JP2000217277A - 非接触給電設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 受電側の負荷に応じて給電側の電流値を適切
に調整し得るようにした非接触給電設備を提供すること
によって、給電側の出力電流を必要最小限に抑制して消
費電力と発熱量の低減化を図る。 【解決手段】 直流電源部２から給電される直流電流を
インバータ部５で高周波電流に変換して一次導線３に給
電し、該一次導線３に対し非接触状態で近接対峙された
受電コイル８に交流の起電力を誘導して受電せしめるよ
うにした非接触給電設備において、直流電源部２の出力
電圧値（電圧検出信号２９）を監視し且つ該出力電圧値
の変動に応じ直流電源部２の出力電流値（電流検出信号
２０）を適切に調整し得るよう電流制限回路２８を備え
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は非接触給電設備に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】図３は自走台車等の移動体への給電手段
に適用されている従来の非接触給電設備の一例を示すも
ので、給電側（一次側）は、三相交流電源部１から給電
される商用周波数の交流電流を直流電流に変換する直流
電源部２と、該直流電源部２から給電される直流電流を
外部から入力される制御信号に基づいて周波数２５ｋＨ
ｚ、９０Ａｒｍｓの高周波電流に逆変換し且つ該高周波
電流を一次導線３にトランス４を介して給電するインバ
ータ部５と、前記の一次導線３に直列に設けられ且つ一
次導線３のインダクタンスに応じたキャパシタンスを有
して共振回路を構成するコンデンサバンク６とを備えて
構成されている。

【０００３】また、受電側（二次側）は、高周波電流の
電磁誘導作用により一次導線３に対し非接触状態で交流
電流を受電し且つ該交流電流を整流部７へ給電する受電
コイル８と、該受電コイル８に並列に設けられ且つ受電
コイル８のインダクタンスに応じたキャパシタンスを有
して共振回路を構成する共振コンデンサＣ８と、前記整
流部７から給電される直流電流を二次電源部９及び二次
インバータ部１０を介し所望の周波数の交流電力に逆変
換して投入されることにより作動する移動体走行用のモ
ータ１１とを備えて構成されている。

【０００４】そして、三相交流電源部１、直流電源部
２、インバータ部５は、建屋内の所定箇所に設置され、
一次導線３は、建屋内における移動体の移動経路に沿っ
て延設されており、また、受電コイル８は、一次導線３
に対峙し得るように移動体の所定箇所に取り付けられ、
整流部７、共振コンデンサＣ８、モータ１１は、移動体
に搭載されている。

【０００５】図示する非接触給電設備においては、直流
電源部２が、三相交流電源部１からの交流電流を単方向
電流に変換して直流化する整流部１２と、該整流部１２
からの直流電流の出力中に含まれる交流成分を減少させ
て平滑化し且つ電流にレギュレーションをかけるレギュ
レータ回路１３とにより構成され、該レギュレータ回路
１３が、共振コンデンサ１４、トランジスタ１５、ダイ
オード１６、コイル１７（共振コンデンサ１４の容量リ
アクタンスＣに応じた誘導リアクタンスＬを提供するも
の）により従来周知の如く構成されているが、斯かるレ
ギュレータ回路１３におけるトランジスタ１５は、以下
に詳述する定電流制御回路１８により作動を制御される
ようになっており、直流電源部２の出力電流値が常に一
定に保持されるようにしてある。

【０００６】即ち、前記定電流制御回路１８は、一次導
線３の所定箇所を取り囲むように配置した電流検知コイ
ル（ロゴスキーコイル）から成る電流検出器１９によ
り、高周波電流の変化に応じて検出された直流電源部２
の出力電流値を電流検出信号２０として入力し、この電
流検出信号２０を比較器２１により信号発生器２３Ａか
らの所定の設定値信号２３と比較して両者の偏差を求
め、その偏差信号２２に基づき直流電源部２の出力電流
値が設定値に制御されるよう発振器２４から制御信号２
５を出力するように構成されており、この制御信号２５
がトランジスタドライバ回路２６を介しレギュレータ回
路１３のトランジスタ１５に入力されるようになってい
る。

