KR20150032386A - Wireless Electric Power Supply Apparatus - Google Patents

Wireless Electric Power Supply Apparatus Download PDF

Info

Publication number
KR20150032386A
KR20150032386A KR20130111369A KR20130111369A KR20150032386A KR 20150032386 A KR20150032386 A KR 20150032386A KR 20130111369 A KR20130111369 A KR 20130111369A KR 20130111369 A KR20130111369 A KR 20130111369A KR 20150032386 A KR20150032386 A KR 20150032386A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power supply
magnetic field
power
electromotive force
core
Prior art date
Application number
KR20130111369A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102058540B1 (en
Inventor
조동호
정구호
송보윤
신승용
이충희
김양수
Original Assignee
한국과학기술원
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국과학기술원 filed Critical 한국과학기술원
Priority to KR1020130111369A priority Critical patent/KR102058540B1/en
Publication of KR20150032386A publication Critical patent/KR20150032386A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102058540B1 publication Critical patent/KR102058540B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F38/00Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F38/14Inductive couplings
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0042Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by the mechanical construction
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B5/00Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
    • H04B5/70Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes
    • H04B5/79Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes for data transfer in combination with power transfer

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

An embodiment of the present invention relates to a wireless electric power supply apparatus which supplies three phase alternating current voltage to reduce magnetic field and increase generated voltage of an induced electromotive force. An embodiment of the wireless electric power supply apparatus comprises a power supply part comprising a magnetic field forming part formed in shape of ″C″, including a pair of upper end surfaces, wherein the upper end surfaces receive electric power to form a magnetic field, an electric power supply part supplying electric power to the magnetic field forming part; and a current collecting part including an electric induction part having an induced electromotive force induced by the magnetic field generated in the power supply part and a current collecting core wounded with the electric induction part, and sending the induced electromotive force induced in the electric induction part from the electric induction part to charge.

Description

무선 전력공급장치{Wireless Electric Power Supply Apparatus}[0001] WIRELESS POWER SUPPLY APPARATUS [0002]

본 발명의 실시예는, 3상 교류전압을 공급하여 자기장의 발생범위를 줄이고, 발생하는 유도기전력의 전압을 높일 수 있는 무선 전력공급장치에 관한 것이다.An embodiment of the present invention relates to a wireless power supply apparatus capable of reducing a generation range of a magnetic field by supplying a three-phase AC voltage and increasing a voltage of an induced electromotive force.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 발명의 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.The contents described in this section merely provide background information on the embodiment of the present invention and do not constitute the prior art.

일반적으로 전기차는 차량을 움직이는 동력원으로 전기를 사용하는 차량을 의미하며 전기차의 운행을 위해서는 전기차에 탑재된 배터리를 충전해서 충전된 전력으로 전기차를 운행한다. 이러한 전기차의 전력 충전을 위하여 사람 또는 충전을 보조하는 기계장치가 직접 충전용 전선을 차량에 연결함으로써 충전을 하는 경우 불편함을 줄뿐만 아니라 플러그를 손에 쥐고 전기차에 연결하는 과정에서 사용자가 감전될 위험이 있는 문제가 있다. 이와 같이 충전용 전선을 이용하여 전기차의 배터리를 충전시키는 방식은 사용자의 불편함을 초래하고 감전 위험이 있어, 무선으로 전기차의 배터리를 충전할 수 있는 무선 전력공급장치의 연구 및 개발이 최근 활발히 진행되고 있다.Generally, an electric vehicle refers to a vehicle that uses electricity as a power source for moving a vehicle. In order to operate an electric vehicle, an electric vehicle is charged with electric power charged by charging the battery mounted on the electric vehicle. In order to charge the electric power of such an electric vehicle, a person or a mechanical device supporting the charge directly connects the charging wire to the vehicle, thereby not only inconvenience the charging, but also, in the process of connecting the electric plug to the electric car, There is a dangerous problem. The method of charging the battery of the electric vehicle using the charging wire in this way causes a disadvantage of the user and there is a risk of electric shock, and research and development of a wireless power supply device capable of charging the battery of the electric vehicle by radio have recently been actively conducted .

일반적으로 무선 전력공급장치는 전력을 공급하여 자기장을 형성하고, 자기장의 변화에 의해 발생하는 유도기전력을 이용하는 방식을 사용한다. 그러나, 무선 전력공급장치가 작동하는 경우, 상기 무선 전력공급장치의 주위에는 EMF(Electro-Magnetic Field, 전자기장)가 형성되며, 이러한 EMF는 인체에 유해하고 다른 전자기기의 고장, 오작동 등을 유발할 수 있다. 따라서, 무선 전력공급장치에서 발생하는 EMF의 발생범위를 줄일 필요가 있다.Generally, a wireless power supply uses a method of supplying a power to form a magnetic field and utilizing an induced electromotive force generated by a change in a magnetic field. However, when the wireless power supply device operates, an EMF (Electro-Magnetic Field) is formed around the wireless power supply device. Such EMF is harmful to the human body and may cause malfunction or malfunction of other electronic devices have. Therefore, it is necessary to reduce the generation range of the EMF generated in the wireless power supply device.

일반적으로 단상 교류전력을 사용할 경우, 무선 전력공급장치에 발생하는 자기장의 범위가 넓고, 자기장의 감쇄가 심하여 장치 전체의 효율성이 저하하는 단점이 있다. 3상 교류전력을 사용할 경우, 발생하는 자기장의 범위는 좁으나, 유도기전력의 전압이 낮아지는 단점이 있다.Generally, when single-phase AC power is used, there is a disadvantage that the range of the magnetic field generated in the wireless power supply device is wide and the magnetic field is attenuated severely, resulting in a reduction in the efficiency of the entire device. When 3-phase AC power is used, the range of the generated magnetic field is narrow, but the voltage of the induced electromotive force is lowered.

도 6은 단상교류를 사용하는 일반적인 무선 전력공급장치에 사용하는 E형 전력공급장치(10)를 나타낸 사시도이다.6 is a perspective view showing an E-type power supply device 10 used in a general wireless power supply device using a single-phase AC.

