングでは、金属円環と金属ブラシを接触させながら回転部を回転させるため、金属円環と金属ブラシの摩耗による摩耗粉が生じ、摩耗粉の除去等のメンテナンス作業が必要となる。また、金属円環と金属ブラシの磨耗時に熱が発生するため、高速回転運動に適していないとされている。 For example, an X-ray CT apparatus and a wind power generator include a gantry fixing part and a rotating part that is rotatably supported with respect to the gantry fixing part. In order to drive the apparatus mounted on the rotating part, the gantry fixing part It is necessary to supply power to the rotating unit from the power supply device arranged in the above. In many X-ray CT apparatuses and wind power generators, slip rings are used as power transmission means between the gantry fixing part and the rotating part. The slip ring includes a metal ring and a metal brush brought into contact with the metal ring. For example, the slip ring has a structure in which a metal ring is provided on the gantry fixing portion and a metal brush is provided on the rotating portion. With such a structure, it is possible to transmit power between the gantry fixing unit and the rotating unit while rotating the rotating unit. However, in the slip ring, the rotating part is rotated while the metal ring and the metal brush are in contact with each other. Therefore, wear powder is generated due to wear of the metal ring and the metal brush, and maintenance work such as removal of the wear powder is necessary. Moreover, since heat is generated when the metal ring and the metal brush are worn, it is not suitable for high-speed rotational movement.
この課題を解決する非接触給電装置として、〔特許文献1〕が開示されている。〔特許文献1〕に記載されている非接触給電装置では、架台固定部に搭載された一次コイルと回転部に搭載された二次コイルを対向配置し、電磁誘導の利用により一次コイルから二次コイルへ非接触で電力を伝送する。一次コイル及び二次コイルは、円環状に巻かれた巻線に沿って、一体成型されたコの字型の磁性体コアを環状に配置した構成としている。さらに、一次コイルと二次コイルで配置する磁性体コアを異なる数とすることで、回転中における給電コイルの磁気特性の安定化を図っている。 [Patent Document 1] is disclosed as a non-contact power feeding apparatus that solves this problem. In the non-contact power feeding device described in [Patent Document 1], the primary coil mounted on the gantry fixing unit and the secondary coil mounted on the rotating unit are arranged to face each other, and the secondary coil is moved from the primary coil by using electromagnetic induction. Transmits electric power to the coil without contact. The primary coil and the secondary coil have a configuration in which an integrally formed U-shaped magnetic body core is annularly arranged along a winding wound in an annular shape. Furthermore, the magnetic characteristic of the power feeding coil during rotation is stabilized by using different numbers of magnetic cores arranged in the primary coil and the secondary coil.
しかしながら、給電コイル間の磁気結合を向上するためには、多数の磁性体コアを隙間なく配置する必要があるため、給電トランスの軽量化が難しい課題がある。 However, in order to improve the magnetic coupling between the power feeding coils, it is necessary to arrange a large number of magnetic cores without any gaps, and there is a problem that it is difficult to reduce the weight of the power feeding transformer.
この課題を解決する非接触給電装置として、〔特許文献2〕又は〔特許文献3〕が開示されている。〔特許文献2〕に記載される非接触給電装置では、磁性体コアの形状を矩形の一辺を切り欠いた開放面を有するコの字型とし、磁性体コアの突端部を回転移動方向に沿って長い対向面を有する形状とすることで、磁気特性の安定化と給電トランスの軽量化を図っている。また、〔特許文献3〕に記載される非接触給電装置では、一次コイルを、円環状に巻いた巻線と、コの字型コアを環状に配置した構成とし、二次コイルを、一次コイルの円周方向に沿って複数の磁性体コアを配置し、これら複数の磁性体コアにそれぞれ巻線を巻装し、各巻線を直列接続した構成とすることで回転部に配置される二次コイルの軽量化を図っている。 As a non-contact power feeding apparatus that solves this problem, [Patent Document 2] or [Patent Document 3] is disclosed. In the non-contact power feeding device described in [Patent Document 2], the shape of the magnetic core is a U-shape having an open surface in which one side of a rectangle is cut out, and the protruding end of the magnetic core is aligned along the rotational movement direction. By adopting a shape having a long and opposed surface, the magnetic characteristics are stabilized and the feed transformer is reduced in weight. Further, in the non-contact power feeding device described in [Patent Document 3], the primary coil has a configuration in which an annular winding and a U-shaped core are annularly arranged, and the secondary coil is the primary coil. A plurality of magnetic cores are arranged along the circumferential direction of each of the coils, windings are wound around each of the plurality of magnetic cores, and the respective windings are connected in series. The coil is lightened.