【０００７】このように直流電源部２の出力電流値を一
定に制御している理由は、受電側の二次電源部９が所定
範囲内の入力電圧でしか作動しないので、二次電源部９
に対する入力電圧を確実に所定範囲内に収める為に、受
電側の電圧値と比例する給電側の電流値を一定に制御す
ることが有効となるからである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
非接触給電設備においては、受電側で要求される最大負
荷に対応可能な大きな電流値で一定制御するようにして
いた為、受電側が低負荷で運転するような場合にも最大
負荷時と同じ大電流が給電側に流れることになり、ジュ
ール熱として失う損失分が嵩んで余分な消費電力がかか
るという問題があった。

【０００９】また、受電側がクリーンルームで使用され
る自走台車等の移動体である場合には、大電流であるが
故に一次導線３で発熱が起こり、上昇気流が発生して床
面の塵や埃を舞い上げてクリーン性を悪化し易くなると
いう不具合もあった。

【００１０】本発明は上述した実情に鑑みてなしたもの
で、受電側の負荷に応じて給電側の電流値を適切に調整
し得るようにした非接触給電設備を提供することによっ
て、給電側の出力電流を必要最小限に抑制して消費電力
と発熱量の低減化を図ることを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、直流電源部か
ら給電される直流電流をインバータ部で高周波電流に変
換して一次導線に給電し、該一次導線に対し非接触状態
で近接対峙された受電コイルに交流の起電力を誘導して
受電せしめるようにした非接触給電設備において、直流
電源部の出力電圧値を監視し且つ該出力電圧値の変動に
応じ直流電源部の出力電流値を適切に調整し得るよう電
流制限回路を備えたことを特徴とするものである。

【００１２】而して、このような非接触給電設備におい
ては、負荷変動により受電側で使う電流が増減すると、
これに比例して給電側の電圧も増減するので、給電側の
直流電源部の出力電圧を監視すれば、自ずから受電側の
負荷の状態が判断されることになり、電流制限回路によ
り直流電源部の出力電圧値を監視して、該出力電圧値の
変動に応じ直流電源部の出力電流値を適切に調整すれ
ば、受電側の負荷に応じて給電側の電流値を適切に調整
することが可能となり、これによって、給電側の出力電
流が必要最小限に抑制されることになる。

【００１３】また、本発明においては、電流制限回路
を、直流電源部の出力電圧値を入力し且つ該出力電圧値
を受電側で要求している電流値に換算する関数発生器
と、直流電源部の出力電流値を入力し且つ該出力電流値
を前記関数発生器で得られた電流換算値と比較して両者
の偏差を求める比較器と、該比較器で得られた偏差に基
づき該偏差が零となるように直流電源部に制御指令を与
える発振器とにより構成することが可能である。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００１５】図１は本発明の非接触給電設備の実施の形
態の一例であり、図中で図３と同一の符号を付した部分
は同一物を表している。

【００１６】本形態例における非接触給電設備では、先
に図３で示したものと同様の電流検出器１９と、レギュ
レータ回路１３のプラス側とマイナス側の電位差を求め
て直流電源部２の出力電圧値を求める電圧検出器２７
と、電流制限回路２８とが備えられている。

【００１７】前記電流制限回路２８は、前記電圧検出器
２７からの電圧検出信号２９を入力し且つ該電圧検出信
号２９を受電側で要求している電流値に換算する関数発
生器３０と、前記電流検出器１９からの電流検出信号２
０を入力し且つ該電流検出信号２０を前記関数発生器３
０からの電流換算信号３１と比較して両者の偏差を求め
る比較器２１と、該比較器２１からの偏差信号２２に基
づき該偏差信号２２の値が零となるように制御信号２５
を出力する発振器２４とにより構成されており、該発振
器２４からの制御信号２５がトランジスタドライバ回路
２６を介しレギュレータ回路１３のトランジスタ１５に
入力されるようになっている。

【００１８】図２は関数発生器３０に入力されている関
数の一例を示すもので、電圧検出器２７の電圧検出信号
２９から判る直流電源部２の出力電圧値に対し、電流換
算信号３１として換算される電流値が比例関係で増減す
るようになっており、しかも、受電側が最大負荷となっ
た時に必要な電流値を上限値とし、且つ受電側の二次電
源部９が作動可能な範囲の最低電流値を下限値としてい
る。

【００１９】即ち、このような非接触給電設備において
は、負荷変動により受電側で使う電流が増減すると、こ
れに比例して給電側の電圧も増減するので、給電側の直
流電源部２の出力電圧を監視すれば、自ずから受電側の
負荷の状態が判断されることになり、電流制限回路２８
により直流電源部２の出力電圧値を監視して、該出力電
圧値の変動に応じ直流電源部２の出力電流値を適切に調
整すれば、受電側の負荷に応じて給電側の電流値を適切
に調整することが可能となり、これによって、給電側の
出力電流が必要最小限に抑制されることになる。