외부전원으로부터 전력공급부(12)에 단상 교류전력이 공급되면, 전자기유도에 의해 자기장형성부(E)가 나란히 배열되어 형성되는 E형 급전코어(11)에 자기장이 발생한다. 그러나, E형 급전코어(11)는 그 구조상 자기장의 발생범위가 넓고, 이로 인해 자기장의 감쇄가 심하여 무선 전력공급장치 전체의 효율성을 저하시킨다. 또한, E형 전력공급장치(10)는 구조적으로 부피가 크기 때문에 공간효율과 제작비 측면에서도 불리하다. 또한, E형 전력공급장치(10)에 단상 교류전력이 공급되면, 단상 교류전력의 특성상 자기장의 발생범위가 넓어지는 단점이 있다.When single-phase AC power is supplied from the external power source to the power supply unit 12, a magnetic field is generated in the E-type power supply core 11 formed by arranging the magnetic field forming units E side by side by electromagnetic induction. However, due to the structure of the E-type power supply core 11, the generation range of the magnetic field is wide, and thereby the magnetic field is severely attenuated, thereby deteriorating the efficiency of the entire wireless power supply device. Also, since the E-type power supply device 10 is structurally bulky, it is disadvantageous in terms of space efficiency and production cost. Further, when single-phase alternating-current power is supplied to the E-type power supply device 10, there is a drawback that the range of generation of the magnetic field is widened due to the characteristics of the single-phase AC power.

따라서, 본 발명의 실시예는, 3상 교류전압을 공급하여 자기장의 발생범위를 줄이고, 발생하는 유도기전력의 전압을 높일 수 있는 무선 전력공급장치를 제공하는 데 목적이 있다.Therefore, it is an object of the present invention to provide a wireless power supply apparatus which can supply a three-phase AC voltage to reduce the generation range of a magnetic field and increase the voltage of generated induced electromotive force.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical object of the present invention is not limited to the above-mentioned technical objects and other technical objects which are not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description will be.

무선 전력공급장치의 일 실시예는, C자 형으로 형성되되 한 쌍으로 구비되는 상단면을 포함하고 상기 상단면은 전력을 공급받아 자기장을 형성하는 자기장형성부와, 상기 자기장형성부에 전력을 공급하는 전력공급부를 구비하는 급전부; 및 상기 급전코어에서 발생하는 자기장에 의해 유도되는 유도기전력이 흐르는 도전부와, 상기 도전부가 감기는 집전코어을 구비하고, 상기 도전부에 유도되는 유도기전력을 상기 도전부로부터 부하로 보내는 집전부를 포함하되, 상기 급전부에는 3상 교류전력이 공급되는 것일 수 있다.One embodiment of the wireless power supply apparatus includes a magnetic field forming unit that is formed in a C shape and includes a pair of top surfaces, the top surface includes a magnetic field forming unit that receives electric power to form a magnetic field, A power supply unit having a power supply unit for supplying power; And a current collecting core in which the conductive part is wound, and a current collecting part for transmitting an induced electromotive force induced in the conductive part to the load from the conductive part The three-phase AC power may be supplied to the power supply unit.

또한, 상기 급전부는, 상기 자기장형성부가 복수로 일정한 방향으로 정렬되어 형성되는 급전코어를 포함하고, 상기 전력공급부는 복수로 구비되며 각각의 상기 전력공급부의 적어도 일부가 상기 급전코어의 길이방향으로 설치되고, 각각의 상기 전력공급부는 공급되는 3상 교류전력의 각각의 단자와 결합하는 것일 수 있다.The power feeding part may include a power feeding core in which the magnetic field forming part is formed by arranging a plurality of magnetic field forming parts in a predetermined direction, the plurality of power feeding parts are provided, and at least a part of each of the power feeding parts is installed And each of the power supply units may be coupled to each terminal of the supplied three-phase AC power.

또한, 상기 집전부는, 상기 집전코어의 단면이 요철형상으로 형성되고, 상기 도전부는 상기 집전코어에 실질적으로 수평한 방향으로 감기되, 상기 도전부는, 상기 집전부의 중앙부에 한 쌍으로 배치되고 복수로 구비되어 각각 상하로 배치되는 제1도전체와, 한 쌍으로 구비되어 상기 집전부의 양측에 각각 배치되는 제2도전체를 포함하는 것일 수 있다.The current collecting portion may have a configuration in which an end face of the current collecting core is formed in a concavo-convex shape, the conductive portion is wound in a substantially horizontal direction to the current collecting core, and the conductive portions are arranged in a pair at a central portion of the current collecting portion A plurality of first conductors arranged in a vertical direction and a plurality of second conductors arranged in a pair and arranged on both sides of the current collector.

전술한 실시예의 무선 전력공급장치는, 공급전력을 3상 교류전력을 사용함으로써 발생하는 자기장의 범위를 줄여 인체 또는 다른 전자기의 피해를 줄일 수 있다. 또한, C형의 급전코어를 사용하여 집전부의 유도기전력의 전압을 높일 수 있으므로 장치 전체의 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, C형 급전코어를 사용하므로 구조적으로 부피가 작아 공간효율을 높일 수 있으며 제작비를 절감할 수 있는 있다.The wireless power supply device of the above-described embodiment can reduce the range of the magnetic field generated by using the three-phase alternating current power to reduce the damage of the human body or other electromagnetic waves. Further, since the voltage of the induction electromotive force of the current collector can be increased by using the C-type power supply core, the efficiency of the entire device can be improved. In addition, since the C-type power supply core is used, it is possible to increase the space efficiency by reducing the volume of the structure and to reduce the production cost.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력공급장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력공급장치를 나타낸 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력공급장치에 인버터, 정류기 및 부하가 전기적으로 연결된 상태를 나타낸 개략도이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력공급장치에 사용되는 도전부를 형성하는 각 코일들과 정류기가 전기적으로 연결된 상태를 나타낸 개략도이다.
도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력공급장치에 사용되는 도전부를 형성하는 각 코일이 연결된 상태를 나타낸 회로도이다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력공급장치의 성능 실험을 위해 행한 시뮬레이션 해석에 사용된 각 구성요소의 규격을 나타낸 개략도이다.
도 6은 단상교류를 사용하는 일반적인 무선 전력공급장치에 사용하는 E형 전력공급장치를 나타낸 사시도이다.
1 is a perspective view illustrating a wireless power supply apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a front view illustrating a wireless power supply apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic diagram showing a state in which an inverter, a rectifier, and a load are electrically connected to a wireless power supply apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4A is a schematic view showing a state in which each of the coils forming the conductive part used in the wireless power supply device is electrically connected to the rectifier according to the embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 4B is a circuit diagram illustrating a state where the coils forming the conductive parts used in the wireless power supply apparatus according to the embodiment of the present invention are connected.
5A to 5C are schematic diagrams showing specifications of each component used in a simulation analysis performed for a performance test of a wireless power supply apparatus according to an embodiment of the present invention.
6 is a perspective view showing an E-type power supply device used in a general wireless power supply device using a single-phase AC.

첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하거나, 개략적인 구성을 이해하기 위하여 실제보다 축소하여 도시한 것이다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Referring to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail. The present invention is capable of various modifications and various forms, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. It is to be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but on the contrary, is intended to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing. In the accompanying drawings, the dimensions of the structures are enlarged to illustrate the present invention, and are actually shown in a smaller scale than the actual dimensions in order to understand the schematic structure.