しかしながら、〔特許文献2〕に記載の技術では、磁性体コアの形状が複雑になる課題がある。さらに、コの字型コアの中央部に巻線を巻回した構成であるため、給電コイル間の磁気結合を向上させることが難しい課題がある。 However, the technique described in [Patent Document 2] has a problem that the shape of the magnetic core is complicated. Furthermore, since the winding is wound around the center of the U-shaped core, there is a problem that it is difficult to improve the magnetic coupling between the feeding coils.
また、〔特許文献3〕に記載の技術では、二次コイルを複数に分割して構成する必要があるため、給電トランスの構造が複雑になる課題がある。さらに、一次コイルは、多数のコの字型コアを隙間なく配置して構成されるため、一次コイルの軽量化が難しい課題がある。 Moreover, in the technique described in [Patent Document 3], since it is necessary to divide the secondary coil into a plurality of parts, there is a problem that the structure of the feed transformer is complicated. Furthermore, since the primary coil is configured by arranging a large number of U-shaped cores without any gaps, it is difficult to reduce the weight of the primary coil.
上記課題を解決するために、本発明は、電源に接続された第1の回路と、給電トランスと、負荷へ電力を供給する第2の回路とを備え、前記電源の電力を前記第1の回路から前記第2の回路へ前記給電トランスを介して非接触で電力を伝送する非接触給電装置において、前記給電トランスは、円環状に巻かれた巻線と、前記巻線の内周と外周に沿うようにそれぞれ形成された内周コアと外周コアのうち少なくとも一方とからなる一対の給電コイルを、所定のギャップを挟んで対向配置した構成であることを特徴とするものである。
In order to solve the above problems, the present invention includes a first circuit connected to a power supply, a power supply transformer, and a second circuit for supplying power to a load, and the power of the power supply is supplied to the first power supply. In the non-contact power feeding device that transmits power from a circuit to the second circuit in a non-contact manner via the power feeding transformer, the power feeding transformer includes a winding wound in an annular shape, an inner circumference and an outer circumference of the winding. A pair of power supply coils each including at least one of an inner peripheral core and an outer peripheral core formed so as to extend along a predetermined gap is disposed opposite to each other with a predetermined gap interposed therebetween.
本発明によれば、給電トランスのコア形状を単純化できるため、回転中の磁気特性を安定化しながら、給電トランスを軽量化できる非接触給電装置を提供することができる。
According to the present invention, since the core shape of the power transformer can be simplified, it is possible to provide a non-contact power feeder that can reduce the weight of the power transformer while stabilizing the magnetic characteristics during rotation.
以下、本発明の望ましい実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1〜図5を用いて本発明の実施例1について説明する。図1は、本発明の実施例1による非接触給電装置2の概略構成図である。この非接触給電装置2は、架台固定部4と回転部5とで構成され、給電トランスTrでの磁気的結合により、架台固定部4から回転部5へ非接触で電力を伝送する。
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a non-contact
架台固定部4は、交流電源1の電力を入力して一次コイルT1へ高周波電力を供給する給電回路101と、一次コイルT1とを備える。給電回路101は、直流のリンク電圧を出力するAC/DCコンバータ6と、直流リンク電圧を入力として任意の周波数の交流電圧を出力することで一次コイルT1へ高周波電力を供給する高周波インバータ7と、制御手段9と、通信手段11とを備える。
The
AC/DCコンバータ6と、高周波インバータ7は、制御手段9によって制御され、直流リンク電圧及び交流電圧の周波数を任意の値に制御する。 The AC / DC converter 6 and the high frequency inverter 7 are controlled by the control means 9 and control the frequencies of the DC link voltage and the AC voltage to arbitrary values.
一方、回転部5は、一次コイルT1と磁気的に結合することで給電トランスTrを構成し、一次コイルT1から非接触で電力を受電する二次コイルT2と、二次コイルT2の電力を負荷3へ供給する受電回路102と、負荷3とを備える。受電回路102は、整流回路8と、制御手段10と、通信手段12とを備える。制御手段9と制御手段10は、通信手段11と通信手段12によって無線で接続される。制御手段10は、整流回路8の出力電圧や出力電流を検出する。
On the other hand, the rotating
次に、図2と図3を用いて給電トランスTrの構成を説明する。図2と図3は本発明の給電トランスTrの第1の実施の形態を示す構成図である。図2は給電トランスTrの分解構成図である。図3(a)は給電トランスTrを回転軸方向から見た図であり、図3(b)は図3(a)のA−B断面を矢印の方向から見た図である。 Next, the configuration of the feed transformer Tr will be described with reference to FIGS. 2 and 3. 2 and 3 are configuration diagrams showing a first embodiment of a power supply transformer Tr of the present invention. FIG. 2 is an exploded configuration diagram of the feed transformer Tr. 3A is a view of the power supply transformer Tr as viewed from the direction of the rotation axis, and FIG. 3B is a view of the A-B cross section of FIG. 3A as viewed from the direction of the arrow.