【００２０】より具体的には、電圧検出器２７により直
流電源部２の出力電圧値が検出されて電圧検出信号２９
として関数発生器３０に入力されると、その電圧検出信
号２９が前記関数発生器３０にて受電側で要求している
電流値に換算されて電流換算信号３１として比較器２１
に入力される。

【００２１】一方、電流検出器１９により直流電源部２
の出力電流が検出されて電流検出信号２０として比較器
２１に入力されるので、この比較器２１にて電流検出信
号２０と電流換算信号３１とが比較されて両者の偏差が
求められ、その偏差が比較器２１から偏差信号２２とし
て発振器２４に入力されて前記偏差信号２２の値が零と
なるように制御信号２５が出力される。

【００２２】そして、この発振器２４からの制御信号２
５がトランジスタドライバ回路２６を介しレギュレータ
回路１３のトランジスタ１５に入力されて作動を制御さ
れ、これにより直流電源部２の出力電流値が受電側の負
荷に応じて適切に調整される。

【００２３】従って、上記形態例によれば、受電側の負
荷に応じて給電側の電流値を適切に調整することがで
き、給電側の出力電流を必要最小限に抑制することがで
きるので、低負荷時等にジュール熱として失われる損失
分を大幅に削減し得て消費電力を著しく低減することが
できる。

【００２４】また、給電側の出力電流を必要最小限に抑
制することができれば、受電側をクリーンルームで使用
される自走台車等の移動体とした場合でも、一次導線３
で起こる発熱を最小限に抑制することができるので、上
昇気流の発生によるクリーン性の悪化を極力回避するこ
とができる。

【００２５】尚、本発明の非接触給電設備は、上述した
実施の形態のみに限定されるものではなく、電流制限回
路の構成は図示する例に限定されないこと、その他、本
発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加え
得ることは勿論である。

【００２６】

【発明の効果】上記した本発明の非接触給電設備によれ
ば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。

【００２７】（Ｉ）受電側の負荷に応じて給電側の電流
値を適切に調整することができ、給電側の出力電流を必
要最小限に抑制することができるので、低負荷時等にジ
ュール熱として失われる損失分を大幅に削減し得て消費
電力を著しく低減することができる。

【００２８】（ＩＩ）受電側をクリーンルームで使用さ
れる自走台車等の移動体とした場合に、一次導線で起こ
る発熱を最小限に抑制することができるので、上昇気流
の発生によるクリーン性の悪化を極力回避することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の非接触給電設備の実施の形態の一例を
示す概念図である。

【図２】図１の関数発生器に入力されている関数の一例
を示すグラフである。

【図３】従来の非接触給電設備の一例を示す概念図であ
る。

【符号の説明】

２ 直流電源部 ３ 一次導線 ５ インバータ部 ８ 受電コイル ２０ 電流検出信号（出力電流値） ２１ 比較器 ２２ 偏差信号（偏差） ２４ 発振器 ２５ 制御信号（制御指令） ２８ 電流制限回路 ２９ 電圧検出信号（出力電圧値） ３０ 関数発生器 ３１ 電流換算信号（電流換算値）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H007 AA05 BB06 CA01 CB05 CC12 DA05 DB01 DC02 DC05 5H105 AA20 CC02 CC19 DD10

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直流電源部から給電される直流電流をイ
   ンバータ部で高周波電流に変換して一次導線に給電し、
   該一次導線に対し非接触状態で近接対峙された受電コイ
   ルに交流の起電力を誘導して受電せしめるようにした非
   接触給電設備において、直流電源部の出力電圧値を監視
   し且つ該出力電圧値の変動に応じ直流電源部の出力電流
   値を適切に調整し得るよう電流制限回路を備えたことを
   特徴とする非接触給電設備。
2. 【請求項２】 電流制限回路を、直流電源部の出力電圧
   値を入力し且つ該出力電圧値を受電側で要求している電
   流値に換算する関数発生器と、直流電源部の出力電流値
   を入力し且つ該出力電流値を前記関数発生器で得られた
   電流換算値と比較して両者の偏差を求める比較器と、該
   比較器で得られた偏差に基づき該偏差が零となるように
   直流電源部に制御指令を与える発振器とにより構成した
   ことを特徴とする請求項１に記載の非接触給電設備。