또한, 제1 및 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Also, the terms first and second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component. On the other hand, unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력공급장치를 나타낸 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력공급장치를 나타낸 정면도이다.1 is a perspective view illustrating a wireless power supply apparatus according to an embodiment of the present invention. 2 is a front view illustrating a wireless power supply apparatus according to an embodiment of the present invention.

무선 전력공급장치는 급전부(100)와 집전부(200)를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에서, 급전부(100)에는 3상 교류전력을 공급받아 급전코어(110)에 3상 교류전력의 위상변화에 따라 방향이 주기적으로 변화하는 자기장이 발생하고, 집전부(200)에는 급전부(100) 상측에 배치되어 급전코어(110)에 발생하는 자기장의 방향변화에 따라 유도기전력이 유도된다.The wireless power supply device includes a power feeder 100 and a current collector 200. In one embodiment of the present invention, a three-phase AC power is supplied to the power feeder 100 to generate a magnetic field in the power feeding core 110, the direction of which changes periodically according to the phase change of the three-phase AC power, 200 are disposed on the power feeder 100 to induce an induced electromotive force in accordance with a change in the direction of a magnetic field generated in the power feeding core 110.

급전부(100)는, 외부전원(미도시)과 전기적으로 연결되어 그로부터 3상 교류전력을 공급받아 자기장을 형성하는 역할을 하고, 급전코어(110)와 전력공급부(120)를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에서는, 급전부(100)에 3상 3선식 교류전력이 공급되므로 급전부(100)는 3개의 피스로 구성된다. 따라서, 급전부(100)를 구성하는 급전코어(110)와 전력공급부(120)도 각각 3개의 피스로 구성된다.The power feeder 100 is electrically connected to an external power source (not shown) and receives a three-phase AC power from the external power source to form a magnetic field, and includes a power feeding core 110 and a power supply unit 120. In an embodiment of the present invention, the three-phase three-wire AC power is supplied to the power feeder 100, so that the power feeder 100 is composed of three pieces. Therefore, the power supply core 110 and the power supply unit 120 constituting the power feeder 100 are each composed of three pieces.

급전코어(110)는 반원통형의 자기장형성부(130)가 복수로 정렬되어 형성되고 외부전원으로부터 전력이 공급되면 자기장을 형성한다. 이러한 자기장의 형성은 전자기 유도현상에 의해 발생하고, 자기장형성부(130)는 전력공급부(120)에 공급되는 전력에 의해 자기장이 유도되는 부위이다. 이때, 급전코어(110)는 3개의 피스로 구비되고 각각의 급전코어(110)는 소정의 폭을 두고 각각 서로 평행하게 배치된다.The power feeding core 110 is formed by arranging a plurality of semi-cylindrical magnetic field forming portions 130 and generates a magnetic field when power is supplied from an external power source. The magnetic field is generated by the electromagnetic induction phenomenon, and the magnetic field forming unit 130 is a region where the magnetic field is induced by the electric power supplied to the power supply unit 120. At this time, the power feeding core 110 is composed of three pieces, and each of the power feeding cores 110 is arranged in parallel with each other with a predetermined width.

자기장형성부(130)는 전체적으로 반원통의 형상을 가진다. 구체적으로, 일정한 지름방향의 두께와 일정한 높이를 가진 원통을 지름방향으로 자른 형상이고, 잘린 면은 상단면(131)을 형성한다. 따라서, 자기장형성부(130)를 정면으로 보았을 경우 알파벳의 "C"자 형상을 가진다. 자기장형성부(130)는 복수로 구비되고 각각의 자기장형성부(130)는 전력공급부(120)의 제1부재(121)의 길이방향으로 일렬로 정렬되어 급전코어(110)를 형성하고, 급전코어(110)는 제1부재(121)를 감싸는 형태의 자기장을 형성한다.The magnetic field forming part 130 has a semi-cylindrical shape as a whole. Specifically, a cylinder having a certain thickness in a radial direction and a constant height is cut in a radial direction, and a cut surface forms an upper end surface 131. Therefore, when the magnetic field forming unit 130 is viewed from the front, it has the letter C shape of the alphabet. A plurality of magnetic field forming parts 130 are formed and the magnetic field forming parts 130 are aligned in a longitudinal direction of the first member 121 of the power supplying part 120 to form a power feeding core 110, The core 110 forms a magnetic field surrounding the first member 121.

상단면(131)은 자기장형성부(130)의 상단에 형성된 각각의 면이고, 전력이 공급되어 자기장이 발생하는 경우, 주로 상단면(131)에서 자기장이 형성된다. 이때, 자기장의 방향은 전류가 흐르는 방향에 따라 달라지는데, 공급되는 전력이 교류인 경우 전류의 방향이 주기적으로 바뀌게 되므로 이에 따라 자기장의 방향도 주기적으로 변화한다.The top surface 131 is a surface formed on the upper end of the magnetic field forming portion 130. When a magnetic field is generated by supplying power, a magnetic field is mainly formed on the top surface 131. At this time, the direction of the magnetic field changes depending on the direction in which the current flows. When the supplied power is AC, the direction of the current periodically changes, and accordingly, the direction of the magnetic field periodically changes.

한편, 급전코어(110)에서 형성되는 자기장은 적어도 일부가 집전코어(220) 및 각각의 상단면(131) 사이에 걸쳐 형성되어 집전코어(220)에 형성되는 자기장에 의해 도전부(210)에 유도기전력이 발생하게 된다.At least a part of the magnetic field formed in the power feeding core 110 is formed between the current collecting core 220 and the respective upper end faces 131 and is electrically connected to the conductive part 210 by a magnetic field formed in the current collecting core 220 An induced electromotive force is generated.

본 발명의 일 실시예에서는 자기장형성부(130)에 3상 교류전력이 공급되고, 공급되는 3상 교류전력의 위상변화에 따라 각각의 상단면(131) 사이에서 주기적으로 방향이 변화한다. 이러한 자기장의 방향변화는 자속밀도의 변화를 가져오게 되고, 자속밀도의 변화에 의해 집전부(200)에는 유도기전력이 발생하며, 유도기전력의 발생에 의해 전력이 부하(500)에 무선으로 공급될 수 있다.In the embodiment of the present invention, the three-phase AC power is supplied to the magnetic field forming unit 130 and the direction changes periodically between the respective top faces 131 according to the phase change of the supplied three-phase AC power. This change in the direction of the magnetic field causes a change in the magnetic flux density, and an induced electromotive force is generated in the current collector 200 due to the change in the magnetic flux density, and power is supplied to the load 500 wirelessly .