給電トランスTrは、一次コイルT1と二次コイルT2とが、回転軸方向にギャップを介して対向配置されたアキシャルギャップ構造を備える。 The power supply transformer Tr includes an axial gap structure in which a primary coil T1 and a secondary coil T2 are arranged to face each other with a gap in the rotation axis direction.
一次コイルT1は、円環状に巻かれた一次巻線N1と、一次巻線N1の内周及び外周に沿うように形成された内周コア13及び外周コア14と、内周コア13と外周コア14を磁気的に結合する底面コア15と、支持部材16とを有する。支持部材16は、内周コア13と、外周コア14と、底面コア15とを架台固定部4へ支持する。
The primary coil T1 includes a primary winding N1 wound in an annular shape, an inner
二次コイルT2は、円環状に巻かれた二次巻線N2と、二次巻線N2の内周及び外周に沿うように形成された内周コア17及び外周コア18と、内周コア17と外周コア18を磁気的に結合する底面コア19と、支持部材20とを有する。支持部材20は、内周コア17と外周コア18と底面コア19とを回転部5へ支持する。
The secondary coil T2 includes a secondary winding N2 wound in an annular shape, an inner
このように、一次コイルT1又は二次コイルT2の磁性体コアを、内周コアと外周コアと底面コアに分割して構成することで、コアの形状を単純化できる。これにより、コアの強度を確保できるため、一体成型されたコアを用いる場合と比べて、コアの薄型化が容易となり、給電トランスを軽量化することができる。さらに、内周コア及び/又は外周コアを対向配置することで、給電コイル間の磁気結合を向上させるとともに、回転中の磁気特性を安定化することができる。 Thus, the core shape can be simplified by dividing the magnetic core of the primary coil T1 or the secondary coil T2 into the inner peripheral core, the outer peripheral core, and the bottom core. Thereby, since the strength of the core can be ensured, it is easy to reduce the thickness of the core and reduce the weight of the feed transformer as compared with the case of using an integrally molded core. Furthermore, by arranging the inner core and / or outer core facing each other, it is possible to improve the magnetic coupling between the feeding coils and to stabilize the magnetic characteristics during rotation.
内周コア13,17、外周コア14,18、底面コア15,19に用いられる材料としては、フェライト、珪素鋼板、パーマロイ、その他の強磁性体又は常磁性体などが用いられる。
As materials used for the inner
なお、図示していないが、一次巻線N1及び二次巻線N2を支持部材16,19に固定するための固定部材を備えてもよい。一次巻線N1及び二次巻線N2にはエナメル線(単線)が用いられるが、リッツ線を用いてもよい。
Although not shown, a fixing member for fixing the primary winding N1 and the secondary winding N2 to the
本実施の形態によれば、給電トランスを構成するコアの形状を単純化することができる。これにより、磁気特性を安定化しながら、給電トランスをの軽量化を実現できる。 According to the present embodiment, it is possible to simplify the shape of the core constituting the power supply transformer. Thereby, weight reduction of a feed transformer is realizable, stabilizing a magnetic characteristic.
次に、図4を用いて本発明の第2の実施形態について説明する。図4は、本発明の実施例2による給電トランスTrの断面図である。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view of the feed transformer Tr according to the second embodiment of the present invention.
第1の実施形態と異なる点は、底面コア115,119を,支持部材116,120の両端部まで配置した構成としている点と、一次巻線N1又は二次巻線N2と、内周コア113,117及び/又は外周コア114,118及び/又は底面コア15,19との間に絶縁体121,122を挿入している点である。
The difference from the first embodiment is that the
本実施形態によれば、一次巻線N1又は二次巻線N2とコアとの間に絶縁体を挿入することで、一次巻線N1又は二次巻線N2とコアとの絶縁を確保することができる。さらに、絶縁体を樹脂モールドとすることで、巻線をコアに支持する支持材として用いることができる。 According to the present embodiment, the insulation between the primary winding N1 or secondary winding N2 and the core is ensured by inserting an insulator between the primary winding N1 or secondary winding N2 and the core. Can do. Furthermore, by using a resin mold as the insulator, the insulator can be used as a support material for supporting the winding on the core.
