KR20160013294A - 무선전력전송 시스템 - Google Patents

무선전력전송 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20160013294A
KR20160013294A KR1020140093832A KR20140093832A KR20160013294A KR 20160013294 A KR20160013294 A KR 20160013294A KR 1020140093832 A KR1020140093832 A KR 1020140093832A KR 20140093832 A KR20140093832 A KR 20140093832A KR 20160013294 A KR20160013294 A KR 20160013294A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power
unit
power source
voltage
auxiliary
Prior art date
Application number
KR1020140093832A
Other languages
English (en)
Inventor
김재희
이승환
정신명
박찬배
이준호
이병송
이수길
Original Assignee
한국철도기술연구원
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 한국철도기술연구원 filed Critical 한국철도기술연구원
Priority to KR1020140093832A priority Critical patent/KR20160013294A/ko
Publication of KR20160013294A publication Critical patent/KR20160013294A/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L9/00—Electric propulsion with power supply external to the vehicle
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2200/00—Type of vehicles
    • B60L2200/18—Buses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2200/00—Type of vehicles
    • B60L2200/26—Rail vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/10—Road Vehicles
    • B60Y2200/14—Trucks; Load vehicles, Busses
    • B60Y2200/143—Busses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/20—Off-Road Vehicles
    • B60Y2200/25—Track vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/30—Railway vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/91—Electric vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

본 발명은 자기장을 형성하는 급전선로를 통하여 주전원 및 보조전원에 무선으로 전력을 공급하는 무선전력전송 시스템에 있어서, 상기 자기장으로부터 유도된 단일 출력의 대전력을 생성하는 전력 발전부; 상기 전력 발전부로부터 상기 대전력을 전달받아 직류 형태의 주전원 전력을 생성한 후 상기 주전원에 직접 공급하는 주전원 제어부; 상기 전력 발전부로부터 상기 대전력을 전달받아 승압 또는 강압하는 전압 변환부; 및 상기 전압 변환부로부터 상기 승압 또는 강압된 대전력을 전달받아 직류 형태의 보조전원 전력을 생성한 후 상기 보조전원에 직접 공급하는 보조전원 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선전력전송 시스템을 제공한다. 따라서 본 발명은 배터리를 없는 궤도 차량에 실시간으로 무선전력을 전송할 수 있는 효과가 있다.

Description

무선전력전송 시스템{System for Wireless Power Transmission System}
본 발명은 무선전력전송 시스템에 관한 것으로, 상세하게는, 배터리가 없이 복수의 전원을 포함하는 운송 수단에 복수의 전력을 공급하는 무선전력전송 시스템에 관한 것이다.
무선전력전송이란 종래의 유선으로 된 전력선 대신 무선으로 열차나 전기자동차를 포함하는 운송 수단 또는 전자기기에 전원을 공급하는 기술을 말한다. 무선전력전송은 무선전원 케이블을 이용하여 전원이 필요한 장치를 전원 콘센트에 연결하지 않고도 무선으로 충전이 가능하다는 장점을 가지고 있기 때문에, 최근, 관련 연구가 활발히 진행되고 있다.
무선전력전송은 크게 마이크로파방식, 자기유도방식 및 자기공진방식이 있다. 마이크로파방식은 마이크로파와 같은 초고주파의 전자파를 안테나를 통해 방사시켜서 전력을 전송하는 기술로서, 장거리 무선전력전송이 가능하지만 전자파에 의한 안전문제가 고려되어야 한다. 자기유도방식은 근접한 코일 간의 자기유도결합을 이용한 기술로서, 2개의 송수전 코일 간의 거리는 수 cm 이내이며 두 코일의 배열 조건에 의해서 전송 효율이 크게 좌우된다. 자기공진방식은 공진 결합(resonant coupling)에 의해 서로 떨어진 두 공진기 간에 비방사형 자기장 에너지가 전달되는 기술로서, 송수전 코일 간의 거리가 1~2m 정도에서 무선전력전송이 가능하며, 자기유도방식에 비해 비교적 두 코일의 정렬이 유연하고, 중계 코일을 이용하여 무선충전 가능범위를 확장할 수 있다는 장점을 가지고 있다.
특히, 무선전력전송은 운송 수단에서도 활발히 활용되고 있는데, 그 예로서, 전기자동차, 버스 및 경전철이 될 수 있다. 운송 수단 중 경전철을 포함하는 궤도 차량은 동력 집전장치를 구비하고, 상기 집전장치를 통하여 궤도를 따라 형성되는 급전장치로부터 동력 즉, 전력을 공급받아 움직인다. 상기와 같은 동력 시스템의 이용은 궤도 차량에 한정되지 않고, 전기자동차와 같은 일반적인 차량에도 적용된다.
종래의 무선전력전송을 궤도 차량에 이용하는 방법은 상기 궤도 차량에 구비된 배터리(Battery)를 충전하여 이를 동력원으로 사용하는 방식이다. 종래의 무선전력전송 시스템은 급전선로로부터 생성된 자기장을 수집하고, 상기 자기장으로부터 유도된 전류를 정류기를 통하여 DC 전압으로 구성한다. DC 전압은 배터리를 충전하고, 열차가 움직일 때는 배터리에 충전된 에너지를 추진인버터에 보내어 열차를 움직이게 한다. 충전된 배터리를 동력원으로 사용하는 방식은 배터리를 가진 운송 수단에는 활용될 수 있으나, 배터리가 없이 실시간으로 동력을 공급받아야 하는 열차와 같은 운송 수단에는 활용될 수 없다.
또한, 열차는 배터리 없이 추진인버터가 바로 전력을 사용해야 하고, 보조부하를 포함하고 있어 상기 추진인버터에 사용되는 전력과는 다른 전압의 전력을 공급받아야 하는데, 기존의 배터리 충전방식은 여러 가지 보조부하의 전압에 맞도록 전력을 공급해 줄 수 없는 문제점을 가지고 있다.
이에, 본 발명은 배터리 없이 실시간으로 무선전력을 공급받는 열차가 각 부하가 요구하는 전압에 따라서 다른 전력을 공급받을 수 있도록 하는 무선전력전송 시스템을 제안한다.
상기 본 발명의 무선전력전송 기술과 관련하여 일본등록특허 JP 5038339호가 존재한다.
일본등록특허 제10-5038339호(전력 공급 방법 및 교직류 전차용 전원 시스템)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 배터리 없이 실시간으로 무선전력을 공급하는 무선전력전송 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 서로 다른 공급 전압을 요구하는 복수의 부하에 각 전압에 상응하는 복수의 전력을 공급하는 무선전력전송 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시의 일 측면에서, 본 발명은 자기장을 형성하는 급전선로를 통하여 주전원 및 보조전원에 무선으로 전력을 공급하는 무선전력전송 시스템에 있어서, 상기 자기장으로부터 유도된 단일 출력의 대전력을 생성하는 전력 발전부; 상기 전력 발전부로부터 상기 대전력을 전달받아 직류 형태의 주전원 전력을 생성한 후 상기 주전원에 직접 공급하는 주전원 제어부; 상기 전력 발전부로부터 상기 대전력을 전달받아 승압 또는 강압하는 전압 변환부; 및 상기 전압 변환부로부터 상기 승압 또는 강압된 대전력을 전달받아 직류 형태의 보조전원 전력을 생성한 후 상기 보조전원에 직접 공급하는 보조전원 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선전력전송 시스템을 제공한다.
바람직하게는, 상기 전력 발전부에서 생성된 대전력의 전압을 일정하게 유지시키고, 상기 주전원 제어부 및 상기 전압 변환부에 상기 대전력을 전달하는 대전력 정전압부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선전력전송 시스템을 제공한다.
바람직하게는, 상기 전력 발전부는 상기 자기장으로부터 유도되는 교류 전류를 발생시키는 픽업; 및 상기 픽업으로부터 상기 교류 전류를 전달받아 직류 전류로 변환하여 대전력을 생성하는 정류기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선전력전송 시스템을 제공한다.
바람직하게는, 상기 전력 발전부는 복수의 픽업 및 정류기를 포함하고, 상기 정류기 각각은 상기 대전력 정전압부에 연결되고, 상기 대전력 정전압부는 상기 정류기로부터 출력되는 직류 전류를 제어하는 것을 특징으로 하는 무선전력전송 시스템을 제공한다.
바람직하게는, 상기 전력 발전부로부터 생성된 대전력의 전압을 측정하여 전압 정보를 생성하는 전압 측정부; 및 상기 전압 측정부로부터 상기 전압 정보를 전달받아 상기 급전선로에 흐르는 전류를 제어하는 급전선로 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선전력전송 시스템을 제공한다.
본 발명의 실시의 다른 측면에서, 본 발명은 자기장을 형성하는 급전선로를 통하여 주전원 및 보조전원에 무선으로 전력을 공급하는 무선전력전송 시스템에 있어서, 상기 자기장으로부터 유도된 단일 출력의 주전원 대전력 및 단일 출력의 보조전원 대전력을 생성하는 전력 발전부; 상기 전력 발전부로부터 상기 주전원 대전력을 전달받아 직류 형태의 주전원 전력을 생성한 후 상기 주전원에 직접 공급하는 주전원 제어부; 및 상기 전력 발전부로부터 상기 보조전원 대전력을 전달받아 직류 형태의 보조전원 전력을 생성한 후 상기 보조전원에 직접 공급하는 보조전원 제어부;를 포함하되, 상기 주전원 대전력 및 보조전원 대전력은 서로 다른 전압을 가지는 것을 특징으로 하는 무선전력전송 시스템을 제공한다.
바람직하게는, 상기 전력 발전부에서 생성된 상기 주전원 대전력의 전압을 일정하게 유지시키고, 상기 주전원 제어부에 상기 주전원 대전력을 전달하는 주전원 정전압부; 및 상기 전력 발전부에서 생성된 상기 보조전원 대전력의 전압을 일정하게 유지시키고, 상기 보조전원 제어부에 상기 보조전원 대전력을 전달하는 보조전원 정전압부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선전력전송 시스템을 제공한다.
바람직하게는, 상기 전력 발전부는 상기 자기장으로부터 유도되는 교류 전류를 발생시키는 복수의 픽업; 및 상기 픽업으로부터 상기 교류 전류를 전달받아 직류 전류로 변환하여 주전원 대전력 및 보조전원 대전력을 생성하는 복수의 정류기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선전력전송 시스템을 제공한다.
바람직하게는, 상기 정류기 각각은 상기 주전원 정전압부 또는 상기 보조전원 정전압부에 연결되고, 상기 주전원 정전압부 또는 상기 보조전원 정전압부는 상기 정류기로부터 출력되는 직류 전류를 제어하는 것을 특징으로 하는 무선전력전송 시스템을 제공한다.
본 발명은 배터리를 없는 궤도 차량에 실시간으로 무선전력을 전송할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 종래의 시스템이 적용되지 않는 배터리 없는 궤도 차량에 바로 적용할 수 있어서 상기 배터리 없는 궤도 차량의 구성을 변화시킬 필요가 없고 무선전력전송의 활용 분야를 확장하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 무선전력전송 시스템의 구성도를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 대전력 정전압부를 포함하는 무선전력전송 시스템의 구성도를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 대전력 정전압부를 포함하는 무선전력전송 시스템의 구성도를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 주전원 정전압부 및 보조전원 정전압부를 포함하는 무선전력전송 시스템의 구성도를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 주전원 정전압부 및 보조전원 정전압부를 포함하는 무선전력전송 시스템의 구성도를 나타내는 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면 번호에 상관없이 동일한 수단에 대해서는 동일한 참조 번호를 사용하기로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 무선전력전송 시스템의 구성도를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 무선전력전송 시스템(100)은 급전선로(130), 전력 발전부(140), 주전원 제어부(150), 전압 변환부(160), 보조전원 제어부(170), 급전선로 제어부(180) 및 전압 측정부(190)를 포함한다.
무선전력전송 시스템(100)은 배터리 없는 궤도 차량에 구비된 주전원(110) 및 보조전원(120)에 무선전력을 공급한다.
이하 설명에서, 배터리가 없는 궤도 차량은 단순히 궤도 차량으로 언급한다. 무선전력전송 시스템(100)은 배터리가 구비되지 않는 열차와 같은 궤도 차량에 활용되나, 궤도 차량에 한정되지 않고 복수의 부하에 전원을 공급해야 하는 설비나 장치 및 다른 운송 수단에도 활용될 수 있기 때문에 산업 전반에 적용될 수 있다.
주전원(110)은 궤도 차량에 구비되어 전력을 소비하는 구성을 의미하고, 일종의 부하(Load)와 같다. 보조전원(120)도 주전원(110)처럼, 궤도 차량에 구비되어 전력을 소비하는 구성을 의미하고, 일종의 부하와 같다.
주전원(110)과 보조전원(120)은 각자가 요구하는 정격전압과 정격전력이 서로 다르다. 바람직하게는, 보조전원(120)이 요구하는 정격전력은 주전원(110)이 요구하는 정격전력보다 낮고, 보조전원(120)이 요구하는 정격전압은 주전원(110)이 요구하는 정격전압보다 낮을 수 있다. 상세하게, 주전원(110)은 전력 소모가 가장 큰 구성으로서, 모터(Motor) 또는 구동부가 될 수 있고, 보조전원(120)은 전력 소모가 주전원(110)보다 크지 않는 구성으로서, 비상시 전력 공급을 위한 보조 배터리, 궤도 차량을 제어하는 제어부가 될 수 있다.
급전선로(130)는 외부로부터 전류를 전달받아 자기장(109)을 발생시킨다. 급전선로(130)는 급전코어와 급전선을 포함할 수 있다. 상기 급전코어가 상기 급전선으로 권선되어 감아지고, 상기 전류가 상기 급전선에 흐르면, 상기 급전선은 권선수 및 급전코어의 자성에 따라 일정 방향의 자기장을 발생시킨다.
전력 발전부(140)는 급전선로(130)가 형성한 자기장(109)으로부터 유도되어 생성된 단일 출력의 대전력(101)을 생성한다. 전력 발전부(140)가 발전한 대전력(101)을 주전원 제어부(150) 및 보조전원 제어부(170)를 거쳐서 주전원(110)과 보조전원(120)에 각각 전달된다.
전력 발전부(140)는 픽업(141) 및 정류기(142)를 포함한다.
픽업(141)은 급전선로(130)로부터 자기장(109)을 전달받아 전류를 형성한다. 픽업(141)은 단수 또는 복수개가 포함될 수 있고, 생성하는 대전력(101)의 용량과 개별 픽업(141)의 용량에 상응하여 설치될 개수가 결정된다. 바람직하게, 픽업(141)은 유도 전류를 생성하는 코일을 포함할 수 있다. 픽업(141)에 포함된 코일은 급전선로(130)부터 자기장 세기 및 방향에 상응하여 유도 전류를 생성한다. 픽업(141)으로부터 형성된 전류는 자기장(109)으로부터 유도된 교류 형태이고, 교류의 유도 전류는 정류기(142)로 전달된다.
정류기(142)는 픽업(141)에서 교류의 유도 전류를 직류 전류로 정류하여 대전력(101)을 생성한다. 정류기(142)는 단수 또는 복수개가 포함될 수 있고, 픽업(141) 개수에 상응하여 형성되며, 각 픽업(141)마다 개별적으로 연결된다.
대전력(101)은 복수의 정류기(142)로부터 나오는 직류 전류의 전력이 합하여져 형성된다.
주전원 제어부(150)는 주전원(110)에 공급할 수 있는 전력을 형성하여 주전원(110)에 공급한다. 상세하게, 주전원 제어부(150)는 전력 발전부(140)로부터 대전력(101)을 공급받고, 직류 형태의 대전력(101)을 직류 형태의 주전원 전력(102)으로 형성하여 주전원 전력(102)을 주전원(110)에 바로 전달한다. 가령, 주전원(110)이 모터 또는 구동부인 경우, 주전원 제어부(150)는 전력 공급을 제어하는 전력 인버터(Power Inverter)일 수 있다.
전압 변환부(160)는 전력 발전부(140)로부터 생성된 대전력(101)의 전압을 조절한다. 상세하게, 전압 변환부(160)는 직류 형태의 대전력(101) 전압을 보조전원(120)이 요구하는 전압에 맞도록 승압 또는 강압하여 보조전원 제어부(170)에 승압 또는 강압된 대전력(101)을 전달한다. 일반적으로, 보조전원(120)이 요구하는 전압이 주전원(110)에 비하여 낮기 때문에 전압 변환부(160)는 대전력(101)을 강압하며, 전압 변환부(160)는 상기처럼 직류 전압을 조절할 수 있는 DC/DC 컨버터일 수 있다. 바람직하게는, 주전원(110)에 전달되는 대전력(101)은 DC 2800V이고, 보조전원(120)에 전달되는 대전력(101)은 DC 720V일 수 있다.
보조전원 제어부(170)는 보조전원(120)에 공급할 수 있는 전력을 형성하여 보조전원(120)에 공급한다. 상세하게, 보조전원 제어부(170)는 전압 변환부(160)로부터 대전력(101)을 공급받고, 직류 형태의 대전력(101)을 직류 형태의 보조전원 전력(103)으로 형성하여 보조전원 전력(103)을 보조전원(120)에 바로 전달한다.
전압 측정부(190)는 전력 발전부(140)의 출력 대전력(101) 전압을 측정하여 전압 정보를 생성하며, 상기 전압 정보를 급전선로 제어부(180)로 전송한다.
급전선로 제어부(180)는 급전선로(130)에 흐르는 전류를 제어한다. 급전선로 제어부(180)는 전압 측정부(190)로부터 상기 전압 정보를 전송받고, 상기 전압 정보를 기반으로 급전선로(130)에 흐르는 전류를 제어한다. 급전선로 제어부(180)는 급전선로(130)에 흐르는 전류를 제어함으로써, 대전력(101) 전압을 일정하게 유지시키는 기능을 수행한다. 제어된 급전선로(130) 전류는 픽업(141)에 수집되는 자기장(109)을 제어하고, 자기장(109)은 전력 발전부(140)로부터 출력되는 대전력(101)의 전압을 제어한다. 급전선로 제어부(180)는 상기 전압 정보에 의해서 대전력(101) 전압이 높거나 낮다고 판단하는 경우, 급전선로(130)에 흐르는 전류량을 감소시키거나 증가시켜서, 그 전압을 감소시키거나 증가시킬 수 있다.
이처럼, 급전선로 제어부(180)는 전압 측정부(190)와 더불어서 대전력(101)의 전압을 제어하는 피드백(Feedback) 회로를 구성한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 대전력 정전압부를 포함하는 무선전력전송 시스템의 구성도를 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 전압 측정부(190) 및 급전선로 제어부(180) 대신에 대전력 정전압부(210)가 포함된 무선전력전송 시스템(100)이 도시되어 있다.
무선전력전송 시스템(100)은 대전력(101) 전압을 일정하게 유지시키기 위하여, 전압 측정부(190) 및 급전선로 제어부(180)를 포함하는 피드백 회로 대신에 대전력 정전압부(210)를 포함할 수 있다.
대전력 정전압부(210)는 전력 발전부(140)의 대전력(101) 전압을 일정하게 유지시킬 수 있다. 대전력(101) 전압은 주전원(110) 및 보조전원(120)과 같은 부하의 상황에 따라서 일정하지 못하는 경우가 있는데, 이 때, 대전력 정전압부(210)가 대전력(101)을 정전압으로 출력시킨다. 출력된 대전력(101)은 주전원(110)과 보조전원(120)에 공급되기 위하여 분기되고, 분기된 대전력(101)은 주전원 전력(102) 및 보조전원 전력(103)으로 변환된다.
도 3은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 대전력 정전압부를 포함하는 무선전력전송 시스템의 구성도를 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 전압 측정부(190) 및 급전선로 제어부(180) 대신에, 복수의 정류기(142)와 각각 연결된 대전력 정전압부(210)가 포함된 무선전력전송 시스템(100)이 도시되어 있다.
대전력 정전압부(210)는 전력 발전부(140)의 정류기(142) 각각에 개별적으로 직접 연결될 수 있다. 도 2의 경우, 복수의 정류기(142)에서 출력된 직류 전류는 모두 합쳐져서 대전력 정전압부(210)로 흘러들어간다. 따라서, 대전력 정전압부(210)는 전력 발전부(140)로부터 단일의 입력으로 직류 전류를 입력받는다. 반면에, 도 3처럼, 대전력 정전압부(210)가 개별 정류기(142)에 직접 연결된 경우, 대전력 정전압부(210)는 각 정류기(142)에서 출력되는 전류를 제어할 수 있다. 그러므로, 대전력 정전압부(210)는 정류기(142)들의 전류를 제어할 수 있기 때문에, 정류기(142)간 출력 전류 밸런스가 틀어지더라도 대전력 정전압부(210)가 보상할 수 있어서 안정적인 대전력(101) 공급을 가능하게 한다.
전력 발전부(140)의 단일 전력을 전압 변환부(160)를 통하여 변압하여 부하에 공급하는 무선전력전송 시스템(100)은 요구 전압이 서로 다른 주전원(110)과 보조전원(120)만을 예시로 하였으나, 이에 한정되지 않고 서로 다른 전압으로 전력을 소모하는 2이상의 부하들에도 동일한 방식으로 무선전력을 공급할 수 있다.
도 4는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 주전원 정전압부 및 보조전원 정전압부를 포함하는 무선전력전송 시스템의 구성도를 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 전압 측정부(190) 및 급전선로 제어부(180) 대신에 주전원 정전압부(510) 및 보조전원 정전압부(520)가 포함된 무선전력전송 시스템(100)이 도시되어 있다.
무선전력전송 시스템(100)은 전력 발전부(140)의 출력 전압을 일정하게 유지시키기 위하여, 전압 측정부(190) 및 급전선로 제어부(180)를 포함하는 피드백 회로 대신에 주전원 정전압부(510) 및 보조전원 정전압부(520)를 포함할 수 있다.
주전원 정전압부(510)는 전력 발전부(140)의 주전원 대전력(104) 전압을 일정하게 유지시킬 수 있다. 주전원 대전력(104) 전압은 주전원(110)과 같은 부하의 상황에 따라서 일정하지 못하는 경우가 있는데, 이 때, 주전원 정전압부(510)가 주전원 대전력(104)을 정전압으로 출력시킨다. 출력된 주전원 대전력(104)은 주전원 제어부(150)에 의하여 주전원 전력(102)으로 변환된다.
보조전원 정전압부(520)는 전력 발전부(140)의 보조전원 대전력(105) 전압을 일정하게 유지시킬 수 있다. 보조전원 대전력(105) 전압은 보조전원(120)과 같은 부하의 상황에 따라서 일정하지 못하는 경우가 있는데, 이 때, 보조전원 정전압부(520)가 보조전원 대전력(105)을 정전압으로 출력시킨다. 출력된 보조전원 대전력(105)은 주전원 제어부(150)에 의하여 보조전원 전력(103)으로 변환된다.
도 5는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 주전원 정전압부 및 보조전원 정전압부를 포함하는 무선전력전송 시스템의 구성도를 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 전압 측정부(190) 및 급전선로 제어부(180) 대신에, 복수의 정류기(142)와 각각 연결된 주전원 정전압부(510) 및 보조전원 정전압부(520)가 포함된 무선전력전송 시스템(100)이 도시되어 있다.
주전원 정전압부(510)는 전력 발전부(140)의 정류기(142) 각각에 개별적으로 직접 연결될 수 있다. 도 4의 경우, 복수의 정류기(142)에서 출력된 직류 전류는 모두 합쳐져서 주전원 정전압부(510)로 흘러들어간다. 따라서, 주전원 정전압부(510)는 전력 발전부(140)로부터 단일의 입력으로 직류 전류를 입력받는다. 반면에, 도56처럼, 주전원 정전압부(510)가 개별 정류기(142)에 직접 연결된 경우, 주전원 정전압부(510)는 각 정류기(142)에서 출력되는 전류를 제어할 수 있다. 그러므로, 주전원 정전압부(510)는 정류기(142)들의 전류를 제어할 수 있기 때문에, 주전원 대전력(104)를 생성하는 정류기(142)간 출력 전류 밸런스가 틀어지더라도 주전원 정전압부(510)가 보상할 수 있어서 안정적인 주전원 대전력(104) 공급을 가능하게 한다.
보조전원 정전압부(520)도 전력 발전부(140)의 정류기(142) 각각에 개별적으로 직접 연결될 수 있다. 보조전원 정전압부(520)는 정류기(142)들의 전류를 제어할 수 있기 때문에, 보조전원 대전력(105)을 생성하는 정류기(142)간 출력 전류 밸런스가 틀어지더라도 보조전원 정전압부(520)가 보상할 수 있어서 안정적인 보조전원 대전력(105) 공급을 가능하게 한다.
부하마다 별도의 단일 전력을 공급하는 픽업(141) 및 정류기(142)를 포함하는 전력 발전부(140)를 포함하는 무선전력전송 시스템(100)은 요구 전압이 서로 다른 주전원(110)과 보조전원(120)만을 예시로 하였으나, 이에 한정되지 않고 서로 다른 전압으로 전력을 소모하는 2이상의 부하들에도 동일한 방식으로 무선전력을 공급할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
110 : 주전원
120 : 보조전원
130 : 급전선로
140 : 전력 발전부
150 : 주전원 제어부
160 : 전압 변환부
170 : 보조전원 제어부
180 : 급전선로 제어부
190 : 전압 측정부

Claims (9)

  1. 자기장을 형성하는 급전선로를 통하여 주전원 및 보조전원에 무선으로 전력을 공급하는 무선전력전송 시스템에 있어서,
    상기 자기장으로부터 유도된 단일 출력의 대전력을 생성하는 전력 발전부;
    상기 전력 발전부로부터 상기 대전력을 전달받아 직류 형태의 주전원 전력을 생성한 후 상기 주전원에 직접 공급하는 주전원 제어부;
    상기 전력 발전부로부터 상기 대전력을 전달받아 승압 또는 강압하는 전압 변환부; 및
    상기 전압 변환부로부터 상기 승압 또는 강압된 대전력을 전달받아 직류 형태의 보조전원 전력을 생성한 후 상기 보조전원에 직접 공급하는 보조전원 제어부;를 포함하는 것
    을 특징으로 하는 무선전력전송 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전력 발전부에서 생성된 대전력의 전압을 일정하게 유지시키고, 상기 주전원 제어부 및 상기 전압 변환부에 상기 대전력을 전달하는 대전력 정전압부;를 더 포함하는 것
    을 특징으로 하는 무선전력전송 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 전력 발전부는
    상기 자기장으로부터 유도되는 교류 전류를 발생시키는 픽업; 및
    상기 픽업으로부터 상기 교류 전류를 전달받아 직류 전류로 변환하여 대전력을 생성하는 정류기;를 포함하는 것
    을 특징으로 하는 무선전력전송 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 전력 발전부는 복수의 픽업 및 정류기를 포함하고,
    상기 정류기 각각은 상기 대전력 정전압부에 연결되고,
    상기 대전력 정전압부는 상기 정류기로부터 출력되는 직류 전류를 제어하는 것
    을 특징으로 하는 무선전력전송 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전력 발전부로부터 생성된 대전력의 전압을 측정하여 전압 정보를 생성하는 전압 측정부; 및
    상기 전압 측정부로부터 상기 전압 정보를 전달받아 상기 급전선로에 흐르는 전류를 제어하는 급전선로 제어부;를 더 포함하는 것
    을 특징으로 하는 무선전력전송 시스템.
  6. 자기장을 형성하는 급전선로를 통하여 주전원 및 보조전원에 무선으로 전력을 공급하는 무선전력전송 시스템에 있어서,
    상기 자기장으로부터 유도된 단일 출력의 주전원 대전력 및 단일 출력의 보조전원 대전력을 생성하는 전력 발전부;
    상기 전력 발전부로부터 상기 주전원 대전력을 전달받아 직류 형태의 주전원 전력을 생성한 후 상기 주전원에 직접 공급하는 주전원 제어부; 및
    상기 전력 발전부로부터 상기 보조전원 대전력을 전달받아 직류 형태의 보조전원 전력을 생성한 후 상기 보조전원에 직접 공급하는 보조전원 제어부;를 포함하되,
    상기 주전원 대전력 및 보조전원 대전력은 서로 다른 전압을 가지는 것
    을 특징으로 하는 무선전력전송 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 전력 발전부에서 생성된 상기 주전원 대전력의 전압을 일정하게 유지시키고, 상기 주전원 제어부에 상기 주전원 대전력을 전달하는 주전원 정전압부; 및
    상기 전력 발전부에서 생성된 상기 보조전원 대전력의 전압을 일정하게 유지시키고, 상기 보조전원 제어부에 상기 보조전원 대전력을 전달하는 보조전원 정전압부;를 더 포함하는 것
    을 특징으로 하는 무선전력전송 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 전력 발전부는
    상기 자기장으로부터 유도되는 교류 전류를 발생시키는 복수의 픽업; 및
    상기 픽업으로부터 상기 교류 전류를 전달받아 직류 전류로 변환하여 주전원 대전력 및 보조전원 대전력을 생성하는 복수의 정류기;를 포함하는 것
    을 특징으로 하는 무선전력전송 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 정류기 각각은 상기 주전원 정전압부 또는 상기 보조전원 정전압부에 연결되고,
    상기 주전원 정전압부 또는 상기 보조전원 정전압부는 상기 정류기로부터 출력되는 직류 전류를 제어하는 것
    을 특징으로 하는 무선전력전송 시스템.
KR1020140093832A 2014-07-24 2014-07-24 무선전력전송 시스템 KR20160013294A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140093832A KR20160013294A (ko) 2014-07-24 2014-07-24 무선전력전송 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140093832A KR20160013294A (ko) 2014-07-24 2014-07-24 무선전력전송 시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20160013294A true KR20160013294A (ko) 2016-02-04

Family

ID=55356044

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140093832A KR20160013294A (ko) 2014-07-24 2014-07-24 무선전력전송 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20160013294A (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107681748A (zh) * 2017-11-16 2018-02-09 交控科技股份有限公司 Ap箱无限供电系统及基于该系统的供电方法
CN112271801A (zh) * 2020-09-24 2021-01-26 中车青岛四方车辆研究所有限公司 一种无接触网供电城轨列车的储能控制方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107681748A (zh) * 2017-11-16 2018-02-09 交控科技股份有限公司 Ap箱无限供电系统及基于该系统的供电方法
CN112271801A (zh) * 2020-09-24 2021-01-26 中车青岛四方车辆研究所有限公司 一种无接触网供电城轨列车的储能控制方法
CN112271801B (zh) * 2020-09-24 2022-03-04 中车青岛四方车辆研究所有限公司 一种无接触网供电城轨列车的储能控制方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5135204B2 (ja) 非接触電力伝送システム、および該非接触電力伝送システムにおける負荷装置
JP6394632B2 (ja) ワイヤレス電力伝送システム
JP6526798B2 (ja) 動的誘導電力伝達システムにおける無効電力制御のためのシステムおよび方法
CN106828183B (zh) 直线发电装置、车载供电系统以及磁悬浮列车
CN107107777A (zh) 用于自适应无线功率传输的系统、装置和方法
US20140253027A1 (en) Power receiver and charging system
US10239412B2 (en) Method and apparatus for wireless charging using variable switching frequency
EP2985868B1 (en) Power supply apparatus and non-contact power supply system
Hiramatsu et al. Wireless charging power control for HESS through receiver side voltage control
JP2017536069A (ja) ダブルカップル誘導電力伝達システムを調整および制御するための方法および装置
KR20150050952A (ko) 도심운행을 위한 트램차량용 무선 전력 전송 시스템
Nayak et al. Design and simulation of BUCK-BOOST type dual input DC-DC converter for battery charging application in electric vehicle
JP2013135491A (ja) アンテナ
US9789778B2 (en) Circuit arrangement for providing a DC voltage in a vehicle and method of operating a circuit arrangement
CN105340154B (zh) 电力传输系统
KR20160013294A (ko) 무선전력전송 시스템
CN110611511A (zh) 一种发射机、接收机以及无线充电系统
KR20180064219A (ko) 소형 전기자동차용 최대 전력전달과 제어 안정화를 위한 무선충전 급집전 시스템 및 그 제어방법
JP6032002B2 (ja) 充電器
JP5930182B2 (ja) アンテナ
Sasikumar et al. An Efficient Resonant Transmitter with Single Stage Boost Receiver Topology for Wireless Power Transfer in Electric Vehicle
KR101714148B1 (ko) 친환경 차량의 무선충전장치 및 방법
JP2013157944A (ja) アンテナ
JPWO2020049853A1 (ja) 非接触給電システム
KR101135209B1 (ko) 전자유도를 이용한 온라인 전기자동차의 자기장 통신장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application