상단면(131)에 발생하는 자기장은 집전부(200)의 집전코어(220)에 자기장을 형성하고, 이로 인해 도전부(210)에 유도기전력이 발생하며, 유도기전력은 도전부(210)와 전기적으로 연결된 부하(500)에 공급되거나, 도전부(210)와 전기적으로 연결된 배터리에 충전된다. 한편, 도전부(210)가 배터리와 연결되는 경우 도전부(210)에 발생하는 유도기전력이 교류이므로 배터리에 전력을 충전하기 위해서는 교류전력을 직류전력으로 변환해야 하므로 도전부(210)와 배터리 사이에 정류기(400)를 전기적으로 연결하여 사용할 수 있다.The magnetic field generated in the top surface 131 forms a magnetic field in the current collecting core 220 of the current collector 200 so that an induced electromotive force is generated in the conductive portion 210, Is supplied to an electrically connected load (500) or charged into a battery electrically connected to the conductive part (210). Since the induced electromotive force generated in the conductive part 210 is AC when the conductive part 210 is connected to the battery, in order to charge the battery, AC power must be converted into DC power, The rectifier 400 may be electrically connected to the rectifier 400.

한편, 자기장형성부(130)는 전력을 공급받아 유도자기장을 형성하는 재질로 형성된다. 예를 들어, 전자기유도 현상에 의해 전력을 공급받아 자기장을 용이하게 형성하는 페라이트 재질을 자기장형성부(130)의 재료로 사용하는 것이 적절하다.On the other hand, the magnetic field forming unit 130 is formed of a material forming an induction magnetic field by receiving electric power. For example, it is appropriate to use ferrite material, which is supplied with electric power by electromagnetic induction and easily forms a magnetic field, as a material of the magnetic field forming portion 130.

전력공급부(120)는 외부전원과 전기적으로 연결되어 급전코어(110)에 자기장을 형성하기 위한 전력을 공급하는 역할을 하고, 제1부재(121)와 제2부재(122)를 포함한다. 한편, 전력공급부(120)는 3개의 피스로 구비되고 각각의 전력공급부(120)는 각각의 급전코어(110)에 배치된다. 외부전원으로부터 3상 3선식 교류전력이 공급되므로 3개의 피스로 구성된 각각의 전력공급부(120)에는 3개의 교류전력 공급단자가 각각 결합한다.The power supply unit 120 is electrically connected to an external power supply and supplies power to the power supply core 110 to form a magnetic field. The power supply unit 120 includes a first member 121 and a second member 122. On the other hand, the power supply unit 120 is provided in three pieces, and each power supply unit 120 is disposed in each power supply core 110. Since three-phase three-wire AC power is supplied from an external power supply, three AC power supply terminals are respectively coupled to each power supply unit 120 composed of three pieces.

제1부재(121)는 한 쌍으로 구비되고 각각의 제1부재(121)는 3개의 피스로 된 급전코어(110) 각각에 그 길이방향으로 배치된다. 구체적으로, 자기장형성부(130)의 중심부가 상측 및 하측 제1부재(121)들 사이에 위치하고 복수로 정렬되되, 상단면(131)이 실질적으로 수직방향을 향하도록 배치된다.The first members 121 are provided in pairs and each first member 121 is disposed in each of the three-piece feeding cores 110 in the longitudinal direction thereof. Specifically, the center portion of the magnetic field forming portion 130 is positioned between the upper and lower first members 121, and is arranged so that the upper surface 131 is oriented substantially vertically.

따라서, 자기장형성부(130)가 복수로 정렬되어 형성되는 3개 피스의 급전코어(110)가 서로 평행하게 배치되므로 3개의 피스로 구비되는 한 쌍의 제1부재(121) 각각의 피스도 서로 평행하게 배치된다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에서는 복수의 자기장형성부(130)가 정렬된 급전코어(110)의 축방향과 제1부재(121)의 길이방향이 일치하도록 배치된다.Accordingly, since the three-piece power feeding cores 110 formed by aligning the magnetic field forming portions 130 in parallel are arranged in parallel with each other, the pieces of each of the pair of first members 121 formed by three pieces Are arranged in parallel. Accordingly, in one embodiment of the present invention, the plurality of magnetic field forming portions 130 are arranged so that the axial direction of the aligned power feeding core 110 and the longitudinal direction of the first member 121 coincide with each other.

제2부재(122)는 한 쌍으로 구비되고, 한 쌍의 제1부재(121) 각각의 양단을 연결하는 역할을 한다. 한 쌍의 제1부재(121)와 한 쌍의 제2부재(122)가 서로 연결되어 전력공급부(120)를 구성하고, 3개 피스로 구비되는 전력공급부(120)는 외부전원으로부터 3상 교류전력을 공급받고, 한 쌍의 제1부재(121)에 배치되는 3개 피스의 급전코어(110)에 전력이 공급되면 유도자기장이 발생한다.The second members 122 are provided as a pair, and serve to connect both ends of each of the pair of first members 121. [ The pair of first members 121 and the pair of second members 122 are connected to each other to constitute a power supply unit 120. The power supply unit 120 having three pieces is connected to a three- When power is supplied to the three-piece power feeding core 110 disposed in the pair of first members 121, an induced magnetic field is generated.

집전부(200)는, 급전부(100) 상측에 집전부(200)와 다소의 이격간격을 두고 배치되며, 유도기전력이 발생하는 부위이고, 발생한 유도기전력은 부하(500), 배터리 등 전력이 사용되는 장치로 보내지며, 도전부(210)와 집전코어(220)를 포함한다.The current collector 200 is disposed above the power feeder 100 at a certain interval from the current collector 200 and is a portion where an induced electromotive force is generated and the induced electromotive force is generated by the load 500, And includes a conductive part 210 and a current collecting core 220. The conductive part 210 and the current collecting core 220 are connected to each other.

도전부(210)는 급전코어(110)에서 발생하는 자기장에 의해 유도되는 유도기전력이 흐르는 부위이고, 제1도전체(211)와 제2도전체(212)를 포함하여 구성된다. 구체적으로, 도전부(210)는 집전코어(220)에 감기어 집전코어(220)에 발생하는 자기장에 의해 전자기 유도현상에 의해 기전력이 흐른다. 이때, 도전부(210)는 집전코어(220)에 실질적으로 수평한 방향으로 감긴다. 한편, 도전부(210)는 기전력이 흐를 수 있는 전기전도성 재질로 형성하는 것이 적절하다.The conductive part 210 is a part through which an induced electromotive force induced by a magnetic field generated in the power feeding core 110 flows and includes a first conductor 211 and a second conductor 212. Specifically, the conductive portion 210 is wound around the current collecting core 220, and an electromotive force flows due to the electromagnetic induction phenomenon due to the magnetic field generated in the current collector core 220. At this time, the conductive portion 210 is wound in the substantially vertical direction to the current collecting core 220. On the other hand, it is appropriate that the conductive part 210 is formed of an electrically conductive material through which an electromotive force can flow.