次に、図5を用いて本発明の第3の実施形態について説明する。図5は、本発明の実施例3による給電トランスTrの分解構成図である。 Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is an exploded configuration diagram of the feed transformer Tr according to the third embodiment of the present invention.
第1の実施形態と異なる点は、一次コイルT1の一次巻線N1及び/又は内周コア213及び/又は外周コア214と、二次コイルT2の二次巻線N1及び/又は内周コア217及び/又は外周コア218を異なる径とし、内周コア217及び外周コア218を、内周コア213及び外周コア214で覆った構成としている点である。
The difference from the first embodiment is that the primary winding N1 and / or the
本実施形態によれば、一次コイルT1と二次コイルT2の対向面積を増加できるため、給電コイル間の磁気結合を向上することができる。 According to this embodiment, since the opposing area of the primary coil T1 and the secondary coil T2 can be increased, the magnetic coupling between the power feeding coils can be improved.
次に、図6を用いて本発明の第4の実施形態について説明する。図6は、本発明の実施例4による給電トランスTrの分解構成図である。 Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 is an exploded configuration diagram of the feeding transformer Tr according to the fourth embodiment of the present invention.
第1の実施形態と異なる点は、一次コイルT1及び二次コイルT2の底面コア315,319を、一次巻線N1及び二次巻線N2の半径方向に分割して構成した点である。なお、本実施の形態では、一次コイルT1と二次コイルT2の底面コア315,319を同じ数に分割しているが、一次コイルT1又は二次コイルT2のどちらか一方のみの底面コア315,319を分割した構成としてもよい。また、一次コイルT1と二次コイルT2で底面コアのを異なる数に分割してもよい。また、本実施の形態では、底面コア315,319を巻線の円周方向に分割しているが、巻線の半径方向に分割してもよい。底面コアを巻線の円周方向に加え、半径方向にも分割することで、給電トランスTrを構成するコア部材をさらに小型化できるため、コアの強度を向上するこができるとともに、コアの製作が容易となり、給電トランスの製作コストを低減することができる。
The difference from the first embodiment is that the
本実施形態によれば、底面コアを小型化できるため、第1の実施形態に比べて、コアの製作が容易となる。これにより、給電トランスの製作コストを低減するこができる。 According to this embodiment, since the bottom core can be reduced in size, it is easier to manufacture the core than in the first embodiment. Thereby, the manufacturing cost of a feed transformer can be reduced.
次に、図7、図8を用いて本発明の第5の実施形態について説明する。図7は、本発明の実施例5による給電トランスTrの分解構成図である。図8(a)は、本発明の実施例5の一次コイルT1の内周コア413と、外周コア414と、底面コア415の位置関係を示した図であり、図8(b)は、本発明の実施例5の二次コイルT2の内周コア417と、外周コア418と、底面コア419の位置関係を示した図である。第1の実施形態や第2の実施形態と異なる点は、内周コア413,417及び外周コア414,418を複数に分割している点である。
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is an exploded configuration diagram of the feed transformer Tr according to the fifth embodiment of the present invention. FIG. 8A is a diagram showing the positional relationship between the inner
なお、本実施の形態では、内周コア413,417と外周コア414,418のコアの分割数を同一としているが、内周コアと外周コアでコアの分割数を異なる数としてもよい。
In the present embodiment, the
また、本実施の形態では、底面コア415,419を、分割された内周コア413,417及び外周コア414,418の間隙部に配置した構成としているが、底面コア415,419を内周コア414,417及び外周コア414,418の中央部に配置した構成としてもよい。
In the present embodiment, the
本実施形態によれば、コア形状を小型・単純化することができるため、コアの製作が容易となる。コアを小型化することで、内周コアと外周コアで部材を共通化できるため、給電トランスの低コスト化を実現することができる。 According to this embodiment, since the core shape can be reduced in size and simplified, the core can be easily manufactured. By reducing the size of the core, the members can be shared by the inner peripheral core and the outer peripheral core, so that the cost of the power supply transformer can be reduced.
