参数导出方法技术

本发明专利技术是导出通过电场耦合从送电装置向受电装置进行电力输送的无线电力输送系统的参数导出方法，参数包含由送电装置以及受电装置的主动电极以及被动电极构成的电场耦合部的耦合系数ke，利用在使受电装置的主动电极和被动电极开路的状态下测量出的输入阻抗的谐振频率ω1、ω2或者反谐振频率ω00、ω0、以及在使受电装置的主动电极和被动电极短路的状态下测量出的输入阻抗的谐振频率ωr或者反谐振频率ωa，基于给定的运算式来导出耦合系数ke。由此，提供在通过电场耦合从送电装置向受电装置进行电力输送的无线电力输送系统中更为接近于实际状态的实用的参数提取方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】参数导出方法
本专利技术涉及在电场耦合方式的无线电力输送系统中导出与电场耦合相关的参数的参数导出方法。
技术介绍
作为无线电力输送系统，已知例如专利文献1所示的电场耦合方式的无线电力输送系统。在该系统中，送电装置的主动电极以及被动电极与受电装置的主动电极以及被动电极隔着间隙而接近，由此这两个电极彼此发生电容性耦合，从送电装置向受电装置输送电力。在专利文献1中，在送电装置以及受电装置各自当中，采用由被动电极包围主动电极来增大被动电极间的耦合电容的结构。由此，针对送电装置与受电装置的相对的位置偏差的容许度得以提高，便利性得到提升。送电装置与受电装置之间的耦合度变大，能够提高电力输送效率，并且可谋求装置的小型化。通过由周围导体包围中心导体的构造，使得中心导体被静电屏蔽，能够减少不必要的辐射。在先技术文献专利文献专利文献1：JP特开2012-530481号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题如专利文献1所记载的那样，在电场耦合方式的电力输送系统中，为了提高电力输送效率，需要使得电极间的耦合电容、耦合系数最优化。此外，若与多个设备之间考虑兼容性，则需要电容耦合部的定量化。但是，在专利文献1所记载的构成中，即便能够增大电极间所产生的电容，也不知道耦合电容、耦合系数，也不知道它们的恰当值。为此，需要通过所谓“尝试法(cutandtry)”反复进行主动电极以及被动电极的设计，费时又费工。此外，在电力输送系统中，以往由于耦合电容的值微小，因此若直接测量耦合部，则与测量器的探针等之间所产生的寄生电容等有可能产生影响，而测量误差变大。因而，为了导出需要的参数，在将变压器部、耦合部分别分离的状态下测量必要的参数，但是此时，在设为组装变压器部以及耦合部而形成的最终装置的情况下，存在导出的参数中产生误差、其结果将无法以最佳的电力输送效率进行电力输送的这种问题。为此，本专利技术的目的在于，提供一种为了提高电力输送效率而能够导出更接近于实际的工作状态的、与实用的电场耦合相关的参数值的参数导出方法。用于解决课题的手段本专利技术是一种通过电场耦合从送电装置向受电装置进行电力输送的无线电力输送系统的参数导出方法，该无线电力输送系统具备：所述送电装置，其将由升压变压器升压后的交流电压施加于第1电极以及第2电极；和所述受电装置，其由降压变压器对在与所述第1电极空出间隙而对置的第3电极、以及与所述第2电极接触或者空出间隙而对置的第4电极中感应出的电压进行降压，并由整流平滑电路对降压后的交流电压进行整流以及平滑，其特征在于，所述参数包含由所述第1电极、所述第2电极、所述第3电极以及所述第4电极构成的电场耦合部的耦合系数ke，利用在使所述第3电极和所述第4电极开路的状态下测量出的、从所述升压变压器的初级侧观察到的输入阻抗的谐振频率ω1、ω2或者反谐振频率ω00、ω0、以及在使所述第3电极和所述第4电极短路的状态下测量出的、从所述升压变压器的初级侧观察到的输入阻抗的谐振频率ωr或者反谐振频率ωa，基于式(A)或者式(B)来导出所述耦合系数ke。[数学式16]在此，[数学式17]在此，通过该方法能够导出电极间的耦合系数ke，用于使其变为规定值、或者用于使耦合系数最优化的第1电极、第2电极、第3电极以及第4电极的形状、大小的设计变得容易。并且，能够提高无线电力输送系统的电力输送效率。优选构成为，所述参数包含构成电容耦合部的等效电路的、与所述升压变压器的次级线圈并联连接的第1电容器的电容C1、与所述降压变压器的初级线圈并联连接的第2电容器的电容C2、以及连接在所述第1电容器与所述第2电容器之间的第3电容器的电容C3，利用所述耦合系数ke、已知的(测量出的)包含所述降压变压器在内的谐振电路的等效电感Leq、已知的(测量出的)所述升压变压器的次级线圈的自电感L1、以及式(C)～式(G)，来导出所述电容C1、所述电容C2以及所述电容C3。[数学式18]C1＝CG-C3…(E)C2＝CL-C3…(F)在该方法中，通过导出各电容C1、C2、C3，从而能够利用简单的等效电路(利用了3元件的π型等效电路)使各电容值定量化，因此较之于通过所谓“尝试法”反复进行各电极的设计以得到期望的电容耦合的情况，各电极的形状、大小的设计变得容易。本专利技术是导出通过电场耦合从送电装置向受电装置进行电力输送的无线电力输送系统的参数的参数导出方法，该无线电力输送系统具备：所述送电装置，其将由升压变压器升压后的交流电压施加于第1电极以及第2电极；和所述受电装置，其由降压变压器对在与所述第1电极空出间隙而对置的第3电极、以及与所述第2电极接触或者空出间隙而对置的第4电极中感应出的电压进行降压，并由整流平滑电路对降压后的交流电压进行整流以及平滑，其特征在于，所述参数包含由所述第1电极、所述第2电极、所述第3电极以及所述第4电极构成的电场耦合部的耦合系数ke，利用在使所述第1电极和所述第2电极开路的状态下测量出的、从所述降压变压器的次级侧观察到的输入阻抗的谐振频率ω1、ω2或者反谐振频率ω00、ω0、以及在使所述第1电极和所述第2电极短路的状态下测量出的、从所述降压变压器的次级侧观察到的输入阻抗的谐振频率ωr或者反谐振频率ωa，基于式(A)或者式(B)来导出所述耦合系数ke。[数学式16]在此，[数学式17]在此，通过该方法能够导出电极间的耦合系数ke，用于使其变为规定值、或者用于使耦合系数最优化的第1电极、第2电极、第3电极以及第4电极的形状、大小的设计变得容易。并且，能够提高无线电力输送系统的电力输送效率。优选构成为，所述参数包含构成电容耦合部的等效电路的、与所述降压变压器的初级线圈并联连接的第2电容器的电容C1、与所述升压变压器的次级线圈并联连接的第1电容器的电容C2、以及连接在所述第1电容器与所述第2电容器之间的第3电容器的电容C3，利用所述耦合系数ke、已知的(测量出的)包含所述升压变压器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种参数导出方法，导出通过电场耦合从送电装置向受电装置进行电力输送的无线电力输送系统的参数，该无线电力输送系统具备：所述送电装置，其将由升压变压器升压后的交流电压施加于第1电极以及第2电极；和所述受电装置，其由降压变压器对在与所述第1电极空出间隙而对置的第3电极、以及与所述第2电极接触或者空出间隙而对置的第4电极中感应出的电压进行降压，并由整流平滑电路对降压后的交流电压进行整流以及平滑，其中，所述参数包含由所述第1电极、所述第2电极、所述第3电极以及所述第4电极构成的电场耦合部的耦合系数ke，利用在使所述第3电极和所述第4电极开路的状态下测量出的、从所述升压变压器的初级侧观察到的输入阻抗的谐振频率ω1、ω2或者反谐振频率ω00、ω0、以及在使所述第3电极和所述第4电极短路的状态下测量出的、从所述升压变压器的初级侧观察到的输入阻抗的谐振频率ωr或者反谐振频率ωa，基于式(A)或者式(B)来导出所述耦合系数ke，[数学式16]ke=1-(ωaωeqω00ω0)2...(A)]]>在此，1ωeq2=1ω02+1ω002-1ωa2,]]>[数学式17]ke=1-(ωrωeqω1ω2)2...(B)]]>在此，1ωeq2=1ω12+1ω22-1ωr2.]]>...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.02.14 JP 2013-0264861.一种参数导出方法，导出通过电场耦合从送电装置向受电装置进行电力输送的无线电力输送系统的参数，该无线电力输送系统具备：所述送电装置，其将由升压变压器升压后的交流电压施加于第1电极以及第2电极；和所述受电装置，其由降压变压器对在与所述第1电极空出间隙而对置的第3电极、以及与所述第2电极接触或者空出间隙而对置的第4电极中感应出的电压进行降压，并由整流平滑电路对降压后的交流电压进行整流以及平滑，其中，所述参数包含由所述第1电极、所述第2电极、所述第3电极以及所述第4电极构成的电场耦合部的耦合系数ke，利用在使所述第3电极和所述第4电极开路的状态下测量出的、从所述升压变压器的初级侧观察到的输入阻抗的谐振频率ω1、ω2或者反谐振频率ω00、ω0、以及在使所述第3电极和所述第4电极短路的状态下测量出的、从所述升压变压器的初级侧观察到的输入阻抗的谐振频率ωr或者反谐振频率ωa，基于式(A)或者式(B)来导出所述耦合系数ke，在此，在此，2.根据权利要求1所述的参数导出方法，其中，所述参数包含构成电容耦合部的等效电路的、与所述升压变压器的次级线圈并联连接的第1电容器的电容C1、与所述降压变压器的初级线圈并联连接的第2电容器的电容C2、以及连接在所述第1电容器与所述第2电容器之间的第3电容器的电容C3，利用所述耦合系数ke、已知的包含所述降压变压器在内的谐振电路的等效电感Leq、已知的所述升压变压器的次级线圈的自电感L1、以及式(C)～式(G)，来导出所述电容C1、所述电容C2以及所述电容C3，C1＝CG-C3…(E)C2＝CL-C3…(F)

【专利技术属性】
技术研发人员：市川敬一，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，
类型：发明
国别省市：日本;JP