한편, 편의상 도 1 및 도 2에서는 일체화된 형태의 가로부재(211)와 세로부재(212)로 된 도전부(210)를 도시하였으나, 반드시 일체화된 사각형의 부재로 구성되는 것은 아니다. 전자기유도 현상을 이용하는 발전기 등의 경우와 마찬가지로, 도전부(210)는 코일이 감긴 형태로 도전부(210)를 구성할 수도 있고, 이 경우 코일은 집전코어(220)에 다수회 감긴 코일 다발 형태로 도전부(210)를 구성한다.For the sake of convenience, in FIGS. 1 and 2, the conductive part 210 is shown as the integrated type horizontal member 211 and the vertical member 212, but it is not necessarily constituted by an integral rectangular member. The conductive portion 210 may form the conductive portion 210 in the form of a coil wound. In this case, the coil may be a coil bundle type Thereby forming the conductive portion 210. [

제1도전체(211)는 집전부(200)의 중앙부에 한 쌍으로 배치되되, 각각의 제1도전체(211)는 복수개로 구비되어 각각 상하로 배치된다. 각 쌍의 제1도전체(211)의 개수는 유도기전력의 전압, 집전부(200)의 크기 기타의 사항을 고려하여 적절하게 선택할 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 도1 및 2에 도시된 바와 같이, 각 쌍의 제1도전체(211)의 개수는 2개로 구비되어 각각 상하로 배치되었다.The first conductors 211 are arranged in a pair at a central portion of the current collector 200, and each of the first conductors 211 is provided in a plurality and arranged vertically. The number of the first conductors 211 of each pair can be appropriately selected in consideration of the voltage of the induced electromotive force, the size of the current collector 200, and other factors. In the embodiment of the present invention, as shown in FIGS. 1 and 2, the number of the first conductors 211 of each pair is two, and they are arranged vertically.

제2도전체(212)는 집전부(200)의 양측에 각각 한 쌍으로 배치되고, 중앙부에 배치되는 한 쌍의 제1도전체(211)를 사이에 두고 각각 양측에 배치된다.The second conductors 212 are disposed on both sides of the current collector 200 and are disposed on both sides of the first conductor 211 disposed at the center.

한편, 제1도전체(211)와 제2도전체(212)는 각각 별도의 케이블을 사용하여 부하(500), 배터리 등에 연결하므로, 제1도전체(211)와 제2도전체(212) 또는 한 쌍의 제2도전체(212) 각각은 전기적으로 절연될 필요가 있다. 따라서, 제1도전체(211)와 제2도전체(212) 각각의 서로 마주보는 부위는 서로 평행하게 배치되되, 소정거리 이격되어 배치하는 것이 적절하다.The first conductor 211 and the second conductor 212 are connected to the load 500 and the battery using separate cables so that the first conductor 211 and the second conductor 212 are connected to each other, Or each of the pair of second conductors 212 needs to be electrically insulated. Therefore, it is appropriate that the opposing portions of the first conductor 211 and the second conductor 212 are arranged parallel to each other, but spaced apart from each other by a predetermined distance.

집전코어(220)는 도전부(210)가 감기는 부위이고, 정면에서 보았을 경우, 단면이 상하로 요철형상으로 형성되며, 집전코어(220)의 상하로 형성된 부위에 도전부(210)의 제1도전체(211)와 제2도전체(212)가 감긴다. 급전코어(110)에 발생하는 자기장은 급전코어(110)를 관통하게 되고, 자화된 급전코어(110)는 도전부(210)에 유도기전력을 발생시킨다. 이때, 급전부(100)에 교류전력이 입력되면 집전코어(220)에 발생하는 자기장의 방향은 주기적으로 변화하고, 이에 따라 도전부(210)에 발생하는 유도기전력은 교류가 된다.The current collecting core 220 is a region where the conductive portion 210 is wound and has a concave-convex shape in cross-section when viewed from the front. 1 conductor 211 and the second conductor 212 are wound. The magnetic field generated in the power feeding core 110 passes through the power feeding core 110 and the magnetized power feeding core 110 generates an induced electromotive force in the conducting portion 210. When the AC power is input to the power feeding part 100, the direction of the magnetic field generated in the power collecting core 220 periodically changes, and thus the induced electromotive force generated in the conductive part 210 becomes AC.

또한, 집전코어(220)는 자기장이 형성되면 도전부(210)에 유도기전력을 발생시키는 재질로 형성된다. 예를 들어, 전자기유도 현상에 의해 자기장이 형성되면 주의의 도체에 용이하게 유도기전력을 발생시키는 페라이트 재질을 집전코어(220)의 재료로 사용하는 것이 적절하다.The current collecting core 220 is formed of a material that generates an induced electromotive force in the conductive part 210 when a magnetic field is formed. For example, when a magnetic field is formed by electromagnetic induction, it is appropriate to use a ferrite material that easily induces an induced electromotive force in a conductor of a caution as a material of the power collecting core 220.

한편, 급전부(100)는, 지면에 고정적으로 결합하고 차량 등이 통행하는 도로, 철로 등에 일정한 간격으로 설치되며, 집전부(200)는 차량 등에 장착되어 급전부(100)가 일정한 간격으로 설치된 방향으로 이동가능하게 할 수 있다. 이러한 경우 무선 전력공급이 필요한 차량 등은 급전부(100)가 설치된 부위에 정지한 상태로 전력을 공급받을 수 있을 뿐만 아니라, 차량 등이 이동하면서 계속적으로 전력을 공급받을 수도 있다.The power feeder 100 is fixedly connected to the ground and is installed at regular intervals on a road or a railway on which a vehicle or the like travels and the power collector 200 is mounted on a vehicle or the like to feed the power feeder 100 at regular intervals As shown in Fig. In such a case, a vehicle or the like requiring a wireless power supply can receive power in a stationary state at a portion where the power feeder 100 is installed, and power can be continuously supplied while the vehicle or the like is moving.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력공급장치에 인버터(300), 정류기(400) 및 부하(500)가 전기적으로 연결된 상태를 나타낸 개략도이다.FIG. 3 is a schematic diagram showing a state in which an inverter 300, a rectifier 400, and a load 500 are electrically connected to a wireless power supply apparatus according to an embodiment of the present invention.

인버터(300)는 외부전원으로부터 전력을 공급받아 3상 3선식 교류전력으로 변환하는 역할을 한다. 인버터(300)로부터 공급되는 3상 3선식 교류전력의 3개의 단자는 3개 피스의 급전부(100)에 구비된 3개 피스의 전력공급부(120)에 각각 연결되어, 급전부(100)에 3상 교류전력이 공급된다.The inverter 300 receives power from an external power source and converts the power into three-phase three-wire AC power. The three terminals of three-phase three-wire AC power supplied from the inverter 300 are respectively connected to three-piece power supply units 120 provided in the three-piece power supply unit 100, and are connected to the power supply unit 100 Three-phase AC power is supplied.