次に、図9を用いて本発明の第6の実施形態について説明する。図9(a)は本発明の実施例6の一次コイルT1の内周コア513と、外周コア514と、底面コア515の位置関係を示した図であり、図9(b)は本発明の実施例6の二次コイルT2の内周コア517と、外周コア518と、底面コア519の位置関係を示した図である。
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 9A is a diagram showing the positional relationship of the inner
前述の第3の実施形態と異なる点は、一次コイルT1と二次コイルT2で、内周コア513,517及び外周コア514,518を異なる数に分割して構成した点である。
The difference from the third embodiment is that the inner and
なお、本実施形態では、一次コイルT1のコアの分割数を7(N)とし、二次コイルT2のコアの分割数を6(N−1)としているが、これに限らない。例えば、一次コイルT1のコアの分割数をN−1とし、二次コイルT2のコアの分割数をNとしてもよい。また、内周コア513,517と外周コア514,518で、異なる数に分割してもよい。
In the present embodiment, the number of divisions of the core of the primary coil T1 is set to 7 (N), and the number of divisions of the core of the secondary coil T2 is set to 6 (N-1). For example, the core division number of the primary coil T1 may be N-1, and the core division number of the secondary coil T2 may be N. Further, the
また、一次コイルT1と二次コイルT2で、底面コア515,519を異なる数としているが、一次コイルT1と二次コイルT2で底面コアの数を同一としてもよい。
Further, although the number of
本実施形態によれば、一次コイルT1と二次コイルT2で内周コア及び外周コアの相対的位置が完全に重なることがないため、第3の実施の形態と比べて回転中の磁気特性を安定化することができる。 According to the present embodiment, the relative positions of the inner and outer cores of the primary coil T1 and the secondary coil T2 do not completely overlap with each other. Therefore, the magnetic characteristics during rotation can be improved as compared with the third embodiment. Can be stabilized.
次に、図10〜12を用いて本発明の第7の実施形態について説明する。前述の第1の実施形態で説明した非接触給電装置2では、給電トランスを1つ配置した構成としていたが、装置によっては複数の給電トランスを必要とする場合がある。ここでは、X線CT装置を例に挙げて説明する。図10は、本発明の非接触給電装置2を採用したX線CT装置602の概略構成を示す図である。
Next, a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the non-contact
本実施形態のX線CT装置602は、架台固定部604と回転部605に分かれている。回転部605は、架台固定部604に対して回転自在に支持されている。
The
架台固定部604は、交流電源1を入力とし、直流のリンク電圧を生成するAC/DCコンバータ606と、直流のリンク電圧を入力とし、任意の周波数の交流電圧を生成し、一次コイルT11,T12へ高周波電力を供給する高周波インバータ607、621と、一次コイルT11,T12と、制御手段609と、画像表示部630と、画像処理部631と、通信手段611,632とを備えている。
The
回転部605は、一次コイルT11,T12と磁気的に結合することで給電トランスTr11,Tr21を構成し、一次コイルT11,T12から非接触で電力を受電する二次コイルT21,T22と、二次コイルT21の電力を整流し、負荷603であるX線管627へ高電圧の直流電圧を供給する整流回路608と、二次コイルT22の電力を整流する整流回路622と、X線管627が備える回転陽極を回転駆動させるためのステーターコイル624へ電力を供給するインバータ623と、X線管627が備える陰極を加熱するための加熱変圧器626への電力伝送を行うインバータ625と、X線検出部628と、制御手段610と、通信手段612、633とを備えている。制御手段610は、インバータ623,625の出力制御と、整流回路608の出力電圧及び出力電流を検出する。制御手段609と制御手段610は、通信手段611と制御手段612によって無線で接続される。X線検出部628と、画像処理部631は、通信手段632と通信手段633によって無線で接続される。
The rotating unit 605 constitutes power feeding transformers Tr11 and Tr21 by being magnetically coupled to the primary coils T11 and T12, and receives secondary power from the primary coils T11 and T12 in a non-contact manner, and secondary coils T21 and T22. The
前述の第1の実施形態と異なる点は、ステーターコイル624と、加熱変圧器626とへ電力伝送を行うために、給電トランスTrとは別系統の給電トランスTr21を備えた点である。X線管627は、整流回路608から出力された直流電圧が供給されることにより、被検体629に向けてX線を照射するものである。被検体629を透過したX線は、X線検出部628へ入射する。X線検出部628は、被検体629を透過したX線を検出するとともに、検出した信号を増幅するもので、X線管627と対向配置される。回転部に備えられたX線管とX線検出部が回転しながら、X線の照射と検出がなされることにより、様々な角度の透過X線量分布が計測できる。
The difference from the first embodiment described above is that a power supply transformer Tr21 of a system different from the power supply transformer Tr is provided in order to transmit power to the
通信手段632、633は、X線検出部628の検出信号を回転部605から架台固定部604へ伝送する。通信手段632で受電された検出信号は、画像処理装置631へ伝送される。画像処理装置631は、伝送された検出信号を処理することで、被検体629の断層画像を生成するのである。画像表示装置630は、画像処理装置631により生成された断層画像を表示するものである。
The
次に、図11、12を用いて給電トランスTr11,Tr21の詳細な構成について、以下で説明する。図11は給電トランスTr11,Tr21の分解構成図であり、図12は給電トランスTr11,Tr21の断面図である。 Next, a detailed configuration of the power supply transformers Tr11 and Tr21 will be described below with reference to FIGS. FIG. 11 is an exploded configuration diagram of the power supply transformers Tr11 and Tr21, and FIG. 12 is a cross-sectional view of the power supply transformers Tr11 and Tr21.
