高調波磁界を低減できる4枚のコイルを用いた非接触給電装置の開発

カテゴリ: 研究会(論文単位)

論文No: EMC18010

グループ名: 【A】基礎・材料・共通部門 電磁環境研究会

発行日: 2018/03/09

タイトル(英語): Development of a Wireless Power Transfer System Cancelling Harmonic Magnetic Field by Use of a Four Coils Setup

著者名: 名雪 琢弥(電力中央研究所),根本 孝七(電力中央研究所),池谷 知彦(電力中央研究所)

著者名(英語): Takuya Nayuki(Central Research Institute of Electric Power Industry),Koshichi Nemoto(Central Research Institute of Electric Power Industry),Tomohiko Ikeya(Central Research Institute of Electric Power Industry)

要約(日本語): 一次側と二次側の回路構成を鏡面対称にした，磁界共振型の双方向非接触給電装置を開発した。本装置は，外径20cmの渦巻きコイル4枚と，国際標準化に向けて推奨されている85kHz付近を利用周波数とするインバータから構成される。4回路系と2回路系の二つの回路モデルを本装置へ適用した場合，伝送距離10cmにおける1kW出力時の最大効率はそれぞれ94%と93%となった。4回路系から発生する漏洩磁界の基本波強度は，2回路系とほぼ同レベルであるものの，4回路系から発生する高調波成分の強度は，2回路系よりも6～9dB小さくなった。これは，2回路系の一次側におけるコイル電流については，それらの向きが揃っているため漏洩磁界を2倍に強めてしまうのに対し，4回路系の一次側におけるコイル電流の高調波成分は互いに逆相の関係にあり，不要な漏洩磁界を打ち消す方向に働くところに因る。

要約(英語): A bi-directional magnetic-resonant wireless power transfer setup, of which the secondary circuit had the same inverter with the primary one, was developed. The setup was a combination of four spiral coils with 20cm diameters and inverter units operating at around 85kHz of standardization recommended frequencies. Using the setup with two wiring schemes, four-closed circuits and conventional two-closed circuits, maximum efficiencies of 94% and 93% respectively were demonstrated successfully with a kW-output at a transferring distance of 10cm. Although the fundamental strength of leakage magnetic field emitted from the four-closed circuits was almost equal to that from the two-closed circuits, the harmonic strengths emitted from the four-closed circuits were 6-9dB smaller than that from the two-closed circuits because harmonic coil currents of the primary side in the four-closed circuits had an opposite direction each other to cancel the unwanted harmonic field while coil currents of the primary side in the two-closed circuits had the same direction to enhance the field twice.

原稿種別: 日本語

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