KR20060063100A - Non-contact high power supply and position information transceiver - Google Patents

Non-contact high power supply and position information transceiver Download PDF

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KR20060063100A
KR20060063100A KR1020040102170A KR20040102170A KR20060063100A KR 20060063100 A KR20060063100 A KR 20060063100A KR 1020040102170 A KR1020040102170 A KR 1020040102170A KR 20040102170 A KR20040102170 A KR 20040102170A KR 20060063100 A KR20060063100 A KR 20060063100A
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김차현
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(주) 우성기전
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Abstract

본 발명은 비접촉식 대전력 공급 및 위치정보 전달장치에 관한 것으로서, 고주파 전력 변환장치에서 급전선에 전류를 흘려보내고 무접촉 자기결합을 이용하여 이동 가능한 픽업코일을 중개로 하여 부하에 전력과 위치정보를 전송하기 위한 것이다.The present invention relates to a non-contact large power supply and position information transmission device, and transmits power and position information to the load by sending a current to the feeder line in the high frequency power converter and using a pick-up coil movable by contactless magnetic coupling It is to.

이를 위하여 본 발명은 외부의 상용 교류전원을 인가받아 고주파 전력으로 변환하여 이동 대차의 이동구간에 걸쳐 포설된 고주파 급전선에 공급하는 급전부와; 상기 급전부의 고주파 급전선과 일정한 공극을 유지하면서 이동 대차에 설치되며, 상기 급전부의 고주파 급전선으로부터 자기유도방식으로 전력을 공급받는 수전부로 구성하는 특징의 비접촉식 대전력 공급 및 위치정보 전달장치를 제공하여, 습하고 위험한 극한의 환경에서도 어떠한 전기적 쇼크, 회로단락의 위험을 배제한 상태에서 직접적인 전기적 연결이나 물리적인 접촉없이 낮은 전도성의 자기유도현상을 이용하여 안정적인 전원 공급 및 위치정보의 전달을 가능하게 한다.To this end, the present invention is a feeder for supplying a high-frequency power feed line installed over the moving section of the mobile truck by converting the high-frequency power received from the external commercial AC power; The non-contact large power supply and position information transmission device is installed in the moving trolley while maintaining a constant gap with the high-frequency feed line of the feed portion, consisting of a power receiving portion receiving power from the high-frequency feed line of the feed portion in a magnetic induction manner. It provides stable power supply and location information by using low conductivity magnetic induction phenomenon without direct electrical connection or physical contact without any electric shock and short circuit risk even in extreme environments with high humidity. .

무접촉식, 상호유도, 자기결합, 고주파 급전선, 대전력, 위치정보, 송수신Contactless, mutual induction, magnetic coupling, high frequency feeder, large power, location information, transmission and reception

Description

비접촉식 대전력 공급 및 위치정보 전송장치{NON-CONTACT HIGH POWER SUPPLY AND POSITION INFORMATION TRANSCEIVER}Non-contact high power supply and position information transmitter {NON-CONTACT HIGH POWER SUPPLY AND POSITION INFORMATION TRANSCEIVER}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 비접촉식 대전력 공급 및 위치정보 전달장치의 전체적인 시스템 블록도1 is an overall system block diagram of a contactless large power supply and position information transmission device according to an embodiment of the present invention

도 2는 상기 도 1의 실시예에서 급전부와 수전부를 구성하는 상세 회로도FIG. 2 is a detailed circuit diagram of a power supply unit and a power receiver in the embodiment of FIG. 1.

도 3은 본 발명에 사용되는 급전선 커버장치의 사시도3 is a perspective view of a feeder cover device used in the present invention;

도 4는 본 발명에 사용되는 급전선 포설장치의 단면도4 is a cross-sectional view of the feeder laying apparatus used in the present invention

도 5는 본 발명에 의한 고주파 급전선과 그 상부 수전장치가 설치된 상태의 단면도5 is a cross-sectional view of a state where a high frequency feed line and an upper power receiving device according to the present invention are installed;

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10 : 고주파 전력 변환장치 20 : 고주파 급전선10: high frequency power inverter 20: high frequency feed line

21 : 급전선 커버장치 21a : 급전선 포설홀21: feeder cover device 21a: feeder installation hole

21b : 고정부 22 : 급전선 포설장치21b: Fixed part 22: Feeder laying device

22a : 고정부 삽입홀 22b : 포설 지지대22a: fixing part insertion hole 22b: laying support

23 : 임피던스 보상장치 41-43 : 제1 통신모듈23: impedance compensator 41-43: first communication module

50 : 수전장치 60 : 전압 안정 조정기50: power receiver 60: voltage stabilizer

70 : 제 2통신모듈70: second communication module

본 발명은 비접촉식 대전력 공급 및 위치정보 전달장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 궤도를 따라 횡방향으로 장거리를 이동하는 이동 대차에 비접촉 방식으로 고주파의 대전력과 이동 대차의 위치정보를 신속하게 전달할 수 있도록 한 고주파 대전력 전달장치 및 이동 대차의 위치정보 전달장치에 관한 것이다.The present invention relates to a non-contact large power supply and position information transmission device, and more particularly to a high-speed high power and the position information of the mobile trolley in a non-contact manner to a mobile trolley that moves a long distance in the transverse direction along the track. The present invention relates to a high frequency large power transmission device and a location information transmission device of a mobile truck.