一次コイルT11は、円環状に巻かれた一次巻線N11と、一次巻線N11の内周及び外周に沿うように形成された内周コア613a及び外周コア614aと、内周コア613aと外周コア614aを磁気的に結合する底面コア615bとを備える。
The primary coil T11 includes a primary winding N11 wound in an annular shape, an inner
一次コイルT12は、空隙部634を介して一次巻線N11の内周に沿うように円環状に巻かれた一次巻線N12と、一次巻線N12の内周及び外周に沿うように形成された内周コア613bと外周コア614bと、内周コア613bと外周コア614bとを磁気的に結合する底面コア615bとを備える。内周コア613a,613bと、外周コア614a,614bと、底面コア615a,615bは、支持部材616により架台固定部604に固定される。
The primary coil T12 is formed so as to be along the inner periphery and the outer periphery of the primary winding N12, and the primary winding N12 wound in an annular shape along the inner periphery of the primary winding N11 via the
一方、二次コイルT21は、円環状に巻かれた二次巻線N21と、二次巻線N21の内周及び外周に沿うように形成された内周コア617a及び外周コア618aと、内周コア617aと外周コア618aを磁気的に結合する底面コア619bとを備える。
On the other hand, the secondary coil T21 includes an annularly wound secondary winding N21, an inner
二次コイルT22は、空隙部635を介して二次巻線N21の内周に沿うように円環状に巻かれた二次巻線N22と、二次巻線N22の内周及び外周に沿うように形成された内周コア617bと外周コア618bと、内周コア617bと外周コア618bとを磁気的に結合する底面コア619bとを備える。内周コア617a,617bと、外周コア618a,618bと、底面コア619a,619bは、支持部材620により回転部605に固定される。
The secondary coil T22 has a secondary winding N22 wound in an annular shape along the inner periphery of the secondary winding N21 via the
なお、一次コイルT11の内周コア613aと一次コイルT12の外周コア614bに共通のコアを用いてもよい。二次コイル21,T22についても同様に、内周コア617aと外周コア618bに共通のコアを用いてもよい。また、本実施形態では、一次コイル11の底面コア615aと一次コイルT12の底面コア615bにそれぞれ分割したコアを用いているが、共通のコアを用いてもよい。二次コイルT21,T22についても同様に、底面コア619aと底面コア619bに共通のコアを用いてもよい。このように、コアを共用することで、給電トランスを構成する部品点数を低減できるため、給電トランスTr11及び給電トランスTr12の組み立て工数を低減することができる。
A common core may be used for the inner
本実施形態によれば、前述の第1の実施形態と同様に、給電トランスを構成するコアの形状を単純化することができる。これにより、磁気特性を安定化しながら、給電トランスを軽量化することができる。 According to the present embodiment, the shape of the core constituting the feed transformer can be simplified as in the first embodiment described above. Thereby, it is possible to reduce the weight of the power supply transformer while stabilizing the magnetic characteristics.
次に、図13を用いて本発明の第8の実施形態について説明する。図13は本発明の実施例8による給電トランスTr12,Tr22の断面図である。 Next, an eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 13 is a cross-sectional view of power supply transformers Tr12 and Tr22 according to an eighth embodiment of the present invention.
第7の実施の形態と異なる点は、給電トランスTr12と給電トランスTr22で一次コイルT13を共用した点と、二次コイルT23と二次コイルT24で底面コア719を共用し、二次コイルT23は二次巻線N23と、内周コア717とを備え、二次コイルT24は二次巻線N24と、外周コア718とを備えた構成とした点である。一次コイルT13は、一次巻線N13と、内周コア713と、外周コア714と、底面コア715と、支持部材716とを備えている。
The difference from the seventh embodiment is that the primary transformer T13 is shared by the feed transformer Tr12 and the feed transformer Tr22, the
本実施形態によれば、複数の給電トランスで一次コイルT13を共用化することで、架台固定部に配置される給電トランスの重量を低減することができる。また、給電トランスの部品点数を削減することができ、非接触給電装置を低コスト化することができる。
According to this embodiment, by sharing the primary coil T13 with a plurality of power supply transformers, it is possible to reduce the weight of the power supply transformer disposed on the gantry fixing portion. Moreover, the number of parts of the power supply transformer can be reduced, and the cost of the non-contact power supply device can be reduced.
以上、本発明の実施形態を述べたが、本発明はこれらに限定されるものではない。例えば、第7の実施形態では、2つの給電トランスを備えた非接触給電装置について述べたが、3つ以上の給電トランスを備えた非接触給電装置であっても本発明を適用することは可能である。全ての実施形態において、固定部から回転部へ電力伝送される場合について説明したが、回転部から固定部へ電力伝送される場合や、回転部から回転部へ電力を伝送される場合においても本発明を適用することは可能である。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these. For example, in the seventh embodiment, the contactless power supply device including two power supply transformers has been described. However, the present invention can also be applied to a contactless power supply device including three or more power supply transformers. It is. In all the embodiments, the case where power is transmitted from the fixed unit to the rotating unit has been described. It is possible to apply the invention.
本発明の非接触給電装置は、X線CT装置に用いられる電源装置や、風力発電機の電源装置や、監視カメラに用いられる電源装置などに適用できる。
The non-contact power supply device of the present invention can be applied to a power supply device used for an X-ray CT apparatus, a power supply device for a wind power generator, a power supply device used for a monitoring camera, and the like.
1・・・交流電源、2・・・非接触給電装置、3,603・・・負荷、4,604・・・架台固定部、5,605・・・回転部、6,606・・・AC/DCコンバータ、7,607・・・高周波インバータ、8,608,622・・・整流回路、9,10,609,610・・・制御手段、11,12,611,612,632,633・・・通信手段、602・・・X線CT装置、623,625・・・インバータ,624・・・ステーターコイル、625・・・加熱変圧器、627・・・X線管、628・・・X線検出部、629・・・被検体、630・・・画像表示装置、631・・・画像処理装置、13,113,213,313,413,513,613a,613b,17,117,217,317,417,517,617a,617b,713,717・・・内周コア、14,114,214,314,414,514,614a,614b,18,118,218,318,418,518,618a,618b,714,718・・・外周コア,15,115,215,315,415,515,615a,615b,19,119,219,319,419,519,619a,619b,715,719・・・底面コア、16,116,216,316,416,516,616a,616b,20,120,220,320,420,520,620a,620b,716,720・・・支持部材、101・・・給電回路、102・・・受電回路、121,122・・・絶縁体、634,635・・・空隙部、Tr,Tr11,Tr12,Tr21,Tr22・・・給電トランス、T1,T11,T12,T13・・・一次コイル、T2,T21,T22,T23,T24・・・二次コイル、N1,N11,N12,N13・・・一次巻線、N2,N21,N22,N23,N24・・・二次巻線
DESCRIPTION OF
Claims (16)
前記給電トランスは、円環状に巻かれた巻線と、前記巻線の内周と外周に沿うようにそれぞれ形成された内周コアと外周コアのうち少なくとも一方とからなる一対の給電コイルを、所定のギャップを挟んで対向配置した構成であることを特徴とする非接触給電装置。A first circuit connected to a power supply; a power supply transformer; and a second circuit for supplying power to a load. The power of the power supply is transferred from the first circuit to the second circuit. In a non-contact power feeding device that transmits power in a non-contact manner,
The power supply transformer includes a pair of power supply coils including a winding wound in an annular shape, and at least one of an inner peripheral core and an outer peripheral core formed respectively along an inner periphery and an outer periphery of the winding. A non-contact power feeding apparatus having a configuration in which a predetermined gap is interposed therebetween.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP2013/071585 WO2015019478A1 (en) | 2013-08-09 | 2013-08-09 | Contactless electric supply device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2015019478A1 true JPWO2015019478A1 (en) | 2017-03-02 |
Family
ID=52460845
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015530632A Pending JPWO2015019478A1 (en) | 2013-08-09 | 2013-08-09 | Non-contact power feeding device |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPWO2015019478A1 (en) |
WO (1) | WO2015019478A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113874970A (en) * | 2019-05-24 | 2021-12-31 | 株式会社电装 | Magnetic member and power conversion device including the same |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115346752A (en) | 2016-08-03 | 2022-11-15 | 模拟技术公司 | Power coupling device |
JP6945188B2 (en) | 2016-11-30 | 2021-10-06 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Wireless power supply unit, power transmission module, power receiving module and wireless power transmission system |
JP7174991B2 (en) * | 2018-08-01 | 2022-11-18 | ひだかや株式会社 | natural power generator |
JP7252740B2 (en) * | 2018-11-22 | 2023-04-05 | Ntn株式会社 | wind turbine |
CN112022184B (en) * | 2019-06-04 | 2023-12-19 | 台达电子工业股份有限公司 | Computer fault scanning system and its connecting assembly structure |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5797919U (en) * | 1980-12-05 | 1982-06-16 | ||
JPS59166421U (en) * | 1983-04-25 | 1984-11-08 | ソニー株式会社 | rotary transformer |
JPS62193712U (en) * | 1986-05-30 | 1987-12-09 | ||
JPH02249103A (en) * | 1989-03-23 | 1990-10-04 | Sharp Corp | Magnetic recording and reproducing device |
JPH03148102A (en) * | 1989-11-02 | 1991-06-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Rotatable transformer and manufacture thereof |
JPH09275027A (en) * | 1996-04-03 | 1997-10-21 | Sony Corp | Rotary transformer |
JP2001338820A (en) * | 2000-05-29 | 2001-12-07 | Hitachi Medical Corp | Gapped transformer and non-contact power transmitting equipment using the same and x-ray ct device |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000150276A (en) * | 1998-11-17 | 2000-05-30 | Dainippon Printing Co Ltd | Power transmission apparatus and rotary joint |
JP2001269330A (en) * | 2000-01-17 | 2001-10-02 | Toshiba Corp | X-ray ct device |
JP2002134340A (en) * | 2000-10-20 | 2002-05-10 | Shinko Electric Co Ltd | Non-contact power supply transformer |
JP2008243985A (en) * | 2007-03-26 | 2008-10-09 | Nitta Ind Corp | Core object of power transfer unit |
-
2013
- 2013-08-09 WO PCT/JP2013/071585 patent/WO2015019478A1/en active Application Filing
- 2013-08-09 JP JP2015530632A patent/JPWO2015019478A1/en active Pending
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5797919U (en) * | 1980-12-05 | 1982-06-16 | ||
JPS59166421U (en) * | 1983-04-25 | 1984-11-08 | ソニー株式会社 | rotary transformer |
JPS62193712U (en) * | 1986-05-30 | 1987-12-09 | ||
JPH02249103A (en) * | 1989-03-23 | 1990-10-04 | Sharp Corp | Magnetic recording and reproducing device |
JPH03148102A (en) * | 1989-11-02 | 1991-06-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Rotatable transformer and manufacture thereof |
JPH09275027A (en) * | 1996-04-03 | 1997-10-21 | Sony Corp | Rotary transformer |
JP2001338820A (en) * | 2000-05-29 | 2001-12-07 | Hitachi Medical Corp | Gapped transformer and non-contact power transmitting equipment using the same and x-ray ct device |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113874970A (en) * | 2019-05-24 | 2021-12-31 | 株式会社电装 | Magnetic member and power conversion device including the same |
CN113874970B (en) * | 2019-05-24 | 2023-12-05 | 株式会社电装 | Magnetic member and power conversion device including the same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2015019478A1 (en) | 2015-02-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPWO2015019478A1 (en) | Non-contact power feeding device | |
JP5839020B2 (en) | Power transmission coil unit and wireless power transmission device | |
EP2109866B1 (en) | Shielded power coupling device | |
JP5929493B2 (en) | Power receiving device and power supply system | |
US10014105B2 (en) | Coil unit and wireless power transmission device | |
US11087921B2 (en) | Inductive rotary joint with U-shaped ferrite cores | |
US20090060123A1 (en) | X-ray ct device and method of imaging using the same | |
CN111092493A (en) | Wireless power supply device | |
EP2924842B1 (en) | Coil unit and wireless power transmission device | |
JP6179375B2 (en) | Coil unit | |
JP2014193056A (en) | Wireless power transmission device | |
JP4785126B2 (en) | X-ray CT system | |
CN102640235A (en) | Easily installed rotary transformer | |
JPH07204192A (en) | X-ray ct system | |
US20170125162A1 (en) | System and method for increasing coupling of an axle rotary transformer | |
JPH08336521A (en) | X-ray ct system | |
JP2001338820A (en) | Gapped transformer and non-contact power transmitting equipment using the same and x-ray ct device | |
JP2015106938A (en) | Power transmission coil unit and wireless power transmission device | |
EP3214628B1 (en) | Line-frequency rotary transformer for computed tomography gantry | |
JP2019170017A (en) | Wireless power transmission system | |
CN111788647B (en) | System for supplying a rotating device with electrical energy wirelessly | |
JP2010075018A (en) | Contactless power supply system | |
EP2940696A1 (en) | Cable | |
JP4008010B2 (en) | X-ray CT system | |
JP2006296944A (en) | Multi-channel noncontact power transmission system for computerized tomography |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20170111 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20170113 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170405 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20171003 |