KR20120082770A - Automatically controlled emf cancellation apparatus and method using reverse current with field sensor - Google Patents

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KR20120082770A
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김정호
조동호
변정건
이희재
최철승
강덕수
안승영
김은정
류지윤
김미주
차유민
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한국과학기술원
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Abstract

PURPOSE: An automatically controlled apparatus and method for shielding a reverse current using a magnetic field sensor capable of minimizing the generation of electromagnetic waves and a method thereof are provided to shield electromagnetic waves by applying a reverse current around a wire. CONSTITUTION: A magnetic field generating device(60) generates a leakage magnetic field(611) to be shielded. A magnetic field sensor part(621) transmits a detected leakage magnetic field signal to an EMF(Electromagnetic Field) size detecting part(622) in a controller block by sensing a leakage magnetic field. The EMF size detecting part transmits a size value of a magnetic field to a shield current calculation part(624). A phase detection part(623) detects a phase of the magnetic field from the leakage magnetic field signal detected from the magnetic field detecting part. The shield current calculation part produces proper size and phase values of the shield current flowing in the shielding coil from size and phase information of the leakage magnetic field.

Description

자기장 센서를 이용한 자동제어 역전류 차폐장치 및 방법{Automatically controlled EMF cancellation apparatus and method using reverse current with field sensor}Automatically controlled EMF cancellation apparatus and method using reverse current with field sensor

본 발명은 전류 센서를 이용한 자동제어 역전류 차폐장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전류가 흐르는 전선 주변에 역방향 전류를 흐르게 하여 전자파를 차폐하되, 자기장 센서를 이용하여 역방향 전류를 지속적으로 자동 제어하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an automatic control reverse current shielding device using a current sensor, and more particularly, to shield electromagnetic waves by flowing a reverse current around a current flowing wire, while continuously controlling the reverse current using a magnetic field sensor. Relates to a device.

전자 기기, 의료기기, 전기 자동차, 전차 등과 같이 전기를 동력원으로 구동 및 동작하는 기기들의 전력은 지금까지 전력선을 사용하여 전달 받았다. 이러한 전력선의 사용은 기기의 이동성을 저해 하거나 위치적 제약을 수반하였다. 따라서, 이를 극복하기 위하여 전자기 유도 방식, 주파수 공진 방식, Radiation 방식 등과 같은 무선전력 전송 장치를 개발 하였다.Power of devices that drive and operate electricity as a power source, such as electronic devices, medical devices, electric vehicles, and electric vehicles, has been transmitted using power lines. The use of such power lines has impeded the mobility of the equipment or accompanied positional constraints. Therefore, to overcome this problem, wireless power transmission devices such as electromagnetic induction, frequency resonance, and radiation methods have been developed.

이러한 무선 전력 전송 장치는 전자기유도 현상, 자기공명현상 및 RF 대역 송수신 안테나 간의 Radiation 성질을 이용하여 전력을 전달하는 것으로 전력 전달 시 높은 전자파를 발생시키며, 이러한 전자파는 전자기기의 오 동작과 인체를 영향을 줄 수 있는 문제점이 있었다.The wireless power transmitter transmits power by using electromagnetic induction, magnetic resonance, and radiation properties between RF band transmitting and receiving antennas, and generates high electromagnetic waves during power transmission. These electromagnetic waves affect the malfunction of the electronic device and the human body. There was a problem that could give.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 전류가 흐르는 전선 주변에 역방향 전류를 흐르게 함으로써 전자파를 차폐하며, 또한 발생하는 자기장을 지속적으로 측정하여 자동으로 역방향 전류를 최적으로 제어함으로써 전자파의 발생을 최소화하도록 하는데 그 목적이 있다.The present invention was devised to solve such a problem, and shields electromagnetic waves by flowing a reverse current around a current-carrying electric wire, and also by continuously measuring the magnetic field generated and automatically controlling the reverse current to optimize the electromagnetic wave. The goal is to minimize the occurrence.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른, 자기장 센서를 이용한 자동제어 역전류 차폐장치는, 자기장 발생장치의 전류가 흐르는 코일 주변에 설치되어 상기 코일의 전류와 반대방향 전류가 흐름으로써 전자파를 상쇄시키는 차폐코일; 상기 차폐코일에 의하여 자기장 차폐될 부분에서 발생하는 자기장을 감지하는 자기장 센서부; 상기 자기장 센서부에서 감지된 자기장 신호에서 자기장의 크기(amplitude)를 감지하는 EMF 크기 감지부; 상기 자기장 센서부에서 감지된 자기장 신호에서 자기장의 위상(phase)을 감지하는 위상 감지부; 상기 EMF 크기 감지부로부터 전달받은 자기장 크기 정보와 상기 위상 감지부로부터 전달받은 자기장 위상 정보로부터, 이를 상쇄시킬 수 있는, 차폐코일에 흐르게 할 차폐전류의 크기와 위상값을 산출하고 이에 따라 전류발생기를 제어하는 차폐전류 산출부; 및 상기 차폐전류 산출부의 제어에 따라, 상기 차폐전류 산출부에서 산출된 크기와 위상값을 가지는 차폐전류를 차폐코일에 발생시키는 전류발생기를 포함한다.In order to achieve the above object, an automatic control reverse current shielding device using a magnetic field sensor according to the present invention is installed around a coil through which a current of a magnetic field generator flows to cancel an electromagnetic wave by a current flowing in a direction opposite to that of the coil. Shielding coil to be made; A magnetic field sensor unit for detecting a magnetic field generated at a portion to be shielded by the shielding coil; An EMF magnitude detector configured to detect an amplitude of the magnetic field in the magnetic field signal detected by the magnetic field sensor; A phase detecting unit detecting a phase of a magnetic field in the magnetic field signal sensed by the magnetic field sensor unit; From the magnetic field size information received from the EMF size detection unit and the magnetic field phase information received from the phase detection unit, the magnitude and phase value of the shielding current to be flowed in the shielding coil, which can cancel this, is calculated and accordingly A shielding current calculating unit for controlling; And a current generator for generating a shielding current having a magnitude and a phase value calculated by the shielding current calculating unit in the shielding coil under the control of the shielding current calculating unit.

상기 차폐전류 산출부는, 상기 EMF 크기 감지부로부터 전달받은 자기장 신호의 크기(amplitude) 정보 및 상기 위상 감지부로부터 자기장 신호의 전달받은 위상(phase) 정보로부터, 자기장을 상쇄시킬 수 있는 차폐전류의 크기 및 위상값을 산출하는 차폐전류값 산출모듈; 및 상기 차폐전류값 산출모듈에서 산출한 차폐전류의 크기 및 위상값의 전류를 차폐코일에 발생시키도록 상기 전류발생기를 제어하는 전류발생기 제어부를 포함할 수 있다.The shielding current calculator may include a magnitude of shielding current capable of canceling a magnetic field from amplitude information of a magnetic field signal received from the EMF magnitude detector and phase information received from the magnetic field signal from the phase detector. And a shielding current value calculating module calculating a phase value. And a current generator controller configured to control the current generator to generate a current of the shield current and the magnitude of the shield current calculated by the shield current value calculating module to the shield coil.