정류기(400)는 도전부(210)와 전기적으로 연결되어 도전부(210)에 흐르는 교류의 유도기전력을 직류전력으로 변환하는 역할을 한다. 본 발명의 일 실시예에서는 제1도전체(211)와 제2도전체(212), 한 쌍의 제2도전체(212) 각각에 단자가 연결되어 교류전력을 직류전력으로 변환하므로 3개 피스의 정류기(400-1, 400-2, 400-3)가 구비된다.The rectifier 400 is electrically connected to the conductive part 210 to convert the induced electromotive force of the alternating current flowing in the conductive part 210 into direct current power. In an embodiment of the present invention, terminals are connected to the first conductor 211, the second conductor 212, and the pair of second conductors 212 to convert AC power into DC power, The rectifiers 400-1, 400-2, and 400-3 are provided.

부하(500)는 정류기(400)와 전기적으로 연결되어 정류기(400)로부터 나오는 직류전력을 소비한다. 이때, 부하(500)는 배터리를 포함하는 개념이고, 배터리의 경우 정류기(400)로부터 나오는 직류전력을 저장한다.The load 500 is electrically connected to the rectifier 400 to consume the DC power from the rectifier 400. At this time, the load 500 is a concept including a battery, and in the case of a battery, DC power from the rectifier 400 is stored.

도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력공급장치에 사용되는 도전부(210)를 형성하는 각 코일들과 정류기(400)가 전기적으로 연결된 상태를 나타낸 개략도이다. 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력공급장치에 사용되는 도전부(210)를 형성하는 각 코일들이 연결된 상태를 나타낸 회로도이다.4A is a schematic view showing a state where each of the coils forming the conductive part 210 used in the wireless power supply device is electrically connected to the rectifier 400 according to an embodiment of the present invention. FIG. 4B is a circuit diagram illustrating a state where the coils forming the conductive part 210 used in the wireless power supply device according to the embodiment of the present invention are connected.

제1도전체(211)와 제2도전체(212)는 코일이 수회 감긴 형태로 구성되고, 제1도전체(211)는 제2코일(p2), 제3코일(p3), 제4코일(p4) 및 제5코일(p5)로 구성되며, 제2도전체(212)는 제1코일(p1) 및 제6코일(p6)로 구성된다. 이때, 각 코일에는 커패시터(c1~c6)가 직렬로 연결된다.The first conductor 211 and the second conductor 212 are configured such that the coil is wound several times and the first conductor 211 is connected to the second coil p2, the third coil p3, a fourth coil p4 and a fifth coil p5 and the second conductor 212 is composed of a first coil p1 and a sixth coil p6. At this time, capacitors c1 to c6 are connected in series to the respective coils.

도 4a에서 정류기(400)를 제외한 각 코일 및 커패시터(c1~c6)의 연결관계를 간략히 도시하면 도 4b와 같다. 제1코일(p1)과 제2코일(p2), 제3코일(p3)과 제4코일(p4), 제5코일(p5)과 제6코일(p6)은 각각 서로 직렬로 연결되고, 각 직렬연결 부위는 서로 병렬로 연결된다. 도 4b에서 병렬연결 부위의 단자는 도 4a에서 부하(500)와 직접 연결된 단자를 의미하며 도 4a에 도시된 바와 같이, 정류기(400)를 통과한 교류전력이 부하(500)로 들어간다. 이때, 각 코일들이 집전부(200)에 배치된 상태는 도 3에 도시된 바와 같다.4A, a connection relationship between each of the coils and the capacitors c1 to c6 except the rectifier 400 is schematically shown in FIG. 4B. The first coil p1 and the second coil p2, the third coil p3 and the fourth coil p4, the fifth coil p5 and the sixth coil p6 are connected in series with each other, The series connection portions are connected in parallel with each other. In FIG. 4B, the terminal of the parallel connection portion is a terminal directly connected to the load 500 in FIG. 4A. As shown in FIG. 4A, AC power having passed through the rectifier 400 enters the load 500. At this time, the state in which the coils are disposed in the current collector 200 is as shown in FIG.

도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력공급장치의 성능 실험을 위해 행한 시뮬레이션 해석에 사용된 각 구성요소의 규격을 나타낸 개략도이다.5A to 5C are schematic diagrams showing specifications of each component used in a simulation analysis performed for a performance test of a wireless power supply apparatus according to an embodiment of the present invention.

시뮬레이션을 수행함에 있어서, 도전부(210)는 코일을 수회 감은 형태로 구성했고, 제1도전체(211)에는 제2코일(p2), 제3코일(p3), 제4코일(p4) 및 제5코일(p5)에 각각 코일이 10회 감긴 형태로 구성된다. 또한 제2도전체(212)에는 제1코일(p1) 및 제6코일(p6)에 각각 10회 감긴 형태로 구성된다. 각 코일과 커패시터(c1~c6)의 배치관계는 도 4a 및 도 4b에서 설명한 바와 같다. 또한, 시뮬레이션 해석에 사용된 가상의 무선 전력공급장치의 규격은 도 5a 내지 도 5c에 기재된 바와 같다.The second conductor p2, the third coil p3, the fourth coil p4, and the second coil p2 are connected to the first conductor 211, And the fifth coil p5 is wound with the coil 10 times. And the second conductor 212 is wound on the first coil p1 and the sixth coil p6 10 times, respectively. The arrangement relationship between the coils and the capacitors c1 to c6 is the same as described with reference to Figs. 4A and 4B. The specifications of the virtual wireless power supply used in the simulation analysis are as described in Figs. 5A to 5C.

시뮬레이션에서 급전부(100)에 공급되는 전력은 전류가 600A 인 3상 3선식 교류전력이다. 이때, 전류의 위상차는 120˚이다. 즉, 3상의 제1선의 위상이 -120˚라면, 제2선은 0˚, 제3선은 120˚의 위상을 가진다.The power supplied to the feeder 100 in the simulation is three-phase three-wire AC power having a current of 600A. At this time, the phase difference of the current is 120 degrees. That is, if the phase of the first line of the three phases is -120 degrees, the second line has a phase of 0 degrees and the third line has a phase of 120 degrees.

표 1은 시뮬레이션 결과값을 나타낸 도표이다.Table 1 shows the simulation result values.