오늘날 사용되는 대부분의 주 동력장치(main-operated equipment)는 소켓과 플러그(socket & plug)를 전원 전달수단으로 사용하여 전원이 공급되어지도록 설계되어 있으며, 이동 기기은 슬라이드 접점이나 배터리를 탑재하여 동력을 공급할 수 있도록 구성되어 있다.Most main-operated equipment used today is designed to be powered using sockets and plugs as a means of power delivery. Mobile devices are powered by slide contacts or batteries. It is configured to be able to supply.

그러나, 슬라이드 접접을 이용하여 전원을 공급받는 기기의 경우 주전원 공급장치와의 접촉시 접촉 불량 등이 발생할 우려가 있으며, 슬라이드 시의 마찰에 의한 마모와 그로 인해 발생하는 철, 납, 동 성분이 포함된 먼지 등이 발생하게 되며, 이러한 먼지와 접촉불량 등은 반도체 공정 환경을 가진 청정룸 같은 장소에서는 심각한 문제를 야기시킬 수 있는 등의 우려가 있었다.However, in the case of a device that is powered by using a slide contact, contact with the main power supply may cause poor contact, and may include wear caused by friction during slide and iron, lead, and copper components. There is a concern that such dust and bad contact may cause serious problems in a place such as a clean room having a semiconductor process environment.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 직접적인 전기적 연결이나 물리적인 접촉없이 전원을 공급할 수 있는 무접촉 방식의 전원 공급장치의 개발이 필수적으로 요구되고 있다.In order to solve this problem, it is essential to develop a contactless power supply that can supply power without direct electrical connection or physical contact.

따라서 본 발명은 상기의 요구에 부응하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명은 고주파 전력 변환장치에서 급전선에 전류를 흘려보내고 무접촉 자기결합을 이용하여 이동 가능한 픽업코일을 중개로 하여 부하에 전력과 위치정보를 동시에 전송함으로써 습하고 위험한 극한의 환경에서도 어떠한 전기적 쇼크, 회로단락의 위험을 배제한 상태에서 직접적인 전기적 연결이나 물리적인 접촉없이 낮은 전도성의 자기유도현상을 이용하여 안정적인 전원 공급 및 위치정보의 전달을 가능하게 하는 비접촉식 대전력 공급 및 위치정보 전달장치를 제공함에 그 목적이 있다. Accordingly, the present invention has been made to meet the above requirements, and the present invention provides power and position information to a load by intermediating a pickup coil that sends current to a feeder line in a high frequency power converter and moves using contactless magnetic coupling. Simultaneous transmission enables stable power supply and location information transfer using low conductivity magnetic induction without direct electrical connection or physical contact without any electrical shock or short circuit, even in extreme environments with high humidity. Its purpose is to provide a contactless large power supply and position information transmission device.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 외부의 상용 교류전원을 인가받아 고주파 전력으로 변환하여 이동 대차의 이동구간에 걸쳐 포설된 고주파 급전선에 공급하는 급전부와; 상기 급전부의 고주파 급전선과 일정한 공극을 유지하면서 이동 대차에 설치되며, 상기 급전부의 고주파 급전선으로부터 자기유도방식으로 전력을 공급받는 수전부로 구성하는 특징의 비접촉식 대전력 공급 및 위치정보 전달장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is a feeder for supplying a high frequency feed line installed over the moving section of the mobile truck by converting into a high frequency power by receiving an external commercial AC power; The non-contact large power supply and position information transmission device is installed in the moving trolley while maintaining a constant gap with the high-frequency feed line of the feed portion, consisting of a power receiving portion receiving power from the high-frequency feed line of the feed portion in a magnetic induction manner. to provide.

상기 본 발명에 의한 대전력 공급 및 위치정보 전달장치는, 대차의 이동 구간을 따라 상기 고주파 급전선의 필요 구간마다 다수 개가 배치되되, 상기 고주파 급전선의 아래에 이격 배치되어 수전부 근접시 수전부가 급전선으로부터 흡수하는 수전부 주변의 진성 자계를 이용하여 전원을 공급받아 이동 대차의 출발, 정지, 감속, 물품정보의 제어를 위한 위치 정보를 송신하는 다수의 제 1통신모듈과; 상기 이동 대차의 수전부에 탑재되며, 상기 각 제 1통신모듈과의 적외선 통신을 이용하 여 이동 대차의 출발, 정지, 감속, 물품 정보의 제어를 위한 이동 대차의 현재 위치 정보를 수신하는 제 2통신모듈을 더 포함하여 다른 실시예를 구성할 수 있다.In the large power supply and position information transmission device according to the present invention, a plurality of the high frequency power supply lines are disposed along a moving section of the high frequency power supply line, and are arranged below the high frequency power supply line so that the power receiving unit is close to the power receiving unit. A plurality of first communication modules receiving power using intrinsic magnetic fields around the power receiving portion absorbed from the power transmission unit, and transmitting position information for starting, stopping, decelerating, and controlling product information of the mobile truck; A second communication mounted on the power receiving unit of the mobile truck and receiving current position information of the mobile truck for starting, stopping, decelerating, and controlling the information of the goods by using infrared communication with each of the first communication modules; The module may further include other embodiments.

상기 본 발명의 각 실시예에서 상기 급전부는, 외부의 상용 3상 교류전원을 인가받아 고주파 전력으로 변환하는 고주파 전력 변환장치와; 가닥 당 0.08mm, 850 가닥 이상으로 구성되어 이동 대차의 이동 구간에 걸쳐 포설되는 고주파 전력 전달용 에나멜 케이블로써 상기 고주파 전력 변환장치의 2차측에 연결되어 그로부터 직접 고주파 전력을 직접 인가받아 급전하는 고주파 급전선과; 상기 고주파 급전선을 둘러 감싸는 형태로 커버링하여 지지하는 급전선 커버장치와; 상기 급전선 커버장치에 의해 커버링 및 지지된 고주파 급전선을 지정된 포설 위치에 안정적으로 고정시키는 급전선 포설장치를 포함하여 구성할 수 있다.In each embodiment of the present invention, the power supply unit, a high frequency power converter for converting into a high frequency power by receiving an external commercial three-phase AC power; High frequency power transmission enameled cable composed of more than 0.08mm and 850 strands per strand and installed over the moving section of the mobile truck. and; A feeder line covering device for covering and supporting the high frequency feeder in a surrounding shape; It may be configured to include a feeder line installation device for stably fixing the high-frequency feeder line covered and supported by the feeder line cover device at a designated laying position.

상기 본 발명의 각 실시예에서, 특히 상기 급전부는, 상기 고주파 급전선에 용량성 소자를 병렬로 연결하여 상기 고주파 급전선 자체의 유도성 인덕턴스 성분과의 결합으로 공진회로를 형성하는 임피던스 보상장치를 더 포함하여 구성할 수 있을 것이다.In each of the embodiments of the present invention, in particular, the feeder further includes an impedance compensator for coupling a capacitive element to the high-frequency feedline in parallel to form a resonance circuit by combining with an inductive inductance component of the high-frequency feedline itself. Will be configured.

상기 본 발명의 각 실시예에서, 상기 수전부는, 상기 고주파 급전선과 일정거리 이상의 공극을 유지한 채 자기 유도결합에 의해 상기 고주파 급전선으로부터 무접촉으로 전력을 흡수하는 수전장치와; 상기 수전장치에 유기되는 전력을 조정하여 안정된 전압과 전류를 최종 부하로 전달하는 전압 안정 조정기로 구성될 수 있으며, 특히 상기 수전부는, 상기 수전장치가 최대 전력을 유기할 수 있도록 상기 전압 안정 조정기의 입력단에 용량성 소자를 연결하되, 상기 수전장치의 두 전력선 에 두 개의 용량성 소자를 각각 직렬로 연결한 후 다시 또 하나의 용량성 소자를 병렬로 연결하여 상기 수전장치의 직렬 인덕턴스와 공진회로를 형성하도록 구성할 수 있다.In each of the embodiments of the present invention, the power receiving unit includes: a power receiving device which absorbs electric power from the high frequency power supply line in a non-contact manner by magnetic induction coupling while maintaining a gap therebetween by the high frequency power supply line; The voltage stabilizer may be configured to adjust the power induced in the power receiving device to deliver a stable voltage and current to the final load, in particular, the power receiving unit, the voltage stabilizer so that the power receiving device can induce maximum power A capacitive element is connected to an input terminal of the power receiver, and two capacitive elements are respectively connected in series to two power lines of the power receiver, and then another capacitive element is connected in parallel to the series inductance and the resonant circuit of the power receiver. It can be configured to form.

상기 본 발명의 목적과 특징 및 장점은 첨부도면 및 다음의 상세한 설명을 참조함으로서 더욱 쉽게 이해될 수 있을 것이다.The objects, features and advantages of the present invention will be more readily understood by reference to the accompanying drawings and the following detailed description.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the configuration and operation of the preferred embodiment of the present invention with reference to the accompanying drawings in detail as follows.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 비접촉식 대전력 공급 및 위치정보 전달장치의 전체적인 시스템 블록도로서, 고주파 전력 변환장치(10)와 고주파 급전선(20) 및 임피던스 보상장치(23)로 구성되는 급전부와, 수전장치(50)와 전압 안정 조정기(60)로 구성되는 수전부를 포함하고, 상기 고주파 급전선에 일정 간격마다 공극을 유지한 채 다수개 배치되는 제 1통신모듈(41-43)과, 상기 수전부에 탑재되어 상기 다수의 제 1통신모듈로부터 각각의 위치정보를 수신하는 제 2통신모듈(70)을 포함하는 구성의 비접촉식 장거리 대전력 및 위치정보 전달장치를 예시하고 있다. 여기서 상기 제 1통신모듈(41-43)은 이동 대차의 이동 구간을 따라 상기 고주파 급전선의 일정 구간마다 다수 개가 배치되되, 상기 고주파 급전선의 아래에 이격 배치되며, 상기 급전부의 고주파 급전선에 유기된 자기장으로부터 전원을 공급받아 이동 대차의 출발, 정지, 감속 제어를 위한 위치 정보를 송신할 수 있도록 각각 구성하여, 고주파 급전선의 어느 부분이라도 위치 제한 없이 설치가 가능할 것이다.1 is an overall system block diagram of a non-contact large power supply and position information transmission device according to an embodiment of the present invention, which comprises a high frequency power converter 10, a high frequency feed line 20, and an impedance compensation device 23. A first communication module (41-43) including a power feeding portion, a power receiving portion including a power receiving device (50) and a voltage stabilization regulator (60), and a plurality of first communication modules disposed on the high frequency power feeding line while maintaining a gap at predetermined intervals; And a non-contact long distance large power and location information transmission device configured to include a second communication module 70 mounted on the power receiver and receiving respective location information from the plurality of first communication modules. Here, the first communication module (41-43) is disposed in a plurality of predetermined intervals of the high-frequency feed line along the moving section of the moving bogie, spaced apart below the high-frequency feed line, is disposed in the high-frequency feed line of the feed section It is possible to install any part of the high frequency power feeder without any position limitation by configuring each of them so as to receive power from the magnetic field and transmit position information for starting, stopping, and deceleration control of the mobile truck.

그리고 제 2통신모듈(70)은 상기 이동 대차의 수전부에 탑재되어 상기 수전장치로부터 전원을 공급받아 작동되며, 상기 각 제 1통신모듈과의 적외선 통신을 이용하여 이동 대차의 출발, 정지, 감속 제어를 위한 이동 대차의 현재 위치 정보를 수신할 수 있도록 상기 제 1통신모듈과 대응되는 통신수단을 구비한다. 이로써 이동 기기 및 궤도 전송차의 감속 혹은 정지 등의 명령을 수행하기 위한 위치 정보로 사용할 수 있게 한다.In addition, the second communication module 70 is mounted on the power receiving unit of the mobile truck and is operated by receiving power from the power receiving device. The start, stop, and deceleration of the mobile truck using infrared communication with each of the first communication modules is performed. Communication means corresponding to the first communication module to receive the current position information of the mobile truck for control is provided. This makes it possible to use the location information for performing commands such as deceleration or stop of the mobile device and the tracked vehicle.

도 2는 상기 도 1의 실시예에서 특히 급전부와 수전부를 구성하는 상세 회로도를 예시하고 있다.FIG. 2 illustrates a detailed circuit diagram of the power supply unit and the power receiver unit in the embodiment of FIG. 1.

도 2에 예시된 바와 같이, 상기 고주파 전력 변환장치(10)는 외부의 상용 3상 교류전원을 인가받아 고주파 전력으로 변환하여 전력선에 공급하는 장치로서, 상용 3상 교류 전원을 입력단에 연결하는 스위치(SW1)와, 노이즈 제거를 위한 리액터(L1)를 포함하고, 그 후단으로는 휴즈(F)와 정류기(D1), 그리고 전압 보상을 위한 용량성 소자(C1)와, 고주파 성분으로 바꾸는 스위칭 소자(TR1)와, 이 고주파 전력을 급전선에 안정적으로 전달하기 위해 최종단에 그 1차측이 연결된 변압기(T1)를 포함하여 구성된다.As illustrated in FIG. 2, the high frequency power converter 10 is a device that receives an external commercial three-phase AC power source and converts the high frequency power into a high frequency power supply to a power line, and connects a commercial three phase AC power source to an input terminal. (SW1), a reactor (L1) for noise removal, the rear end of the fuse (F) and rectifier (D1), a capacitive element (C1) for voltage compensation, switching element for switching to a high frequency component TR1 and a transformer T1 having a primary side connected to the final stage in order to stably transfer this high frequency power to a feed line.

상기 고주파 전력 변환장치(10)의 출력단인 변압기(T1)의 2차측에는 고주파 급전선(20)이 연결되며, 상기 고주파 급전선(20)에는 용량성 소자(C2,C3)를 연결하여 전력선로의 인덕턴스를 보상하는 인덕턴스 보상장치(23)가 연결된다. 이 인덕턴스 보상장치는 전체 고주파 급전선의 인덕턴스 성분과 이 용량(Capacitance) 성분의 조합으로 전체 공진 회로를 꾸미게 되며, 이때의 소자 값은 당연히 수전부와 전 체 시스템에 따라 변환되어야 함은 물론이다.A high frequency feed line 20 is connected to a secondary side of the transformer T1, which is an output terminal of the high frequency power converter 10, and inductance of a power line by connecting capacitive elements C2 and C3 to the high frequency feed line 20. Inductance compensation device 23 for compensating for is connected. This inductance compensator decorates the entire resonant circuit with the combination of the inductance component and the capacitance component of the entire high frequency feeder, and the device value of course must be converted according to the power receiver and the whole system.

상기 수전장치(50)는 상기 고주파 급전선(20)과 일정거리 이상의 공극을 유지한 채 이동 대차에 설치되어 자기 유도결합에 의해 상기 고주파 급전선으로부터 무접촉 방식으로 전력을 흡수하는 리액터(L2)로 구성되며, 상기 전압 안정 조정기(60)는 정류기(D2)와 리액터(L3) 및 스위칭 소자(TR2)와 용량성 소자(C7)로 구성한다.The power receiving device 50 is composed of a reactor (L2) is installed in the moving trolley while maintaining the air gap between the high frequency feed line 20 and a predetermined distance or more from the high frequency feed line by magnetic induction coupling in a contactless manner. The voltage stabilizer 60 includes a rectifier D2, a reactor L3, a switching element TR2, and a capacitive element C7.

이러한 본 발명의 수전장치(50)는 전통적인 유도 결합 회로의 원리를 사용하여, 급전부와 최종 부하에 독립적인 움직임을 보장한 구조로서, 사용자의 요구에 따라 여러가지 모양으로 그 형태가 변환될 수 있기 때문에 고주파 급전선과의 거리를 10[mm] 안팍으로 유지할 수 있도록 구성함이 바람직할 것이다. 이는 급전선의 자기장 유도 성분이 이 공극을 통해 수전장치로 전달되는데, 상기 본 발명에서 수전장치가 고주파 급전선과의 거리를 10mm 안팎으로만 유지할 수 있다면 자기 유도 결합에 의해 수전장치가 급전선으로부터 효율적으로 전력을 흡수할 수 있기 때문에 이러한 상태에서 수전장치는 그 모양이 다양하게 바뀔 수 있음을 의미하며, 바람직하게는 일반적인 E 자 모양(도 5참조), 또는 평면 타입 등 모든 모양의 설계가 가능함을 의미한다.The power receiving device 50 of the present invention is a structure that ensures independent movement of the feeder and the final load by using the principle of the traditional inductive coupling circuit, the shape can be converted into various shapes according to the user's request Therefore, it would be desirable to configure the distance to maintain a distance of 10 [mm] within the high-frequency feed line. This is because the magnetic field induction component of the feeder is transmitted to the power receiving device through the air gap. In the present invention, if the power receiving device can keep the distance from the high frequency power feeder to only about 10 mm, the power receiving device is efficiently powered from the feeder by the magnetic induction coupling. In this state, the power receiving device can be changed in various ways because it can absorb, and preferably means that all shapes such as general E-shaped shape (see FIG. 5) or flat type can be designed. .

또한 상기 급전선에 전달되는 고주파 전기 신호는 다른 전기 기기로의 영향을 미치는 단점을 보완하기 위해서는 완벽한 정현파로 되어 이로 인해 발생할 수 있는 고조파 성분과 스퓨리어스 성분을 원천적으로 최소화하므로 최종 사용자의 전기 주변 기기에 어떠한 고조파 유도 성분을 최소화하기 때문에 대전력 전달에서 흔 히 발생하는 노이즈 문제로부터 자유로우며, 전압 안정 조정기에서는 상기 수전장치에 유기되는 전력을 조정하여 안정된 전압과 전류를 최종 부하로 전달할 수 있게 한다.In addition, the high-frequency electrical signal transmitted to the feeder line is a perfect sine wave to compensate for the disadvantages affecting other electrical devices, thereby minimizing harmonic and spurious components that may occur. Since the harmonic induction is minimized, it is free from noise problems commonly encountered in high power transmission, and the voltage stabilizer adjusts power induced in the power receiving device to deliver stable voltage and current to the final load.

그리고 상기 전압 안정 조정기(60)는 그 입력단에 직렬로 두 개의 용량성 소자(C4,C5)를 연결하고 여기에 다시 직렬로 용량성 소자(C6)를 추가하여 상기 수전장치의 직렬 인덕턴스와 공진회로를 형성하도록 구성함으로써, 평상시 대기상태에서는 공진 전류를 낮출 수 있게 되며, 또한 부하가 커질 때 직렬 연결된 용량 성분에 의해 전압의 하강을 줄일 수 있으므로 부하의 의한 전압 변동율을 절대적으로 줄여 수전부의 전체 시스템을 훨씬 더 안정화시킬 수 있다. 이로써 본 발명에서 사용되는 전압 안정 조정기는 종래 병렬로 연결된 용량성 소자만 있을 때의 단점 즉, 공진 전류가 많아 발열이 심하며 또한 부하에 의해 전압 변동율이 커지는 등의 단점을 보완하여 줄 수 있게 된다.The voltage stabilizer 60 connects two capacitive elements C4 and C5 in series to its input terminal and adds the capacitive elements C6 in series to the series inductance and resonant circuit of the power receiver. In this case, the resonance current can be lowered in the normal standby state, and the drop in voltage can be reduced by the capacitive components connected in series when the load increases, so that the voltage fluctuation rate of the load can be absolutely reduced. Can be stabilized even more. As a result, the voltage stabilizer used in the present invention can compensate for the disadvantages of conventional capacitive elements connected in parallel, that is, a large amount of resonant current, which generates a lot of heat and increases the voltage variation rate due to the load.

이로써 상기 리액터(L2)로 흡수된 전력은 다음단의 직/병렬로 연결된 용량성 소자(C4-C6)분에 의하여 최대 전력을 부하로 전달하는 역할을 하며, 다음단의 정류기(D2)와 전압 안정 조정회로를 통해 부하에 적절한 전압, 전류를 인가할 수 있게 된다.As a result, the power absorbed by the reactor L2 serves to transfer the maximum power to the load by the capacitive elements C4-C6 connected in series / parallel in the next stage, and the rectifier D2 and the voltage in the next stage. The stabilizer adjustment circuit makes it possible to apply the appropriate voltage and current to the load.

한편, 상기 본 발명에서 사용되는 고주파 급전선(20)은 가닥 당 0.08mm, 850 가닥 이상으로 구성되어 이동 대차의 이동 구간에 걸쳐 포설되는 고주파 전력 전달용 에나멜 케이블로써 상기 고주파 전력 변환장치의 변압기 2차측에 연결되어 그로부터 직접 고주파 전력을 직접 인가받아 급전하는 전력선이다.On the other hand, the high-frequency feed line 20 used in the present invention is composed of 0.08mm, 850 or more strands per strand is a high-frequency power transmission enamel cable that is laid over the moving section of the mobile truck, the transformer secondary side of the high-frequency power converter It is a power line that is connected to and feeds with high frequency power directly applied thereto.

도 3은 본 발명에 사용되는 급전선 커버장치의 사시도로서 급전선을 포설하는데 필요한 보조 수단을 예시한 것이고, 도 4는 본 발명에 사용되는 급전선 포설장치의 단면도로서 상기 도 3의 장치를 고정시키는 지지수단을 예시하고 있다.Figure 3 is a perspective view of a feeder cover device used in the present invention illustrating the auxiliary means required for laying the feeder line, Figure 4 is a cross-sectional view of the feeder line laying device used in the present invention support means for fixing the device of FIG. To illustrate.

이 지지수단의 하단면은 일반적으로 대차의 이동 경로를 따라 포설되는 급전선 하단에 고정되는데, 급전선으로부터 수전체의 전력 흡수율과 기구적 한계를 고려할 때 이 지지수단의 높이를 70mm로 하는 것이 바람직하다.The lower end surface of the support means is generally fixed to the lower end of the feeder line laid along the moving path of the bogie, and it is preferable to set the height of the support means to 70 mm in consideration of the power absorption rate and mechanical limitations of the power receiver from the feeder line.

상기 급전선 커버장치(21)는 도 3에 도시된 바와 같이 중간에 급전선을 넣을 수 있도록 둥근 모양의 홀을 두고 아래 부분은 고정할 수 있는 모양으로 형성되는 것으로서, 상기 고주파 급전선을 둘러 감싸는 형태로 커버링하는 급전선 포설홀(21a)과, 상기 급전선 포설홀의 하부를 지지하여 고정하는 고정부(21b)를 형성하여, 급전선 포설시 이 둥근모양의 포설홀에 급전선을 넣어 커버링할 수 있도록 구성한다. 이로써, 급전선과 고정 브라켓인 지지대는 금속과 일정 거리를 유지하여 금속의 자장 흡수를 최소화하는 구조이며, 고주파 신호를 전달하는 급전선은 포설시 작은 상처에도 민감하게 되나 이런 보조 수단을 사용함으로써 안전한 포설을 가능케 해 준다.The feeder cover device 21 is formed in a shape that can be fixed to the lower portion with a round hole to put the feeder line in the middle, as shown in Figure 3, covering the high frequency feeder to cover the form The feeder laying hole 21a and the fixing portion 21b for supporting and fixing the lower portion of the feeder laying hole are formed to cover the feeder line when the feeder is laid. As a result, the feeder and the fixing bracket support the structure to minimize the magnetic field absorption of the metal by keeping a certain distance from the metal, and the feeder that transmits the high frequency signal is sensitive to small wounds when laying. It makes it possible.

상기 급전선 포설장치(22)는 도 4에 도시된 바와 같이 상기 급전선 커버장치의 고정부를 끼워 넣을 수 있는 형상의 고정부 삽입홀(22a)과, 상기 급전선 커버장치에 의해 커버링 및 지지된 고주파 급전선을 지정된 포설 위치에 안정적으로 고정시키고 금속과의 적정 이격거리를 유지하는 포설 지지대(22b)를 형성하여, 상기 도 3의 커버장치를 강력하게 고정시킬 수 있도록 하여 급전선이 정확한 위치에 안전하 게 포설 가능토록 해 준다.As shown in FIG. 4, the feeder line laying device 22 includes a fixing unit insertion hole 22a having a shape into which the fixed portion of the feeder cover device can be inserted, and a high frequency feeder covered and supported by the feeder cover device. To stably fix at the designated installation position and to maintain the proper separation distance from the metal to form a support support (22b), so that the cover device of FIG. Make it possible.

도 5는 본 발명에 의한 고주파 급전선과 그 상부 수전장치가 설치된 상태의 단면도로서, 다수의 가닥으로 구성된 고주파 급전선(20)이 본 발명에 의한 급전선 커버장치(21)와 급전선 포설장치(22)에 의해 포설된 상태에서 그 상부에 일정 공극을 유지한 상태로 본 발명에 의한 수전장치, 특히 "E"자 모양을 형성하고 있는 실시예의 수전장치가 설치된 상태를 도시하고 있다.5 is a cross-sectional view of a state where a high frequency feed line according to the present invention and an upper power receiving device are installed, and a high frequency feed line 20 composed of a plurality of strands is provided on the feed line cover device 21 and the feed line laying device 22 according to the present invention. The power receiving device according to the present invention, particularly the power receiving device of the embodiment in which the "E" shape is provided in a state where a predetermined gap is maintained in the installed state, is shown.

이상과 같이 구성되는 본 발명의 비접촉식 대전력 공급 및 위치정보 전달장치의 전체적인 동작 및 그에 따른 작용효과를 설명하면 다음과 같다.Referring to the overall operation of the contactless large power supply and position information transmission device of the present invention configured as described above and the resulting effects and effects as follows.

본 발명에 의한 대전력 공급 및 위치정보 전달장치는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 급전부의 고주파 전력 변환장치(10)에서 먼저 상용 3상 교류 전원을 공급받아 고주파 성분의 전력으로 변환하여 변압기(T1)의 2차측 출력단에서 고주파 대전력을 고주파 급전선(20)에 전달하게 되면, 이 고주파 급전선에 연결된 용량성 임피던스 보상장치(23)에서 두 개의 용량성 소자(C2,C3)를 이용하여 유도성 임피던스 성분을 보상하게 되며, 이어 수전부의 수전장치(50)에서는 급전부의 고주파 급전선(20)으로부터 무접촉 자기결합에 의해 전원을 흡수하여 후단의 전압 안정 조정기(60)를 통해 최종적으로 부하에 적절한 전원을 전달할 수 있게 된다.In the high power supply and position information transmission device according to the present invention, as shown in FIGS. 1 and 2, first, a commercial three-phase AC power is supplied from a high frequency power converter 10 of a feeder to convert power into high frequency components. When the high frequency high power is transmitted to the high frequency feed line 20 at the secondary output terminal of the transformer T1, the capacitive impedance compensator 23 connected to the high frequency feed line uses two capacitive elements C2 and C3. The inductive impedance component is compensated for, and then, in the power receiver 50 of the power receiver, the power is absorbed by the contactless magnetic coupling from the high frequency power feeder 20 of the feeder, and finally, through the voltage stabilizer 60 of the rear stage. It is possible to deliver adequate power to the load.