상기 차폐전류 산출부는, 상기 EMF 크기 감지부로부터 전달받은 자기장 신호의 크기(amplitude) 정보로부터, 자기장을 상쇄시킬 수 있는 차폐전류의 크기값을 산출하는 차폐전류값 산출모듈; 및 상기 위상 감지부로부터 전달받은 자기장 신호의 위상(phase) 정보로부터, 자기장을 상쇄시킬 수 있는 차폐전류의 위상값을 산출하고, 산출된 상기 위상값 및 상기 차폐전류값 산출모듈에서 산출된 차폐전류의 크기값을 갖는 전류를 차폐코일에 발생시키도록 상기 전류발생기를 제어하는 전류발생기 제어부를 포함할 수 있다.The shielding current calculator may include: a shielding current value calculating module configured to calculate a magnitude value of shielding current capable of canceling a magnetic field from amplitude information of a magnetic field signal received from the EMF magnitude detecting unit; And calculating the phase value of the shielding current capable of canceling the magnetic field from the phase information of the magnetic field signal received from the phase sensing unit, and calculating the phase value and the shielding current calculated by the shielding current value calculating module. It may include a current generator control unit for controlling the current generator to generate a current having a magnitude value of the shielding coil.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 이동체에 자기유도방식으로 전력을 공급하는, 역방향 전류에 의한 전자파 차폐기능을 갖춘 급전장치는, 전류발생기로부터 전력을 공급받아, 자기장을 발생시키기 위한 전류가 흐르는 급전코일; 상기 급전코일 전류에 의해 발생되는 자기장을 집전장치로 전달하기 위한 자극을 구비하는 급전코어; 상기 급전코일 주변에 설치되어 상기 코일의 전류와 반대방향 전류가 흐름으로써 전자파를 상쇄시키는 차폐코일; 상기 차폐코일에 의하여 자기장 차폐될 부분에서 발생하는 자기장을 감지하는 자기장 센서부; 상기 자기장 센서부에서 감지된 자기장 신호에서 자기장의 크기(amplitude)를 감지하는 EMF 크기 감지부; 상기 자기장 센서부에서 감지된 자기장 신호에서 자기장의 위상(phase)을 감지하는 위상 감지부; 상기 EMF 크기 감지부로부터 전달받은 자기장 크기 정보와 상기 위상 감지부로부터 전달받은 자기장 위상 정보로부터, 이를 상쇄시킬 수 있는 차폐전류의 크기와 위상값을 산출하고 이에 따라 전류발생기를 제어하는 차폐전류 산출부; 및 상기 차폐전류 산출부의 제어에 따라, 상기 차폐전류 산출부에서 산출된 크기와 위상값을 가지는 전류를 차폐코일에 발생시키는 전류발생기를 포함한다.According to another aspect of the present invention, a power feeding device having an electromagnetic shielding function by a reverse current, which supplies electric power to a mobile body in a magnetic induction manner, is supplied with electric power from a current generator, and a feed coil having a current flowing to generate a magnetic field. ; A feeding core having a magnetic pole for delivering a magnetic field generated by the feeding coil current to a current collector; A shielding coil installed around the feeding coil to cancel electromagnetic waves by flowing a current opposite to the current of the coil; A magnetic field sensor unit for detecting a magnetic field generated at a portion to be shielded by the shielding coil; An EMF magnitude detector configured to detect an amplitude of the magnetic field in the magnetic field signal detected by the magnetic field sensor; A phase detecting unit detecting a phase of a magnetic field in the magnetic field signal sensed by the magnetic field sensor unit; Shielding current calculating unit for calculating the magnitude and phase value of the shielding current that can cancel this, from the magnetic field size information received from the EMF size detection unit and the magnetic field phase information received from the phase detection unit, and controls the current generator accordingly ; And a current generator for generating a current in the shielding coil having a magnitude and a phase value calculated by the shielding current calculating unit under the control of the shielding current calculating unit.

상기 차폐전류 산출부는, 상기 EMF 크기 감지부로부터 전달받은 자기장 신호의 크기(amplitude) 정보 및 상기 위상 감지부로부터 전달받은 자기장 신호의 위상(phase) 정보로부터, 자기장을 상쇄시킬 수 있는 차폐전류의 크기 및 위상값을 산출하는 차폐전류값 산출모듈; 및 상기 차폐전류값 산출모듈에서 산출한 차폐전류의 크기 및 위상값의 전류를 차폐코일에 발생시키도록 상기 전류발생기를 제어하는 전류발생기 제어부를 포함할 수 있다.The shielding current calculating unit may include a magnitude of shielding current capable of canceling a magnetic field from amplitude information of a magnetic field signal received from the EMF magnitude detector and phase information of a magnetic field signal received from the phase detector. And a shielding current value calculating module calculating a phase value. And a current generator controller configured to control the current generator to generate a current of the shield current and the magnitude of the shield current calculated by the shield current value calculating module to the shield coil.

상기 차폐전류 산출부는, 상기 EMF 크기 감지부로부터 전달받은 자기장 신호의 크기(amplitude) 정보로부터, 자기장을 상쇄시킬 수 있는 차폐전류의 크기값을 산출하는 차폐전류값 산출모듈; 및 상기 위상 감지부로부터 전달받은 자기장 신호의 위상(phase) 정보로부터, 자기장을 상쇄시킬 수 있는 차폐전류의 위상값을 산출하고, 산출된 상기 위상값 및 상기 차폐전류값 산출모듈에서 산출된 차폐전류의 크기값을 갖는 전류를 차폐코일에 발생시키도록 상기 전류발생기를 제어하는 전류발생기 제어부를 포함할 수 있다.The shielding current calculator may include: a shielding current value calculating module configured to calculate a magnitude value of shielding current capable of canceling a magnetic field from amplitude information of a magnetic field signal received from the EMF magnitude detecting unit; And calculating the phase value of the shielding current capable of canceling the magnetic field from the phase information of the magnetic field signal received from the phase sensing unit, and calculating the phase value and the shielding current calculated by the shielding current value calculating module. It may include a current generator control unit for controlling the current generator to generate a current having a magnitude value of the shielding coil.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 이동체의 진행경로를 따라 설치된 급전장치로부터 자기유도방식으로 전력을 공급받으면서 역방향 전류에 의한 전자파 차폐기능을 갖는, 이동체에 설치된 집전장치는, 이동체 하단에 급전장치와 일정간격 이격되어 설치되며, 급전장치에서 발생한 자기장을 전달받는 자극을 구비하는 집전코어; 상기 집전코어에 루프형태로 설치되어, 상기 자기장에 의해 유도되는 전류가 흐르는 집전코일; 상기 집전코일 주변에 설치되어 상기 코일의 전류와 반대방향 전류가 흐름으로써 전자파를 상쇄시키는 차폐코일; 상기 차폐코일에 의하여 자기장 차폐될 부분에서 발생하는 자기장을 감지하는 자기장 센서부; 상기 자기장 센서부에서 감지된 자기장 신호에서 자기장의 크기(amplitude)를 감지하는 EMF 크기 감지부; 상기 자기장 센서부에서 감지된 자기장 신호에서 자기장의 위상(phase)을 감지하는 위상 감지부; 상기 EMF 크기 감지부로부터 전달받은 자기장 크기 정보와 상기 위상 감지부로부터 전달받은 자기장 위상 정보로부터, 이를 상쇄시킬 수 있는 차폐전류의 크기와 위상값을 산출하고 이에 따라 전류발생기를 제어하는 차폐전류 산출부; 및 상기 차폐전류 산출부의 제어에 따라, 상기 차폐전류 산출부에서 산출된 크기와 위상값을 가지는 전류를 차폐코일에 발생시키는 전류발생기를 포함한다.According to still another aspect of the present invention, a current collector installed on a mobile body having electromagnetic shielding function by reverse current while being supplied with power in a magnetic induction manner from a power feeding device installed along a traveling path of the mobile body, has a power supply device at a lower portion of the mobile body. A current collector core spaced apart from each other and having a magnetic pole for receiving a magnetic field generated from the power feeding device; A current collector coil installed in the current collector core in a loop shape and flowing current induced by the magnetic field; A shielding coil installed around the current collector coil to cancel electromagnetic waves by flowing a current opposite to the current of the coil; A magnetic field sensor unit for detecting a magnetic field generated at a portion to be shielded by the shielding coil; An EMF magnitude detector configured to detect an amplitude of the magnetic field in the magnetic field signal detected by the magnetic field sensor; A phase detecting unit detecting a phase of a magnetic field in the magnetic field signal sensed by the magnetic field sensor unit; Shielding current calculating unit for calculating the magnitude and phase value of the shielding current that can cancel this, from the magnetic field size information received from the EMF size detection unit and the magnetic field phase information received from the phase detection unit, and controls the current generator accordingly ; And a current generator for generating a current in the shielding coil having a magnitude and a phase value calculated by the shielding current calculating unit under the control of the shielding current calculating unit.