각 코일의 유도기전력(단위: V)Induced electromotive force of each coil (unit: V) p1p1 p2 p2 p3 p3 p4 p4 p5 p5 p6 p6 평균값medium 최대값Maximum value 1120 1120 1950 1950 1923 1923 1935 1935 1114 1114 1908 1908 3317 3317 실효값Effective value 792 792 1379 1379 1360 1360 1368 1368 788 788 1349 1349 2346 2346

이때, 평균값은 병렬로 연결된 부분의 전압을 말하며, 서로 병렬로 연결된 제1코일(p1)과 제2코일(p2) 연결부위, 제3코일(p3)과 제4코일(p4)의 연결부위 및 제5코일(p5)과 제6코일(p6)의 연결부위의 양단의 전압은 각각 동일하다. 따라서, 시뮬레이션 결과에서 도출된 전압의 평균값은 각 코일의 전압의 합을 병렬연결 개수인 3으로 나눈 값이 된다. 전압의 평균값은 정류기(400)를 통과한 전력의 전압과 동일하다.In this case, the average value refers to the voltage of the part connected in parallel, and the connecting part of the first coil p1 and the second coil p2 connected in parallel to each other, the connecting part of the third coil p3 and the fourth coil p4, Voltages at both ends of the connecting portion of the fifth coil p5 and the sixth coil p6 are the same. Therefore, the average value of the voltage derived from the simulation results is the value obtained by dividing the sum of the voltages of the respective coils by 3, the number of parallel connections. The average value of the voltages is the same as the voltage of the electric power that has passed through the rectifier 400.

한편, 교류전력의 실효값은 최대값을

Figure pat00001
로 나눈 값이다. 결국, 시뮬레이션 결과로부터 얻을 수 있는 유도기전력은 상기 평균값 중 실효값 2346V 이다. 이 값은 일반적인 단상교류를 사용하는 E형 전력공급장치(10)를 구비한 무선 전력공급장치에서 공급전류가 600A인 경우 유도기전력이 1600V 내외인 것에 비해 높은 전압을 가진다.On the other hand, the effective value of AC power is the maximum value
Figure pat00001
. As a result, the induced electromotive force obtained from the simulation result is an effective value of 2346 V among the average values. This value has a higher voltage than the 1600 V induced electromotive force when the supply current is 600 A in the wireless power supply apparatus having the E-type power supply apparatus 10 using general single-phase AC.

본 발명에서 사용되는 C자형 자기장형성부(130)가 배열된 급전코어(110)는 다른 형태의 급전코어(110)에 비해 자기장의 발생범위가 좁다. 이는 자기장형성부(130)가 구조상 크기가 비교적 작고, 자기장이 주로 형성되는 한 쌍의 상단면(131)이 서로 가까이 위치하기 때문에, 한 쌍의 상단면(131) 사이에서 형성되는 자기장의 공간상의 거리도 짧아지기 때문이다.The magnetic field generating range of the power feeding core 110 in which the C-shaped magnetic field forming unit 130 is arranged is narrower than that of the other types of the power feeding core 110. [ This is because the magnetic field forming unit 130 has a relatively small structure and a pair of upper surfaces 131 in which magnetic fields are mainly formed are positioned close to each other, The distance is also shortened.

이러한 작은 범위에서 형성되는 자기장은 자속의 감쇄가 작다. 이는 자속의 감쇄는 자기장이 형성되는 공간상의 거리가 길수록 커지기 때문이다. 본 발명의 급전코어(110)는 자속의 감쇄가 작으므로, 다른 구조의 무선 전력공급장치에 비해, 무선 급전시의 전력손실을 줄일 수 있고, 비교적 전류 및 전압이 높은 유도기전력을 얻을 수 있는 장점이 있다. 특히, 유도기전력의 전압은 전술한 시뮬레이션을 통해 일반적인 단상교류를 사용하는 E형 전력공급장치(10)를 구비한 무선 전력공급장치보다 높음을 알 수 있다.The magnetic field formed in such a small range has a small magnetic flux attenuation. This is because the attenuation of the magnetic flux increases as the distance in the space where the magnetic field is formed becomes longer. Since the power supply core 110 of the present invention has a small magnetic flux attenuation, the power loss of the wireless power supply can be reduced and the induction electromotive force of a relatively high current and voltage can be obtained . In particular, it can be seen that the voltage of the induced electromotive force is higher than that of the wireless power supply with the E-shaped power supply 10 using the general single-phase alternating current through the above-described simulation.

또한, 본 발명은 공급전력을 단상교류 대신 3상 교류를 사용하므로 3상 교류의 특성상 자기장의 발생범위가 좁아지는 장점이 있다.Further, since the power supply uses three-phase alternating current instead of single-phase alternating current, the present invention is advantageous in that the generation range of the magnetic field is narrowed due to the nature of three-phase alternating current.

또한, 본 발명의 급전부(100)는 다른 구조의 무선 전력공급장치에 비해, 간단한 구조를 가지므로 제작이 용이하고, 제작비용을 절약할 수 있으며, 특히 급전코어(110)의 부피가 작아 무선 전력공급장치 전체가 공간적 제약을 적게 받을 수 있는 장점이 있다. 또한, 본 발명은 전체적으로 자기장의 발생범위가 작으므로, EMF의 발생범위를 줄여 EMF로 인한 인체에 유해한 영향, 전자기기의 고장, 오작동 등을 줄일 수 있는 장점이 있다. In addition, since the feeder 100 of the present invention has a simple structure as compared with a wireless power supply device of another structure, it is easy to manufacture and can save manufacturing cost. Particularly, since the volume of the power supply core 110 is small, There is an advantage that the entire electric power supply apparatus can receive a small space restriction. Further, since the generation range of the magnetic field is small as a whole, the present invention has the advantage of reducing the generation range of the EMF, reducing harmful effects to the human body caused by the EMF, malfunction of the electronic equipment, and malfunction.

본 발명의 실시예와 관련하여 상기와 같이 몇 가지만을 기술하였지만, 이 외에도 다양한 형태의 실시가 가능하다. 앞서 설명한 실시예들의 기술적 내용들은 서로 양립할 수 없는 기술이 아닌 이상은 다양한 형태로 조합될 수 있으며, 이를 통해 새로운 실시형태로 구현될 수도 있다.While only a few are described above in connection with the embodiments of the present invention, various other forms of implementation are possible. The technical contents of the embodiments described above may be combined in various forms other than the mutually incompatible technologies, and may be implemented in a new embodiment through the same.