또한 이와 아울러 고주파 급전선(20)에는 일정 간격마다 다수 개의 제 1통신모듈(41-43)이 부착되어 있고 이러한 제 1통신모듈들은 별도의 전원선이 연결되어 있지 않은 상태에서 각각 상기 고주파 급전선이 포설된 구간을 따라 이동하는 이동 대차의 수전장치(50)가 고주파 급전선(20)으로부터 전원을 흡수하게 될 때 발생되 는 진성 자기장을 이용하여 동작 전원을 공급받아 작동하게 되며, 이와 같은 동작과 아울러 자신만의 고유한 위치 정보를 적외선 통신 방식을 이용하여 즉시 송신할 수 있게 되며, 따라서 이동 대차는 수전장치에 탑재된 제 2통신모듈(70)을 통해 현재 자신의 위치 정보를 수신할 수 있게 된다.In addition, a plurality of first communication modules 41 to 43 are attached to the high frequency feed line 20 at predetermined intervals, and the high frequency feed lines are installed in the first communication modules without a separate power line. The power receiving device 50 of the moving trolley moving along the section is absorbed power from the high frequency feed line 20 and is operated by the operation power supplied by using the intrinsic magnetic field. It is possible to immediately transmit the unique location information by using the infrared communication method, and thus the mobile truck can receive its own location information through the second communication module 70 mounted on the power receiving device.

이상의 본 발명에 의하면, 물리적 접점 방식이 아닌 공극을 이용한 자기결합 방식으로 이동 대차에 대전력을 공급할 수 있게 되므로 마찰에 의한 마모와 그로 인해 발생하는 분진이나 먼지의 발생을 줄여 습한 환경에서도 어떠한 전기적 쇼크(electric shock)또는 회로 단락 (short circuiting)의 위험을 배제한 상태에서 안정적인 전원 공급이 가능케 하는 유용함이 있다.According to the present invention, it is possible to supply a large amount of power to the mobile truck by the magnetic coupling method using the air gap rather than the physical contact method, thereby reducing the wear caused by friction and the occurrence of dust or dust caused by any electrical shock even in a humid environment It is useful to enable stable power supply without the risk of electrical shock or short circuiting.

또한 본 발명은 단일의 급전선이 포설되는 궤도 상에는 고주파 급전선의 자기장을 흡수할때만 발생되는 수전부 주변의 진성 자기장으로부터 전원을 공급받아 동작하는 통신모듈을 필요 구간마다 구비하여 위치 정보를 송신할 수 있도록 하고 궤도를 따라 이동하는 대차에는 수전장치와 통신모듈을 탑재하여 상기 위치정보를 수신할 수 있도록 함으로써, 별도의 제어용 전원선을 필요로 하지 않으며, 대부분 산업 현장에서 물건 이송에 사용되는 이동 대차들의 위치 제어와 정지 스테이션장치들과 정보 교환을 가능하게 하며, 또한 물건을 싣거나 적재하는 장소가 미리 정해져 있는 이동 대차 들의 이러한 이동구간에서의 위치 정보를 이용하여 이동 대차의 감속, 정지, 출발 위치, 물품정보를 사용자가 마음대로 지정가능케 해 준다.In addition, the present invention has a communication module that operates by receiving power from the intrinsic magnetic field around the power receiving unit generated only when absorbing the magnetic field of the high-frequency feeder on the track in which a single feeder is installed so as to transmit the position information. And the trolley moving along the track is equipped with a power receiving device and a communication module to receive the location information, does not require a separate control power line, the location of the mobile trolleys used for transporting goods in most industrial sites It is possible to exchange information with control and stop station devices, and also to decelerate, stop, start position, goods of moving trolleys by using the position information in these moving sections of mobile trolleys, which have a predetermined place to load or load goods. Allows the user to specify information at will.

또한 본 발명에 의하면, 무접촉 방식으로 인해 이동대차와 고정 스테이션에 별도의 전원 공급선과 제어선이 필요 없으므로 어떠한 위치에 설치하더라도 이동 설치가 간편하며, 기존 방식으로 인해서 발생하는 전송 신호의 끊김 현상도 없으므로 안정된 전송차의 제어가 가능하게 하는 이점을 얻을 수 있다.In addition, according to the present invention, since the contactless method does not require a separate power supply line and control line in the mobile truck and the fixed station, the mobile installation is easy to install at any position, and the disconnection phenomenon of the transmission signal generated by the existing method is also eliminated. As a result, it is possible to obtain the advantage of enabling the control of a stable transmission vehicle.

Claims (6)

외부의 상용 교류전원을 인가받아 고주파 전력으로 변환하여 이동 대차의 이동구간에 걸쳐 포설된 고주파 급전선에 공급하는 급전부와;A power supply unit which receives external commercial AC power and converts the radio frequency power into high frequency power and supplies the high frequency power feed line installed over the moving section of the mobile truck; 상기 급전부의 고주파 급전선과 일정한 공극을 유지하면서 이동 대차에 설치되며, 상기 급전부의 고주파 급전선으로부터 자기유도방식으로 전력을 공급받는 수전부로 구성하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 대전력 공급 및 위치정보 전달장치.Contactless large power supply and position information transmission, characterized in that it is installed in the moving trolley while maintaining a constant gap with the high-frequency feeder of the feeder, the power receiving unit receives power from the high-frequency feeder of the feeder in a self-guided manner. Device. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 이동 대차의 이동 구간을 따라 상기 고주파 급전선의 필요 구간마다 다수 개가 배치되되, 상기 고주파 급전선의 아래에 이격 배치되어 상기 급전부의 고주파 급전선에 유기된 자기장으로부터 전원을 공급받아 이동 대차의 출발, 정지, 감속, 물품 정보의 제어를 위한 위치 정보를 송신하는 다수의 제 1통신모듈과; A plurality of the high frequency feed line is disposed in each of the necessary sections along the moving section of the moving trolley, and is disposed below the high frequency feed line and is supplied with power from a magnetic field induced in the high frequency feed line of the feeder to start, stop, A plurality of first communication modules for transmitting positional information for deceleration and control of article information; 상기 이동 대차의 수전부에 탑재되며, 상기 각 제 1통신모듈과의 적외선 통신을 이용하여 이동 대차의 출발, 정지, 감속, 물품정보의 제어를 위한 이동 대차의 현재 위치 정보를 수신하는 제 2통신모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 대전력 공급 및 위치정보 전달장치.A second communication mounted on the power receiving unit of the mobile truck and receiving current position information of the mobile truck for starting, stopping, decelerating, and controlling the information of the goods by using infrared communication with each of the first communication modules; Contactless large power supply and location information transmission device further comprising a module. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 급전부는,The power feeding unit of claim 1 or 2, 외부의 상용 3상 교류전원을 인가받아 고주파 전력으로 변환하는 고주파 전 력 변환장치와;A high frequency power converter for converting into high frequency power by receiving an external commercial three-phase AC power; 가닥 당 0.08mm, 850 가닥 이상으로 구성되어 이동 대차의 이동 구간에 걸쳐 포설되는 고주파 전력 전달용 에나멜 케이블로써 상기 고주파 전력 변환장치의 2차측에 연결되어 그로부터 직접 고주파 전력을 직접 인가받아 급전하는 고주파 급전선과;High frequency power transmission enameled cable composed of 0.08mm or more than 850 strands per strand and installed over the moving section of the mobile truck, and is connected to the secondary side of the high frequency power converter and directly receives and feeds high frequency power directly from the high frequency feeder. and; 상기 고주파 급전선을 둘러 감싸는 형태로 커버링하여 지지하는 급전선 커버장치와;A feeder line covering device for covering and supporting the high frequency feeder in a surrounding shape; 상기 급전선 커버장치에 의해 커버링 및 지지된 고주파 급전선을 지정된 포설 위치에 안정적으로 고정시키는 급전선 포설장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 대전력 공급 및 위치정보 전달장치.And a feeder wire laying device for stably fixing the high frequency feeder covered and supported by the feeder line covering device to a designated laying position. 제 3항에 있어서, 상기 급전부는,The method of claim 3, wherein the power supply unit, 상기 고주파 급전선에 용량성 소자를 병렬로 연결하여 상기 고주파 급전선 자체의 인덕턴스 성분과의 결합으로 공진회로를 형성하는 임피던스 보상장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 대전력 공급 및 위치정보 전달장치.And an impedance compensator for coupling a capacitive element to the high frequency feed line in parallel to form a resonant circuit by coupling with an inductance component of the high frequency feed line itself. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 수전부는,The said power receiving part of Claim 1 or 2, 상기 고주파 급전선과 일정거리 이상의 공극을 유지한 채 자기 유도결합에 의해 상기 고주파 급전선으로부터 무접촉으로 전력을 흡수하는 수전장치와;A power receiving device which absorbs electric power from the high frequency feed line in a non-contact manner by magnetic induction coupling while maintaining a space therebetween with the high frequency feed line; 상기 수전장치에 유기되는 전력을 조정하여 안정된 전압과 전류를 최종 부하 로 전달하는 전압 안정 조정기로 구성되는 것을 특징으로 하는 비접촉식 대전력 공급 및 위치정보 전달장치.Non-contact large power supply and position information transmission device comprising a voltage stabilizer for adjusting the power induced in the power receiving device to deliver a stable voltage and current to the final load. 제 5항에 있어서, 상기 수전부는, The method of claim 5, wherein the power receiving unit, 상기 수전장치가 최대 전력을 유기할 수 있도록 상기 전압 안정 조정기의 입력단에 용량성 소자를 연결하되, 상기 수전장치의 두 전력선에 두 개의 용량성 소자를 각각 직렬로 연결한 후 다시 또 하나의 용량성 소자를 병렬로 연결하여 상기 수전장치의 직렬 인덕턴스와 공진회로를 형성하도록 구성한 것을 특징으로 하는 비접촉식 대전력 공급 및 위치정보 전달장치.A capacitive element is connected to an input terminal of the voltage stabilizer so that the power receiver can induce maximum power, and two capacitive elements are connected in series to each of the two power lines of the power receiver. Non-contact large power supply and position information transmission device, characterized in that configured to form a resonant circuit and the series inductance of the power receiving device by connecting the elements in parallel.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100895444B1 (en) * 2007-06-14 2009-04-30 주식회사 신성에프에이 Contactless power supply system
KR101017604B1 (en) * 2009-10-16 2011-02-28 한국과학기술원 On line electric vechicle location recognition system
KR101230238B1 (en) * 2011-08-26 2013-02-06 한국과학기술원 Apparatus for picking up power for moving object and method for compensating power thereof

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100895444B1 (en) * 2007-06-14 2009-04-30 주식회사 신성에프에이 Contactless power supply system
KR101017604B1 (en) * 2009-10-16 2011-02-28 한국과학기술원 On line electric vechicle location recognition system
KR101230238B1 (en) * 2011-08-26 2013-02-06 한국과학기술원 Apparatus for picking up power for moving object and method for compensating power thereof
WO2013032203A1 (en) * 2011-08-26 2013-03-07 한국과학기술원 Dust collection apparatus for a movable body and power compensation method for same

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