상기 차폐전류 산출부는, 상기 EMF 크기 감지부로부터 전달받은 자기장 신호의 크기(amplitude) 정보 및 상기 위상 감지부로부터 전달받은 자기장 신호의 위상(phase) 정보로부터, 자기장을 상쇄시킬 수 있는 차폐전류의 크기 및 위상값을 산출하는 차폐전류값 산출모듈; 및 상기 차폐전류값 산출모듈에서 산출한 차폐전류의 크기 및 위상값의 전류를 차폐코일에 발생시키도록 상기 전류발생기를 제어하는 전류발생기 제어부를 포함할 수 있다.The shielding current calculating unit may include a magnitude of shielding current capable of canceling a magnetic field from amplitude information of a magnetic field signal received from the EMF magnitude detector and phase information of a magnetic field signal received from the phase detector. And a shielding current value calculating module calculating a phase value. And a current generator controller configured to control the current generator to generate a current of the shield current and the magnitude of the shield current calculated by the shield current value calculating module to the shield coil.

상기 차폐전류 산출부는, 상기 EMF 크기 감지부로부터 전달받은 자기장 신호의 크기(amplitude) 정보로부터, 자기장을 상쇄시킬 수 있는 차폐전류의 크기값을 산출하는 차폐전류값 산출모듈; 및 상기 위상 감지부로부터 전달받은 자기장 신호의 위상(phase) 정보로부터, 자기장을 상쇄시킬 수 있는 차폐전류의 위상값을 산출하고, 산출된 상기 위상값 및 상기 차폐전류값 산출모듈에서 산출된 차폐전류의 크기값을 갖는 전류를 차폐코일에 발생시키도록 상기 전류발생기를 제어하는 전류발생기 제어부를 포함할 수 있다.The shielding current calculator may include: a shielding current value calculating module configured to calculate a magnitude value of shielding current capable of canceling a magnetic field from amplitude information of a magnetic field signal received from the EMF magnitude detecting unit; And calculating the phase value of the shielding current capable of canceling the magnetic field from the phase information of the magnetic field signal received from the phase sensing unit, and calculating the phase value and the shielding current calculated by the shielding current value calculating module. It may include a current generator control unit for controlling the current generator to generate a current having a magnitude value of the shielding coil.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 자기장 센서를 이용한 자동제어 역전류 차폐장치가 자동제어되는 역전류를 이용하여 자기장을 차폐하는 방법은, (a) 자기장 발생장치 코일에 흐르는 전류에 의해 발생하는 누설 자기장을 감지하는 단계; (b) 상기 감지된 누설 자기장 신호에서, 자기장의 크기(amplitude) 및 위상(phase)을 감지하는 단계; (c) 상기 자기장 크기와 위상 정보로부터, 이를 상쇄시킬 수 있는, 차폐코일에 흐르게 할 차폐전류의 크기와 위상값을 산출하는 단계; 및 (d) 상기 단계(c)에서 산출된 크기와 위상값을 가지며, 상기 자기장 발생장치 코일 전류와 반대방향으로 흐르는 차폐전류를 차폐코일에 발생시키는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, a method for shielding a magnetic field using a reverse current controlled automatically by the automatic reverse current shielding device using a magnetic field sensor, (a) leakage caused by the current flowing through the magnetic field generator coil Sensing a magnetic field; (b) sensing amplitude and phase of a magnetic field in the sensed leakage magnetic field signal; (c) calculating, from the magnetic field size and phase information, the magnitude and phase value of a shielding current to flow in the shielding coil, which can cancel this; And (d) generating a shielding current having a magnitude and a phase value calculated in step (c) and flowing a shielding current flowing in a direction opposite to the magnetic field generator coil current.

본 발명은 전류가 흐르는 전선 주변에 역방향 전류를 흐르게 함으로써 전자파를 차폐하며, 또한 발생하는 자기장을 지속적으로 측정하여 자동으로 역방향 전류를 최적으로 제어함으로써 전자파의 발생을 최소화하도록 하는 효과가 있다.The present invention has the effect of minimizing the generation of electromagnetic waves by shielding the electromagnetic wave by flowing a reverse current around the electric wire flowing current, and by continuously measuring the magnetic field generated by automatically controlling the reverse current automatically.

도 1은 1차 코일과 2차 코일간의 전력 전달을 구현하는 회로를 나타내는 도면.
도 2는 급전장치와 집전장치 간의 무선전력 전달을 나타내는 모식도.
도 3은 전자파 차폐를 위한 역방향 전류 케이블을 적용한 급전장치와 이동체에 부착된 집전장치의 수직 단면도.
도 4는 전자파 차폐를 위한 역방향 전류 케이블을 적용한 급전장치의 모식도.
도 5는 전자파 차폐를 위한 역방향 전류 케이블을 적용한 집전장치의 모식도.
도 6은 자동제어장치를 구비하는 역방향 전류에 의한 전자파 차폐장치의 일 실시예로서의 구성을 나타내는 도면.
도 7은 자동제어장치를 구비하는 역방향 전류에 의한 전자파 차폐장치의 다른 실시예로서의 구성을 나타내는 도면.1 illustrates a circuit that implements power transfer between a primary coil and a secondary coil.
2 is a schematic diagram showing wireless power transfer between a power feeding device and a current collector.
3 is a vertical cross-sectional view of a power supply device to which a reverse current cable for shielding electromagnetic waves and a current collector attached to a moving body.
4 is a schematic diagram of a power feeding device to which a reverse current cable for shielding electromagnetic waves is applied.
5 is a schematic diagram of a current collector to which a reverse current cable for shielding electromagnetic waves is applied.
Fig. 6 is a diagram showing a configuration as an embodiment of an electromagnetic shielding device by reverse current provided with an automatic control device.
Fig. 7 is a view showing the configuration of another embodiment of the electromagnetic shielding device by the reverse current provided with the automatic control device.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately interpret the concepts of the terms appropriately It should be interpreted in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined. Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.

도 1은 1차 코일과 2차 코일간의 전력 전달을 구현하는 회로를 나타내는 도면이다.1 is a diagram illustrating a circuit for implementing power transfer between a primary coil and a secondary coil.

현재 개발되고 있는 전자기 유도 방식의 무선 전력 전송 장치는 도 1과 같이 1차측 코일(10)에서는 Cs와 Ls에 의한 직렬 공진을 이용하여 특정 주파수의 전력을 공급하고, 2차측 코일(20)에서 CL와 LL에 의한 직렬 공진(1차측의 공진 주파수와 일치시킴)을 이용하여 전력을 공급 받도록 설계되어 있다.
The wireless power transmitter of the electromagnetic induction method currently being developed, as shown in FIG. 1, supplies power of a specific frequency by using the series resonance of Cs and Ls in the primary coil 10 and C in the secondary coil 20. It is designed to receive electric power by using series resonance by L and L L (matching the resonance frequency of the primary side).

도 2는 전력전달장치와 전력수신장치 간의 무선전력 전달을 나타내는 모식도이다.2 is a schematic diagram showing wireless power transfer between a power transmission device and a power reception device.

도 2는 자성 물질의 코어를 적용한 무선전력 장치의 모식도를 보여 주고 있다. 일 실시예로서, 본 도면은 1차 코일이 도로면에 매설되는 전기자동차 급전장치의 급전코일이고, 2차 코일이 전기자동차에 부착되는 집전장치의 집전코일인 경우의 자기유도 방식의 무선 전력 전송 장치의 두가지 실시예(210,220)가 도시되어 있다.2 shows a schematic diagram of a wireless power device using a core of magnetic material. As an embodiment, the present invention is a magnetic induction wireless power transmission when the primary coil is a power supply coil of the electric vehicle power supply device embedded in the road surface, the secondary coil is a current collector coil of the current collector attached to the electric vehicle. Two embodiments 210 and 220 of the apparatus are shown.

도 2에서와 같이 자성 물질의 코어를 적용한 경우 1차 코일인 급전코일(211,221)에 흐르는 전류가 H field를 발생시켜, 이에 의하여 급전코어(212,222)에 B field를 발생시킨다. 이렇게 생성된 B field가 집전코어(213,223)를 통하여 2차 코일인 집전코일(214,224)을 관통하도록 하여 집전코일(214,224)에 전류가 유도되고, 이에 의하여 집전장치에 전력을 전달하게 된다.
When the core of the magnetic material is applied as shown in FIG. 2, a current flowing through the feed coils 211 and 221 which are the primary coils generates an H field, thereby generating a B field in the feed cores 212 and 222. The B field thus generated passes through the current collector coils 214 and 224, which are secondary coils, through the current collector cores 213 and 223, thereby inducing current to the current collector coils 214 and 224, thereby transferring power to the current collectors.

도 3은 전자파 차폐를 위한 역방향 전류 케이블을 적용한 급전장치 및, 이동체에 부착된 집전장치의 수직 단면도이고, 도 4는 전자파 차폐를 위한 역방향 전류 케이블을 적용한 급전장치의 모식도이며, 도 5는 전자파 차폐를 위한 역방향 전류 케이블을 적용한 집전장치의 모식도이다.3 is a vertical cross-sectional view of a power supply device to which a reverse current cable for electromagnetic shielding and a current collector attached to a moving body, FIG. 4 is a schematic diagram of a power supply device to which a reverse current cable for electromagnetic shielding is applied, and FIG. Schematic diagram of a current collector with a reverse current cable for.

급전장치(310)의 급전코어(311) 및 급전코일(312), 그리고 집전장치(320)의 집전코어(321) 및 집전코일(322)이 도시되어 있다.The power feeding core 311 and the power feeding coil 312 of the power feeding device 310, and the current collecting core 321 and the current collecting coil 322 of the current collecting device 320 are illustrated.

급전장치(310)의 급전코일(312)에 흐르는 전류에 의한 자기장을 차폐하기 위하여, 차폐하고자 하는 위치에 급전장치용 차폐코일(313)을 위치시키고, 급전코일(312) 전류와 역방향의 전류를 강제적으로 인가함으로써 자기장을 상쇄하게 된다.In order to shield the magnetic field caused by the current flowing in the feed coil 312 of the feeder 310, the shielding coil 313 for the feeder is positioned at the position to be shielded, and the current in the opposite direction to the feed coil 312 current is supplied. The forced application cancels the magnetic field.

또한 집전장치(320)의 집전코일(322)에 흐르는 전류에 의한 자기장을 차폐하기 위하여 차폐하고자 하는 위치에 집전장치용 차폐코일(323)을 위치시키고, 집전코일(322) 전류와 역방향의 전류를 강제적으로 인가함으로써 자기장을 상쇄하게 된다.In addition, in order to shield the magnetic field due to the current flowing in the current collector coil 322 of the current collector 320, the shielding coil 323 for the current collector is positioned at the position to be shielded, and the current in the opposite direction to the current of the current collector 322 is applied. The forced application cancels the magnetic field.

본 발명은 도 4에 도시된 바와 같이, 급전장치에 대한 전류발생기(current generator)(350)에서 급전코일(312)에 흐르는 전류를 공급하고, 또한 차폐코일(313)에 흐르는 역방향 전류도 적절하게 조절하여 공급하게 된다. 물론 급전코일(312) 및 차폐코일(313)에 흐르는 전류를 별개의 전류발생기로 제어할 수도 있다. 어느 경우이든지 급전코일(312) 전류와 별개로, 적절한 크기의 역방향 전류가 차폐코일(313)에 흐르도록 제어할 수 있다.As shown in FIG. 4, the present invention supplies the current flowing through the feed coil 312 in the current generator 350 for the feed device, and also the reverse current flowing through the shielding coil 313 as appropriate. It is regulated and supplied. Of course, the current flowing through the feed coil 312 and the shielding coil 313 may be controlled by a separate current generator. In either case, apart from the feed coil 312 current, a reverse current of an appropriate magnitude can be controlled to flow through the shield coil 313.

또한 도 5에 된 바와 같이, 급전장치(310)에서 발생한 자기장에 의해 집전코일(322)에 전류가 유도되고, 집전장치(320)에 대한 전류발생기(current generator)(360)는, 집전코일(322)에 유도된 집전전류와 역방향의 전류가 차폐코일(323)에 흐르도록 제어하되, 적절한 크기의 역방향 전류가 되도록 제어하게 된다.In addition, as shown in FIG. 5, a current is induced in the current collector coil 322 by the magnetic field generated by the power supply device 310, and the current generator 360 for the current collector 320 is a current collector coil ( The current in the current collector and the reverse direction induced in the 322 is controlled to flow in the shielding coil 323, but to control the reverse current of the appropriate magnitude.

집전장치에 의하여 발생하는 자기장의 세기는 집전장치와의 거리의 제곱에 반비례하며 감소하므로 집전장치에서 멀어질수록 그 세기는 급속하게 감소한다. 따라서 차폐하고자 하는 위치에 가깝게 차폐코일을 위치시키면, 집전장치의 전류보다 미약한 차폐전류를 발생시킴으로써도 적절한 자기장 차폐효과를 낼 수가 있다. 동일한 방법으로 차폐코일을 사용하여 급전장치에 발생하는 자기장도 효율적으로 차폐하는 것이 가능하다.
The strength of the magnetic field generated by the current collector decreases in inverse proportion to the square of the distance to the current collector, so that the strength decreases rapidly as it moves away from the current collector. Therefore, if the shielding coil is placed close to the position to be shielded, an appropriate magnetic field shielding effect can be obtained even by generating a shielding current weaker than that of the current collector. In the same way, the shielding coil can be used to efficiently shield the magnetic field generated in the power feeding device.

도 6은 자동제어장치를 구비하는 역방향 전류에 의한 전자파 차폐장치(600)의 일 실시예로서의 구성을 나타내는 도면이다.FIG. 6 is a diagram showing a configuration as an embodiment of the electromagnetic shielding device 600 by a reverse current provided with an automatic control device.

자기장 발생장치(60)는 차폐해야할 누설 자기장(611)을 발생시키는 장치이다. 일 실시예로서 전기자동차에서 급전장치 또는 집전장치가 될 수 있다. 이로부터 발생한 누설 자기장은 차폐코일(610)에 흐르는 역방향 전류에 의하여 감소되게 된다.The magnetic field generator 60 is a device for generating a leakage magnetic field 611 to be shielded. In one embodiment, the electric vehicle may be a power supply device or a current collector. The leakage magnetic field generated therefrom is reduced by the reverse current flowing through the shielding coil 610.

그러나 이러한 자기장은 차량 등의 이동과 함께 지속적으로 변화하게 되므로 누설 자기장의 감소상태도 지속적으로 변화하게 된다. 이를 위해 자기장 센서부(621)는, 차폐코일(610)에 의해 차폐되어야 할 누설 자기장이 발생하는 부분에서 누설 자기장을 감지하고, 감지된 누설 자기장 신호를 컨트롤러 블럭(controller block)의 EMF 크기 감지부(622)에 전달한다. EMF 크기 감지부(622)는 전달받은 자기장의 크기(amplitude)값을 감지하여 차폐전류 산출부(624)로 전달한다.However, since the magnetic field is continuously changed with the movement of the vehicle, the reduced state of the leakage magnetic field is also continuously changed. To this end, the magnetic field sensor unit 621 detects a leakage magnetic field at a portion where a leakage magnetic field to be shielded by the shielding coil 610 is generated, and detects the detected leakage magnetic field signal by the EMF size detection unit of the controller block. Forward to 622. The EMF size detection unit 622 detects an amplitude value of the received magnetic field and transfers it to the shielding current calculation unit 624.

또한 위상 감지부(phase detector)(623)는, 자기장 센서부(621)로부터 감지된 누설 자기장 신호를 전달받아, 이로부터 자기장의 위상(phase)을 감지하여 차폐전류 산출부(624)로 전달한다.In addition, the phase detector 623 receives a leaked magnetic field signal detected by the magnetic field sensor 621, detects a phase of the magnetic field, and transmits the detected phase to the shielding current calculator 624. .

차폐전류 산출부(624)는 전달받은 누설 자기장 크기와 위상 정보로부터 이를 상쇄시킬 수 있는, 차폐코일에 흐르게 할 차폐전류의 적절한 크기와 위상값을 산출한 후 전류발생기(625)를 제어하여, 산출된 크기와 위상값을 가지는 차폐전류를 전류발생기(625)에서 차폐코일(610)에 발생시키도록 한다.The shielding current calculating unit 624 calculates an appropriate magnitude and phase value of the shielding current to flow in the shielding coil, which can cancel the leakage magnetic field size and phase information, and then controls the current generator 625 to calculate the calculated value. A shielding current having a predetermined magnitude and phase value is generated in the shielding coil 610 by the current generator 625.

상기 차폐전류 산출부(624)는 차폐전류값 산출모듈(624.1) 및 전류발생기 제어부(624.2)를 포함할 수 있다. 차폐전류값 산출모듈(624.1)은 EMF 크기 감지부(622)에서 전달받은 자기장 신호의 크기(amplitude) 정보 및 위상 감지부(623)에서 전달받은 자기장 신호의 위상(phase) 정보로부터, 자기장을 상쇄시킬 수 있는, 차폐코일에 흐르게 할 차폐전류의 적절한 크기와 위상값을 산출하여 이를 전류발생기 제어부(624.2)로 전달하고, 전류발생기 제어부(624.2)는 전류발생기(625)를 제어하여, 산출된 크기와 위상값을 가지는 전류를 전류발생기(625)가 차폐코일(610)에 발생시키도록 한다.The shielding current calculator 624 may include a shielding current value calculating module 624.1 and a current generator controller 624.2. The shielding current value calculation module 624.1 cancels the magnetic field from the amplitude information of the magnetic field signal transmitted from the EMF magnitude detection unit 622 and the phase information of the magnetic field signal received from the phase detection unit 623. Calculate the appropriate magnitude and phase value of the shielding current to be flowed into the shielding coil, and transmit it to the current generator control unit 624.2, the current generator control unit 624.2 controls the current generator 625, the calculated magnitude The current generator 625 causes the shielding coil 610 to generate a current having a phase value of and.

또는 차폐전류값 산출모듈(624.1)은 EMF 크기 감지부(622)에서 전달받은 자기장 신호의 크기(amplitude) 정보로부터 자기장을 상쇄시킬 수 있는, 차폐코일에 흐르게 할 차폐전류의 적절한 크기값만을 산출하여 전류발생기 제어부(624.2)로 전달할 수 있다. 이 경우 위상 감지부(623)는 감지된 누설 자기장 신호의 위상(phase) 정보를 전류발생기 제어부(624.2)로 전달하며, 전류발생기 제어부(624.2)는 자기장을 상쇄시킬 수 있는 차폐전류의 적절한 위상값을 산출하여, 산출된 위상값과, 차폐전류값 산출모듈(624.1)로부터 기 전달받은 전류크기 값을 가지는 차폐전류를 전류발생기(625)로 하여금 차폐코일에 발생시키도록 제어할 수도 있다.
Alternatively, the shielding current value calculating module 624.1 calculates only an appropriate magnitude value of the shielding current to flow in the shielding coil, which can cancel the magnetic field from the amplitude information of the magnetic field signal received from the EMF magnitude sensing unit 622. It may be transferred to the current generator control unit 624.2. In this case, the phase detector 623 transmits the phase information of the detected leakage magnetic field signal to the current generator controller 624.2, and the current generator controller 624.2 has an appropriate phase value of the shielding current that can cancel the magnetic field. The shielding current having the calculated phase value and the current magnitude value pre-transmitted from the shielding current value calculating module 6241 may be controlled to cause the current generator 625 to generate the shielding coil.

도 7은 자동제어장치를 구비하는 역방향 전류에 의한 전자파 차폐장치(700)의 다른 실시예로서의 구성을 나타내는 도면이다.FIG. 7 is a diagram showing the configuration of another embodiment of the electromagnetic shielding device 700 by the reverse current provided with the automatic control device.

자기장 발생장치(70)는 전류에 의해, 차폐해야할 누설 자기장(711)을 발생시키는 장치이다. 일 실시예로서 전기자동차에서 급전장치 또는 집전장치가 될 수 있다. 이로부터 발생한 누설 자기장은 차폐코일(710)에 흐르는 역방향 전류에 의하여 감소되게 된다.The magnetic field generating device 70 is a device that generates a leakage magnetic field 711 to be shielded by a current. In one embodiment, the electric vehicle may be a power supply device or a current collector. The leakage magnetic field generated therefrom is reduced by the reverse current flowing through the shielding coil 710.

그러나 이러한 자기장은 차량 등의 이동과 함께 지속적으로 변화하게 되므로 누설 자기장의 감소상태도 지속적으로 변화하게 된다. 이를 위해 전류 센서부(721)는, 자기장 발생장치(70)의 코일에 흐르는 전류를 감지하고, 감지된 전류 신호를 컨트롤러 블럭(controller block)의 전류 크기 감지부(722)에 전달한다. 전류 크기 감지부(722)는 전달받은 전류 신호로부터 전류의 크기(amplitude)값을 감지하여 차폐전류 산출부(724)로 전달한다.However, since the magnetic field is continuously changed with the movement of the vehicle, the reduced state of the leakage magnetic field is also continuously changed. To this end, the current sensor unit 721 detects a current flowing through the coil of the magnetic field generating device 70 and transmits the sensed current signal to the current magnitude detecting unit 722 of the controller block. The current magnitude detector 722 detects an amplitude value of the current from the received current signal and transfers it to the shielding current calculator 724.

또한 위상 감지부(phase detector)(723)는, 전류 센서부(721)로부터 감지된 전류 신호를 전달받아, 이로부터 전류의 위상(phase)을 감지하여 차폐전류 산출부(724)로 전달한다.In addition, the phase detector 723 receives a current signal sensed by the current sensor 721, detects a phase of the current from the current sensor 721, and transmits the detected current signal to the shielding current calculator 724.

차폐전류 산출부(724)는 전달받은 전류 크기와 위상 정보로부터 이를 상쇄시킬 수 있는, 차폐코일에 흐르게 할 차폐전류의 적절한 크기와 위상값을 산출한 후 전류발생기(725)를 제어하여, 산출된 크기와 위상값을 가지는 차폐전류를 전류발생기(725)에서 차폐코일(710)에 발생시키도록 한다.The shielding current calculating unit 724 calculates an appropriate magnitude and phase value of the shielding current to flow in the shielding coil, which can cancel it from the received current magnitude and phase information, and then controls the current generator 725. A shielding current having a magnitude and a phase value is generated in the shielding coil 710 in the current generator 725.

상기 차폐전류 산출부(724)는 차폐전류값 산출모듈(724.1) 및 전류발생기 제어부(724.2)를 포함할 수 있다. 차폐전류값 산출모듈(724.1)은 전류 크기 감지부(722)에서 전달받은 전류 신호의 크기(amplitude) 정보 및 위상 감지부(723)에서 전달받은 전류 신호의 위상(phase) 정보로부터, 자기장을 상쇄시킬 수 있는, 차폐코일에 흐르게 할 차폐전류의 적절한 크기와 위상값을 산출하여 이를 전류발생기 제어부(724.2)로 전달하고, 전류발생기 제어부(724.2)는 전류발생기(725)를 제어하여, 산출된 크기와 위상값을 가지는 차폐전류를 전류발생기(725)가 차폐코일(710)에 발생시키도록 한다.The shielding current calculator 724 may include a shielding current value calculating module 724.1 and a current generator controller 724.2. The shielding current value calculating module 724.1 cancels the magnetic field from the amplitude information of the current signal received from the current magnitude detecting unit 722 and the phase information of the current signal received from the phase detecting unit 723. Calculate the appropriate magnitude and phase value of the shielding current to be flowed to the shielding coil, and transmit it to the current generator control unit 724.2, the current generator control unit 724.2 controls the current generator 725, the calculated magnitude The current generator 725 causes the shielding coil 710 to generate a shielding current having a phase value.

또는 차폐전류값 산출모듈(724.1)은 전류 크기 감지부(722)에서 전달받은 전류 신호의 크기(amplitude) 정보로부터 자기장을 상쇄시킬 수 있는, 차폐코일에 흐르게 할 차폐전류의 적절한 크기값만을 산출하여 전류발생기 제어부(724.2)로 전달할 수 있다. 이 경우 위상 감지부(723)는 감지된 전류 신호의 위상(phase) 정보를 전류발생기 제어부(724.2)로 전달하고, 전류발생기 제어부(724.2)는 자기장을 상쇄시킬 수 있는 차폐전류의 적절한 위상값을 산출하여, 산출된 위상값과, 차폐전류값 산출모듈(724.1)로부터 기 전달받은 전류크기 값을 가지는 전류를 전류발생기(725)로 하여금 발생시키도록 제어할 수도 있다.
Alternatively, the shielding current value calculating module 724.1 calculates only an appropriate magnitude value of the shielding current to flow in the shielding coil, which can cancel the magnetic field from the amplitude information of the current signal received from the current magnitude detecting unit 722. May be transferred to the current generator control unit 724.2. In this case, the phase detector 723 transmits phase information of the sensed current signal to the current generator controller 724.2, and the current generator controller 724.2 provides an appropriate phase value of the shielding current that can cancel the magnetic field. The current generator 725 may control the current generator 725 to generate a current having a calculated phase value and a current magnitude value previously transmitted from the shielding current value calculation module 72.1.

10: 1차측 코일 20: 2차측 코일
210: 자기유도 방식의 무선 전력 전송 장치
211: 급전코일 212: 급전코어
213: 집전코어 214: 집전코일
220: 자기유도 방식의 무선 전력 전송 장치
211: 급전코일 212: 급전코어
213: 집전코어 214: 집전코일
30: 이동체 310: 급전장치
311: 급전코어 312: 급전코일
313: 차폐코일 320: 집전장치
321: 집전코어 322: 집전코일
323: 차폐코일 350: 전류발생기
360: 전류발생기
600,700: 역방향 전류에 의한 전자파 차폐장치
610,710: 차폐코일 611,711: 자기장
620,720: 차폐전류 제어부 621: 자기장 센서부
721: 전류 센서부 622: EMF 크기(amplitude) 감지부
722: 전류 크기(amplitude) 감지부
623,723: 위상(phase) 감지부 624,724: 차폐전류 산출부
624.1,724.1: 차폐전류값 산출모듈
624.2,724.2: 전류발생기 제어부 625,725: 전류발생기10: primary coil 20: secondary coil
210: magnetic induction wireless power transmission device
211: Feeding Coil 212: Feeding Core
213: current collector core 214: current collector coil
220: magnetic induction wireless power transmission device
211: Feeding Coil 212: Feeding Core
213: current collector core 214: current collector coil
30: moving body 310: power feeding device
311: Feed Core 312: Feed Coil
313: shielding coil 320: current collector
321: collector core 322: collector coil
323: shielding coil 350: current generator
360: current generator
600,700: Electromagnetic shielding device by reverse current
610,710: shielding coil 611,711: magnetic field
620, 720: shielding current control unit 621: magnetic field sensor unit
721: current sensor unit 622: EMF amplitude detection unit
722: current amplitude detector
623, 723: phase detector 624, 724: shielding current calculator
624.1,724.1: Shield current calculation module
624.2,724.2: Current generator control unit 625,725: Current generator

Claims (10)

자기장 센서를 이용한 자동제어 역전류 차폐장치로서,
자기장 발생장치의 전류가 흐르는 코일 주변에 설치되어 상기 코일의 전류와 반대방향 전류가 흐름으로써 전자파를 상쇄시키는 차폐코일;
상기 차폐코일에 의하여 자기장 차폐될 부분에서 발생하는 자기장을 감지하는 자기장 센서부;
상기 자기장 센서부에서 감지된 자기장 신호에서 자기장의 크기(amplitude)를 감지하는 EMF 크기 감지부;
상기 자기장 센서부에서 감지된 자기장 신호에서 자기장의 위상(phase)을 감지하는 위상 감지부;
상기 EMF 크기 감지부로부터 전달받은 자기장 크기 정보와 상기 위상 감지부로부터 전달받은 자기장 위상 정보로부터, 이를 상쇄시킬 수 있는, 차폐코일에 흐르게 할 차폐전류의 크기와 위상값을 산출하고 이에 따라 전류발생기를 제어하는 차폐전류 산출부; 및
상기 차폐전류 산출부의 제어에 따라, 상기 차폐전류 산출부에서 산출된 크기와 위상값을 가지는 차폐전류를 차폐코일에 발생시키는 전류발생기
를 포함하는 자기장 센서를 이용한 자동제어 역전류 차폐장치.Automatic control reverse current shield using magnetic field sensor,
A shielding coil installed around a coil through which a current of the magnetic field generating device flows to cancel an electromagnetic wave by a current flowing in a direction opposite to that of the coil;
A magnetic field sensor unit for detecting a magnetic field generated at a portion to be shielded by the shielding coil;
An EMF magnitude detector configured to detect an amplitude of the magnetic field in the magnetic field signal detected by the magnetic field sensor;
A phase detecting unit detecting a phase of a magnetic field in the magnetic field signal sensed by the magnetic field sensor unit;
From the magnetic field size information received from the EMF size detection unit and the magnetic field phase information received from the phase detection unit, the magnitude and phase value of the shielding current to be flowed in the shielding coil, which can cancel this, is calculated and accordingly A shielding current calculating unit for controlling; And
Under the control of the shielding current calculating unit, a current generator for generating a shielding current having a magnitude and a phase value calculated in the shielding current calculating unit to the shielding coil
Automatic control reverse current shielding device using a magnetic field sensor comprising a. 청구항 1에 있어서,
상기 차폐전류 산출부는,
상기 EMF 크기 감지부로부터 전달받은 자기장 신호의 크기(amplitude) 정보 및 상기 위상 감지부로부터 전달받은 자기장 신호의 위상(phase) 정보로부터, 자기장을 상쇄시킬 수 있는 차폐전류의 크기 및 위상값을 산출하는 차폐전류값 산출모듈; 및
상기 차폐전류값 산출모듈에서 산출한 차폐전류의 크기 및 위상값의 전류를 차폐코일에 발생시키도록 상기 전류발생기를 제어하는 전류발생기 제어부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 센서를 이용한 자동제어 역전류 차폐장치.The method according to claim 1,
The shielding current calculation unit,
Computing the magnitude and phase value of the shielding current that can cancel the magnetic field from the amplitude information of the magnetic field signal received from the EMF magnitude detector and the phase information of the magnetic field signal received from the phase detector Shielding current value calculating module; And
Current generator control unit for controlling the current generator to generate a current of the magnitude and phase value of the shielding current calculated by the shielding current value calculation module to the shielding coil
Automatic control reverse current shielding device using a magnetic field sensor comprising a. 청구항 1에 있어서,
상기 차폐전류 산출부는,
상기 EMF 크기 감지부로부터 전달받은 자기장 신호의 크기(amplitude) 정보로부터, 자기장을 상쇄시킬 수 있는 차폐전류의 크기값을 산출하는 차폐전류값 산출모듈; 및
상기 위상 감지부로부터 전달받은 자기장 신호의 위상(phase) 정보로부터, 자기장을 상쇄시킬 수 있는 차폐전류의 위상값을 산출하고, 산출된 상기 위상값 및 상기 차폐전류값 산출모듈에서 산출된 차폐전류의 크기값을 갖는 전류를 차폐코일에 발생시키도록 상기 전류발생기를 제어하는 전류발생기 제어부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 센서를 이용한 자동제어 역전류 차폐장치.The method according to claim 1,
The shielding current calculation unit,
A shielding current value calculating module configured to calculate a magnitude value of a shielding current capable of canceling a magnetic field from amplitude information of a magnetic field signal received from the EMF magnitude detecting unit; And
From the phase information of the magnetic field signal received from the phase detection unit, the phase value of the shielding current that can cancel the magnetic field is calculated, and the calculated phase value and the shielding current calculated by the shielding current value calculating module Current generator control unit for controlling the current generator to generate a current having a magnitude value to the shielding coil
Automatic control reverse current shielding device using a magnetic field sensor comprising a. 이동체에 자기유도방식으로 전력을 공급하는, 역방향 전류에 의한 전자파 차폐기능을 갖춘 급전장치로서,
전류발생기로부터 전력을 공급받아, 자기장을 발생시키기 위한 전류가 흐르는 급전코일;
상기 급전코일 전류에 의해 발생되는 자기장을 집전장치로 전달하기 위한 자극을 구비하는 급전코어;
상기 급전코일 주변에 설치되어 상기 코일의 전류와 반대방향 전류가 흐름으로써 전자파를 상쇄시키는 차폐코일;
상기 차폐코일에 의하여 자기장 차폐될 부분에서 발생하는 자기장을 감지하는 자기장 센서부;
상기 자기장 센서부에서 감지된 자기장 신호에서 자기장의 크기(amplitude)를 감지하는 EMF 크기 감지부;
상기 자기장 센서부에서 감지된 자기장 신호에서 자기장의 위상(phase)을 감지하는 위상 감지부;
상기 EMF 크기 감지부로부터 전달받은 자기장 크기 정보와 상기 위상 감지부로부터 전달받은 자기장 위상 정보로부터, 이를 상쇄시킬 수 있는 차폐전류의 크기와 위상값을 산출하고 이에 따라 전류발생기를 제어하는 차폐전류 산출부; 및
상기 차폐전류 산출부의 제어에 따라, 상기 차폐전류 산출부에서 산출된 크기와 위상값을 가지는 전류를 차폐코일에 발생시키는 전류발생기
를 포함하는, 역방향 전류에 의한 전자파 차폐기능을 갖춘 급전장치.A power feeding device with electromagnetic wave shielding function by reverse current, which supplies electric power to the moving body by magnetic induction method,
A power supply coil supplied with electric power from a current generator, through which a current flows to generate a magnetic field;
A feeding core having a magnetic pole for delivering a magnetic field generated by the feeding coil current to a current collector;
A shielding coil installed around the feeding coil to cancel electromagnetic waves by flowing a current opposite to the current of the coil;
A magnetic field sensor unit for detecting a magnetic field generated at a portion to be shielded by the shielding coil;
An EMF magnitude detector configured to detect an amplitude of the magnetic field in the magnetic field signal detected by the magnetic field sensor;
A phase detecting unit detecting a phase of a magnetic field in the magnetic field signal sensed by the magnetic field sensor unit;
Shielding current calculating unit for calculating the magnitude and phase value of the shielding current that can cancel this, from the magnetic field size information received from the EMF size detection unit and the magnetic field phase information received from the phase detection unit, and controls the current generator accordingly ; And
Under the control of the shielding current calculating unit, a current generator for generating a current having a magnitude and phase value calculated in the shielding current calculating unit to the shielding coil
Feeding device having an electromagnetic shielding function by the reverse current, including. 청구항 4에 있어서,
상기 차폐전류 산출부는,
상기 EMF 크기 감지부로부터 전달받은 자기장 신호의 크기(amplitude) 정보 및 상기 위상 감지부로부터 전달받은 자기장 신호의 위상(phase) 정보로부터, 자기장을 상쇄시킬 수 있는 차폐전류의 크기 및 위상값을 산출하는 차폐전류값 산출모듈; 및
상기 차폐전류값 산출모듈에서 산출한 차폐전류의 크기 및 위상값의 전류를 차폐코일에 발생시키도록 상기 전류발생기를 제어하는 전류발생기 제어부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 역방향 전류에 의한 전자파 차폐기능을 갖춘 급전장치.The method of claim 4,
The shielding current calculation unit,
Computing the magnitude and phase value of the shielding current that can cancel the magnetic field from the amplitude information of the magnetic field signal received from the EMF magnitude detector and the phase information of the magnetic field signal received from the phase detector Shielding current value calculating module; And
Current generator control unit for controlling the current generator to generate a current of the magnitude and phase value of the shielding current calculated by the shielding current value calculation module to the shielding coil
A power supply device having an electromagnetic shielding function by a reverse current comprising a. 청구항 4에 있어서,
상기 차폐전류 산출부는,
상기 EMF 크기 감지부로부터 전달받은 자기장 신호의 크기(amplitude) 정보로부터, 자기장을 상쇄시킬 수 있는 차폐전류의 크기값을 산출하는 차폐전류값 산출모듈; 및
상기 위상 감지부로부터 전달받은 자기장 신호의 위상(phase) 정보로부터, 자기장을 상쇄시킬 수 있는 차폐전류의 위상값을 산출하고, 산출된 상기 위상값 및 상기 차폐전류값 산출모듈에서 산출된 차폐전류의 크기값을 갖는 전류를 차폐코일에 발생시키도록 상기 전류발생기를 제어하는 전류발생기 제어부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 역방향 전류에 의한 전자파 차폐기능을 갖춘 급전장치.The method of claim 4,
The shielding current calculation unit,
A shielding current value calculating module configured to calculate a magnitude value of a shielding current capable of canceling a magnetic field from amplitude information of a magnetic field signal received from the EMF magnitude detecting unit; And
From the phase information of the magnetic field signal received from the phase detection unit, the phase value of the shielding current that can cancel the magnetic field is calculated, and the calculated phase value and the shielding current calculated by the shielding current value calculating module Current generator control unit for controlling the current generator to generate a current having a magnitude value to the shielding coil
A power supply device having an electromagnetic shielding function by a reverse current comprising a. 이동체의 진행경로를 따라 설치된 급전장치로부터 자기유도방식으로 전력을 공급받으면서 역방향 전류에 의한 전자파 차폐기능을 갖는, 이동체에 설치된 집전장치로서,
이동체 하단에 급전장치와 일정간격 이격되어 설치되며, 급전장치에서 발생한 자기장을 전달받는 자극을 구비하는 집전코어;
상기 집전코어에 루프형태로 설치되어, 상기 자기장에 의해 유도되는 전류가 흐르는 집전코일;
상기 집전코일 주변에 설치되어 상기 코일의 전류와 반대방향 전류가 흐름으로써 전자파를 상쇄시키는 차폐코일;
상기 차폐코일에 의하여 자기장 차폐될 부분에서 발생하는 자기장을 감지하는 자기장 센서부;
상기 자기장 센서부에서 감지된 자기장 신호에서 자기장의 크기(amplitude)를 감지하는 EMF 크기 감지부;
상기 자기장 센서부에서 감지된 자기장 신호에서 자기장의 위상(phase)을 감지하는 위상 감지부;
상기 EMF 크기 감지부로부터 전달받은 자기장 크기 정보와 상기 위상 감지부로부터 전달받은 자기장 위상 정보로부터, 이를 상쇄시킬 수 있는 차폐전류의 크기와 위상값을 산출하고 이에 따라 전류발생기를 제어하는 차폐전류 산출부; 및
상기 차폐전류 산출부의 제어에 따라, 상기 차폐전류 산출부에서 산출된 크기와 위상값을 가지는 전류를 차폐코일에 발생시키는 전류발생기
를 포함하는, 역방향 전류에 의한 전자파 차폐기능을 갖춘 집전장치.A current collector installed in a moving body having a function of shielding electromagnetic waves by reverse current while receiving power from a power feeding device installed along a moving path of the moving body in a magnetic induction manner,
A current collector core disposed spaced apart from the power feeding device at a lower portion of the movable body and having a magnetic pole receiving a magnetic field generated from the power feeding device;
A current collector coil installed in the current collector core in a loop shape and flowing current induced by the magnetic field;
A shielding coil installed around the current collector coil to cancel electromagnetic waves by flowing a current opposite to the current of the coil;
A magnetic field sensor unit for detecting a magnetic field generated at a portion to be shielded by the shielding coil;
An EMF magnitude detector configured to detect an amplitude of the magnetic field in the magnetic field signal detected by the magnetic field sensor;
A phase detecting unit detecting a phase of a magnetic field in the magnetic field signal sensed by the magnetic field sensor unit;
Shielding current calculating unit for calculating the magnitude and phase value of the shielding current that can cancel this, from the magnetic field size information received from the EMF size detection unit and the magnetic field phase information received from the phase detection unit, and controls the current generator accordingly ; And
Under the control of the shielding current calculating unit, a current generator for generating a current having a magnitude and phase value calculated in the shielding current calculating unit to the shielding coil
Including, a current collector with an electromagnetic shielding function by the reverse current. 청구항 7에 있어서,
상기 차폐전류 산출부는,
상기 EMF 크기 감지부로부터 전달받은 자기장 신호의 크기(amplitude) 정보 및 상기 위상 감지부로부터 전달받은 자기장 신호의 위상(phase) 정보로부터, 자기장을 상쇄시킬 수 있는 차폐전류의 크기 및 위상값을 산출하는 차폐전류값 산출모듈; 및
상기 차폐전류값 산출모듈에서 산출한 차폐전류의 크기 및 위상값의 전류를 차폐코일에 발생시키도록 상기 전류발생기를 제어하는 전류발생기 제어부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 역방향 전류에 의한 전자파 차폐기능을 갖춘 집전장치.The method of claim 7,
The shielding current calculation unit,
Computing the magnitude and phase value of the shielding current that can cancel the magnetic field from the amplitude information of the magnetic field signal received from the EMF magnitude detector and the phase information of the magnetic field signal received from the phase detector Shielding current value calculating module; And
Current generator control unit for controlling the current generator to generate a current of the magnitude and phase value of the shielding current calculated by the shielding current value calculation module to the shielding coil
Current collector with an electromagnetic shielding function by a reverse current comprising a. 청구항 7에 있어서,
상기 차폐전류 산출부는,
상기 EMF 크기 감지부로부터 전달받은 자기장 신호의 크기(amplitude) 정보로부터, 자기장을 상쇄시킬 수 있는 차폐전류의 크기값을 산출하는 차폐전류값 산출모듈; 및
상기 위상 감지부로부터 전달받은 자기장 신호의 위상(phase) 정보로부터, 자기장을 상쇄시킬 수 있는 차폐전류의 위상값을 산출하고, 산출된 상기 위상값 및 상기 차폐전류값 산출모듈에서 산출된 차폐전류의 크기값을 갖는 전류를 차폐코일에 발생시키도록 상기 전류발생기를 제어하는 전류발생기 제어부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 역방향 전류에 의한 전자파 차폐기능을 갖춘 집전장치.The method of claim 7,
The shielding current calculation unit,
A shielding current value calculating module configured to calculate a magnitude value of a shielding current capable of canceling a magnetic field from amplitude information of a magnetic field signal received from the EMF magnitude detecting unit; And
From the phase information of the magnetic field signal received from the phase detection unit, the phase value of the shielding current that can cancel the magnetic field is calculated, and the calculated phase value and the shielding current calculated by the shielding current value calculating module Current generator control unit for controlling the current generator to generate a current having a magnitude value to the shielding coil
Current collector with an electromagnetic shielding function by a reverse current comprising a. 자기장 센서를 이용한 자동제어 역전류 차폐장치가 자동제어되는 역전류를 이용하여 자기장을 차폐하는 방법으로서,
(a) 자기장 발생장치 코일에 흐르는 전류에 의해 발생하는 누설 자기장을 감지하는 단계;
(b) 상기 감지된 누설 자기장 신호에서, 자기장의 크기(amplitude) 및 위상(phase)을 감지하는 단계;
(c) 상기 자기장 크기와 위상 정보로부터, 이를 상쇄시킬 수 있는, 차폐코일에 흐르게 할 차폐전류의 크기와 위상값을 산출하는 단계; 및
(d) 상기 단계(c)에서 산출된 크기와 위상값을 가지며, 상기 자기장 발생장치 코일 전류와 반대방향으로 흐르는 차폐전류를 차폐코일에 발생시키는 단계
를 포함하는 자기장 센서를 이용한 자동제어 역전류 차폐방법.
Automatic control reverse current shielding using a magnetic field sensor A method of shielding a magnetic field using a reverse current controlled automatically,
(a) detecting a leakage magnetic field generated by a current flowing in the magnetic field generator coil;
(b) sensing amplitude and phase of a magnetic field in the sensed leakage magnetic field signal;
(c) calculating, from the magnetic field size and phase information, the magnitude and phase value of a shielding current to flow in the shielding coil, which can cancel this; And
(d) generating a shielding current having a magnitude and a phase value calculated in step (c) and flowing in a shielding coil in a direction opposite to that of the magnetic field generator coil current;
Automatic control reverse current shielding method using a magnetic field sensor comprising a.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101964428B1 (en) * 2018-09-12 2019-04-01 한국과학기술원 Leakage magnetic field shielding device and wireless power transmission system including the same
KR20190047462A (en) * 2017-10-27 2019-05-08 한국전력공사 Shielded wireless power transfering apparatus for electric vehicle

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