10: E형 전력공급장치 11: E형 급전코어
E: 자기장형성부 12: 전력공급부
100: 급전부 110: 급전코어
120: 전력공급부 121: 제1부재
122: 제2부재 130: 자기장형성부
131: 상단면 200: 집전부
210: 도전부 211: 제1도전체
212: 제2도전체 220: 집전코어
300: 인버터 400: 정류기
500: 부하 p1: 제1코일
p2: 제2코일 p3: 제3코일
p4: 제4코일 p5: 제5코일
p6: 제6코일 c1~c6: 커패시터
10: E type power supply device 11: E type power supply core
E: magnetic field forming part 12: electric power supply part
100: feeding part 110: feeding core
120: power supply unit 121: first member
122: second member 130: magnetic field forming part
131: top surface 200: collector
210: conductive part 211: first conductor
212: second conductor 220: current collecting core
300: inverter 400: rectifier
500: load p1: first coil
p2: second coil p3: third coil
p4: fourth coil p5: fifth coil
p6: sixth coil c1 to c6: capacitor

Claims (3)

C자 형으로 형성되되 한 쌍으로 구비되는 상단면을 포함하고 상기 상단면은 전력을 공급받아 자기장을 형성하는 자기장형성부와, 상기 자기장형성부에 전력을 공급하는 전력공급부를 구비하는 급전부; 및
상기 급전코어에서 발생하는 자기장에 의해 유도되는 유도기전력이 흐르는 도전부와, 상기 도전부가 감기는 집전코어을 구비하고, 상기 도전부에 유도되는 유도기전력을 상기 도전부로부터 부하로 보내는 집전부를 포함하되,
상기 급전부에는 3상 교류전력이 공급되는 것을 특징으로 하는 무선 전력공급장치.
A power supply unit including a magnetic field forming unit formed in a C shape and including a pair of upper surfaces and the upper surface forming a magnetic field by receiving electric power and a power supply unit for supplying electric power to the magnetic field forming unit; And
And a power collecting part having a conductive part through which the induced electromotive force induced by the magnetic field generated in the power feeding core flows and a current collecting core around which the conductive part is wound and for sending an induced electromotive force induced in the conductive part to the load from the conductive part ,
And the three-phase AC power is supplied to the power feed unit.
제1항에 있어서,
상기 급전부는,
상기 자기장형성부가 복수로 일정한 방향으로 정렬되어 형성되는 급전코어를 포함하고, 상기 전력공급부는 복수로 구비되며 각각의 상기 전력공급부의 적어도 일부가 상기 급전코어의 길이방향으로 설치되고, 각각의 상기 전력공급부는 공급되는 3상 교류전력의 각각의 단자와 결합하는 것을 특징으로 하는 무선 전력공급장치.
The method according to claim 1,
Wherein the power-
Wherein the power supply unit includes a plurality of power supply units, at least a part of each of the power supply units is installed in a longitudinal direction of the power supply core, and each of the power And the supply unit is coupled to each terminal of the supplied three-phase alternating-current power.
제1항에 있어서,
상기 집전부는,
상기 집전코어의 단면이 요철형상으로 형성되고, 상기 도전부는 상기 집전코어에 실질적으로 수평한 방향으로 감기되,
상기 도전부는, 상기 집전부의 중앙부에 한 쌍으로 배치되고 복수로 구비되어 각각 상하로 배치되는 제1도전체와, 한 쌍으로 구비되어 상기 집전부의 양측에 각각 배치되는 제2도전체를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 전력공급장치.
The method according to claim 1,
The current collector
Wherein an end face of the current collector is formed in a concavo-convex shape, the conductive portion is wound in a substantially horizontal direction to the current collector,
The conductive portion includes a first conductor disposed in a pair at a central portion of the current collector portion and provided in a plurality of pairs and arranged vertically, and a second conductor arranged in a pair and disposed on both sides of the current collector portion, respectively Wherein the wireless power supply is a wireless power supply.
KR1020130111369A 2013-09-16 2013-09-16 Wireless Electric Power Supply Apparatus KR102058540B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130111369A KR102058540B1 (en) 2013-09-16 2013-09-16 Wireless Electric Power Supply Apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130111369A KR102058540B1 (en) 2013-09-16 2013-09-16 Wireless Electric Power Supply Apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150032386A true KR20150032386A (en) 2015-03-26
KR102058540B1 KR102058540B1 (en) 2019-12-24

Family

ID=53025544

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130111369A KR102058540B1 (en) 2013-09-16 2013-09-16 Wireless Electric Power Supply Apparatus

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102058540B1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101038350B1 (en) * 2010-05-04 2011-05-31 (주)그린파워 Non-contact type inductive power transfer device for electric vehicle
KR20120019216A (en) * 2010-08-25 2012-03-06 한국과학기술원 Wireless power transfer apparatus
KR20130097255A (en) * 2012-02-24 2013-09-03 한국과학기술원 Apparatus and system for providing power using utility power

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101038350B1 (en) * 2010-05-04 2011-05-31 (주)그린파워 Non-contact type inductive power transfer device for electric vehicle
KR20120019216A (en) * 2010-08-25 2012-03-06 한국과학기술원 Wireless power transfer apparatus
KR20130097255A (en) * 2012-02-24 2013-09-03 한국과학기술원 Apparatus and system for providing power using utility power

Also Published As

Publication number Publication date
KR102058540B1 (en) 2019-12-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5885837B2 (en) Contactless power transformer for moving objects
CN102272869B (en) High frequency transformers
KR101393580B1 (en) Wireless Power Transfer System Insensitive to Relative Positions between Transmission-side Coil and Collector-side Coil
Deqing et al. The power loss analysis for resonant wireless power transfer
WO2018190729A1 (en) Thermal regulation in inductive power transfer coupling structures
Thein et al. Investigation of power transfer efficiency: utilizing different coil designs in wireless charging of electric vehicles
US8766758B2 (en) High-frequency transformer
KR101589609B1 (en) Wireless Electric Power Supply Apparatus
TWI482389B (en) Inductive power transfer system, and transmitter and receiver devices thereof
KR102058540B1 (en) Wireless Electric Power Supply Apparatus
KR20150089350A (en) Wireless Electric Power Supply Device having Magnetic Shield
KR101517609B1 (en) Wireless Electric Power Supply Apparatus
CN204465364U (en) A kind of high voltage electric and electronic device high potential energy supplying system
CN209357573U (en) The inductance balance magnetic core and three-phase reactor of three-phase reactor
CN202871518U (en) Flat framework electronic transformer
Ren et al. Cross-shaped magnetic coupling structure for electric vehicle IPT charging systems
CN209249255U (en) A kind of flat transformer
CN202871520U (en) Vertical type electronic transformer
CN203607874U (en) Primary and secondary induction coils and electric automobile induction charging system including same
CN205992468U (en) A kind of transformer framework structure
Moriki et al. Efficiency study of coaxial contactless power transmission for electric railway
Kusaka et al. Reduction in Leakage Magnetic Flux of Wireless Power Transfer Systems with Halbach Coils
Kodeeswaran et al. Design of a Static Capacitive Power Transfer System with Six-Plate Coupler for Electric Vehicle Wireless Charging
Hattori et al. Fundamental experiment of 3-phase electric resonant coupling wireless power transfer
Choi et al. Six degrees of freedom wide-range IPT for multiple IoT by DQ rotating magnetic field

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant