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JP2009044918A - Non-contact power feeder - Google Patents

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JP2009044918A
JP2009044918A JP2007209662A JP2007209662A JP2009044918A JP 2009044918 A JP2009044918 A JP 2009044918A JP 2007209662 A JP2007209662 A JP 2007209662A JP 2007209662 A JP2007209662 A JP 2007209662A JP 2009044918 A JP2009044918 A JP 2009044918A
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JP
Japan
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frequency
voltage
power
load
unit
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Pending
Application number
JP2007209662A
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Japanese (ja)
Inventor
Masaaki Shigeta
正昭 繁田
Shigeo Nakagaki
薫雄 中垣
Kimito Idemori
公人 出森
Yoshihiko Nakada
好彦 中田
Junji Takeda
順二 竹田
Akira Yamamoto
山本  明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Elevator and Building Systems Corp
Original Assignee
Toshiba Elevator Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Elevator Co Ltd filed Critical Toshiba Elevator Co Ltd
Priority to JP2007209662A priority Critical patent/JP2009044918A/en
Priority to CN2008101337977A priority patent/CN101364747B/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently supply power in non-contact manner to a load by utilizing the phenomenon of electromagnetic induction. <P>SOLUTION: A power feed line 34, to which a high-frequency current is supplied from a high-frequency power source 32, is coupled with a magnetic core 36, and an AC voltage induced in a secondary winding 37 wound on the magnetic core 36 is power-converted and supplied to a load 39. The power feed line 34 consists of a plurality of unit power feed lines 40 and a connection module 41; a plurality of unit power feed lines 40 wherein connectors 44 and 45 are fitted to both ends of a unit-length cable containing a plurality of conductors 43, are connected in series. At the connection module 41, the conductors of two unit power feed lines positioned at both ends are connected each other, to form a single conductor 47, and both the ends of the single conductor 47 are connected to high-frequency output terminals 42a and 42b of the high-frequency power source 32. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、電磁誘導現象を利用して、交流電源から非接触で負荷に対して電力を供給する非接触給電装置に関する。   The present invention relates to a non-contact power supply apparatus that uses an electromagnetic induction phenomenon to supply power to a load in a non-contact manner from an AC power source.

例えば、商用電源等の固定された交流電源から、列車、電車、モノレール、エレベータ等の予め定められた経路を移動する移動体に搭載された負荷に対して非接触で電力を供給する手法として、図12に示す電磁誘導原理を採用することが実用化されている(非特許文献1参照)。図示するように、電線(一次コイル)に交流電流i1を流すと電流の周囲に磁束φが発生する。この磁束φが二次コイルを貫通すると二次コイルの両端に交流電圧V2が誘起される。この交流電圧V2により負荷であるランプに電力が供給される。 For example, as a method of supplying power in a non-contact manner to a load mounted on a moving body moving on a predetermined route such as a train, a train, a monorail, and an elevator from a fixed AC power source such as a commercial power source, Employing the principle of electromagnetic induction shown in FIG. 12 has been put into practical use (see Non-Patent Document 1). As shown in the figure, when an alternating current i 1 is passed through the electric wire (primary coil), a magnetic flux φ is generated around the current. When this magnetic flux φ penetrates the secondary coil, an alternating voltage V 2 is induced at both ends of the secondary coil. Power is supplied to the lamp as a load by the AC voltage V 2.

具体的には、図13に示すように、電力供給側の高周波電源1から給電線(一次コイル)2へ高周波電流を供給する。電力受領側において、E字断面形状を有する磁気コア3の各溝に前記給電線2が通過する。この磁気コア3に二次巻線(二次コイル)4が巻回され、この二次巻線4に受信ユニット5が接続されている。すなわち、磁気コア3に巻回された二次巻線(二次コイル)4で電磁誘導により給電線2から電気エネルギーを非接触で取出す。給電線2は、損失の少ないリッツ線が適用されている。   Specifically, as shown in FIG. 13, a high-frequency current is supplied from a high-frequency power source 1 on the power supply side to a feeder line (primary coil) 2. On the power receiving side, the feeder line 2 passes through each groove of the magnetic core 3 having an E-shaped cross section. A secondary winding (secondary coil) 4 is wound around the magnetic core 3, and a receiving unit 5 is connected to the secondary winding 4. That is, electrical energy is taken out from the feeder 2 in a non-contact manner by electromagnetic induction by a secondary winding (secondary coil) 4 wound around the magnetic core 3. The power supply line 2 is a litz wire with little loss.

図14(a)に特許文献1に記載されている非接触給電装置の構成を示す。この装置は、電源6、給電線7(軌道側に設置された部分7a、電源と軌道との間の区間に敷設された部分7b)、ピックアップ手段8を搭載した台車9から構成される。電源6は給電線7に高周波電流を流す。台車9に搭載されたピックアップ手段8は、電磁誘導により磁束を介して給電線7から電力を取出し負荷に供給する。   FIG. 14A shows the configuration of the non-contact power feeding device described in Patent Document 1. This apparatus includes a power source 6, a feeder line 7 (a portion 7 a installed on the track side, a portion 7 b laid in a section between the power source and the track), and a carriage 9 on which pickup means 8 is mounted. The power source 6 causes a high-frequency current to flow through the feeder line 7. The pickup means 8 mounted on the carriage 9 takes out electric power from the feeder line 7 via magnetic flux by electromagnetic induction and supplies it to the load.

同軸ケーブルからなる給電線7aは図14(b)に示す断面形状を有する。芯線10の外郭部に絶縁線11を挟んで外皮線12が芯線10を取り巻くように配置されており、全体がシース13で被覆されている。芯線10は、単線またはリッツ線が用いられる。外皮線12は、芯線10と平行状に配置された複数の単線または網組みした配線部材で構成される。   The feeder 7a made of a coaxial cable has a cross-sectional shape shown in FIG. An outer sheath wire 12 is disposed so as to surround the core wire 10 with an insulating wire 11 sandwiched between outer portions of the core wire 10, and the whole is covered with a sheath 13. The core wire 10 is a single wire or a litz wire. The outer sheath wire 12 is composed of a plurality of single wires arranged in parallel with the core wire 10 or a meshed wiring member.

図15(a)に特許文献2に記載されているエレベータに組込まれた非接触給電装置を示す。図示しない昇降路内の互いに対向する側面にガイドレール14a、14bが取付けられており、このガイドレール14a、14bに沿ってかご15が昇降内を上下移動する。かご15の側面には、図15(b)の拡大図に示すE字断面形状を有する磁気コア16が固定され、かご15の上下移動に伴って、各溝に給電線17、17が通過する。昇降路の上側の機械室に設けられた高周波電源18から給電線17、17に対して高周波電流が供給される。磁気コア16には二次巻線19が巻回され、この二次巻線19で生起された誘起電圧を降圧トランスで、かご15内の負荷に供給可能な電力に変換する。
高三 正巳、近藤 直、森田 勝幸、渡辺 勲、大立 泰治、「非接触給電を用いた高速搬送台車の開発」、平成9年電気学会産業応用部門全国大会、pp1−4 特開2002−2335号公報 特開2006−137609号公報
FIG. 15A shows a non-contact power feeding device incorporated in an elevator described in Patent Document 2. Guide rails 14a and 14b are attached to opposite sides of a hoistway (not shown), and the car 15 moves up and down along the guide rails 14a and 14b. A magnetic core 16 having an E-shaped cross section shown in the enlarged view of FIG. 15B is fixed to the side surface of the car 15, and the feed lines 17 and 17 pass through the respective grooves as the car 15 moves up and down. . A high-frequency current is supplied from a high-frequency power source 18 provided in the machine room above the hoistway to the feeder lines 17 and 17. A secondary winding 19 is wound around the magnetic core 16, and an induced voltage generated in the secondary winding 19 is converted into electric power that can be supplied to a load in the car 15 by a step-down transformer.
Masami Takazo, Nao Kondo, Katsuyuki Morita, Isao Watanabe, Taiji Odate, “Development of a high-speed transport cart using non-contact power feeding”, 1997 Annual Conference of the Institute of Electrical Engineers of Japan, pp1-4 Japanese Patent Laid-Open No. 2002-2335 JP 2006-137609 A

しかしながら、上述した特許文献1、2に記載された非接触給電装置においても、まだ解消すべき次のような課題があった。   However, the contactless power supply devices described in Patent Documents 1 and 2 described above still have the following problems to be solved.

図12を用いて動作原理説明したように、磁気コア8、16の溝内を通過するように配線された給電線7、17(一次コイル)を通流する高周波電流がこの給電線7、17の回りに生起する磁束Φは、一次コイルの巻数、すなわち、給電線7、17の本数に比例して増加する。この磁束Φと鎖交する二次コイル(二次巻線)4、19に、電磁誘導により誘起電力が発生する。   As described with reference to FIG. 12, the high-frequency current flowing through the feeder lines 7 and 17 (primary coils) wired so as to pass through the grooves of the magnetic cores 8 and 16 is supplied to the feeder lines 7 and 17. Is generated in proportion to the number of turns of the primary coil, that is, the number of the feeder lines 7 and 17. Inductive power is generated by electromagnetic induction in the secondary coils (secondary windings) 4 and 19 interlinked with the magnetic flux Φ.

したがって、この二次コイル(二次巻線)4、19に所望の誘起電圧Vを得るためには、一次コイルの巻数、すなわち、給電線7、17の本数を増加することが必要となる。前述したように、この非接触給電装置で電力を送信される移動体は高速で移動しており、非動作部分との隙間が狭い等の物理的要因にて、給電線7、17の本数を増加すると、非接触給電装置が組込まれた装置又はシステムの構成が複雑になり、装置又はシステムの製造費が上昇し、製造時間が増大する。   Therefore, in order to obtain a desired induced voltage V in the secondary coils (secondary windings) 4 and 19, it is necessary to increase the number of turns of the primary coil, that is, the number of feeder lines 7 and 17. As described above, the mobile body to which power is transmitted by this non-contact power feeding device is moving at high speed, and the number of feeder lines 7 and 17 is reduced due to physical factors such as a narrow gap with the non-operating part. If it increases, the structure of the apparatus or system in which the non-contact power feeding apparatus is incorporated becomes complicated, the manufacturing cost of the apparatus or system increases, and the manufacturing time increases.

また、給電線7、17の本数が増加すると、移動体の運転時に、給電線7、17どうしが絡まったり、他の構成部材に引っ掛かったりして、運転に予期せぬ支障が生じる懸念がある。さらに、配線(給電線)7,17の本数が増大するので、定期的な保守・点検が煩雑になる。   Further, when the number of the power supply lines 7 and 17 increases, there is a concern that the power supply lines 7 and 17 may be entangled with each other or may be caught by other components during the operation of the moving body, thereby causing an unexpected trouble in the operation. . Furthermore, since the number of wirings (feed lines) 7 and 17 increases, regular maintenance and inspection becomes complicated.

また、図15に示すエレベータに組込まれた非接触給電装置においては、磁気コア16に巻回された二次巻線19で生起された誘起電圧を降圧トランスで、かご15内の負荷に供給可能な電力に変換すると記載されているが、エレベータのかご15は利用者が必要に応じて運転されるので、磁気コア16に巻回された二次巻線19で生起された誘起電圧を降圧トランスでかご内の各電気部品に供給する場合の供給電圧が、かご15の運転状況やかご15内の負荷の使用状況によって変動する懸念がある。   Further, in the non-contact power feeding device incorporated in the elevator shown in FIG. 15, the induced voltage generated in the secondary winding 19 wound around the magnetic core 16 can be supplied to the load in the car 15 by the step-down transformer. However, since the elevator car 15 is operated as required by the user, the induced voltage generated in the secondary winding 19 wound around the magnetic core 16 is converted into a step-down transformer. There is a concern that the supply voltage when supplying to each electric component in the car fluctuates depending on the operating condition of the car 15 and the usage condition of the load in the car 15.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、装置又はシステムの製造が簡素化でき、保守・点検作業の作業効率を向上でき、電源供給側から負荷に対する高い電力送信効率を実現できるとともに、負荷に対して安定した電圧を供給できる非接触給電装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and can simplify the manufacture of an apparatus or a system, can improve the work efficiency of maintenance / inspection work, and can realize high power transmission efficiency to a load from the power supply side. Another object of the present invention is to provide a non-contact power feeding device that can supply a stable voltage to a load.

上記課題を解消するために本発明は、交流電源から供給される交流電力から、60Hzから10kHzの範囲内の周波数を有する高周波電流を生成する高周波電源と、この高周波電源から供給された高周波電流が通流する給電線と、この給電線に対して非接触で磁気的に結合する磁気コアと、この磁気コアに巻回され、給電線に流れる高周波電流に対応した交流電圧が誘起される二次巻線と、この二次巻線に誘起された交流電圧を整流して負荷に対して平準化した一定電圧を供給する受電部とを備えている。   In order to solve the above problems, the present invention provides a high frequency power source that generates a high frequency current having a frequency within a range of 60 Hz to 10 kHz from an AC power supplied from the AC power source, and a high frequency current supplied from the high frequency power source. A feed line that flows, a magnetic core that is magnetically coupled to the feed line in a non-contact manner, and a secondary that is wound around the magnetic core and induces an AC voltage corresponding to a high-frequency current flowing through the feed line A winding and a power receiving unit that rectifies an AC voltage induced in the secondary winding and supplies a constant voltage leveled to the load.

そして、本発明の非接触給電装置においては、給電線を、複数の導線が含まれる単位長のケーブルの両端にコネクタが取付けられた複数の単位給電線と、この複数の単位給電線を両端のコネクタで直列接続した状態における両端に位置する二つの単位給電線の導線どうしを互いに接続して1本の導線とするとともに、この1本の導線の両端を高周波電源の高周波出力端子へ接続する接続モジュールとで構成している。   And in the non-contact power feeding device of the present invention, the power feeding wire is a plurality of unit power feeding wires with connectors attached to both ends of a unit length cable including a plurality of conducting wires, and the plurality of unit power feeding wires are connected to both ends. A connection in which two unit feeder wires located at both ends in a state of being connected in series by a connector are connected to each other to form one conductor, and both ends of the one conductor are connected to a high frequency output terminal of a high frequency power source. It consists of modules.

このように構成された非接触給電装置においては、高周波電流が流れる給電線は、複数の導線が含まれる例えば1m等の単位長を有した単位給電線を、必要な長さ分だけ直列接続して、両端に位置する二つの単位給電線を接続モジュールに接続するのみでよい。   In the non-contact power feeding device configured as described above, the power feeding line through which the high-frequency current flows is a series of unit feeding lines having a unit length of, for example, 1 m including a plurality of conducting wires, in a necessary length. Thus, it is only necessary to connect the two unit feeders located at both ends to the connection module.

したがって、高周波電流が流れる給電線は見かけ上、1本のケーブルと見なせるので、配線が煩雑になることはない。また、回路構成が複雑化することはない。   Therefore, the power supply line through which the high-frequency current flows can be regarded as a single cable, so that the wiring is not complicated. Further, the circuit configuration is not complicated.

そして、各単位給電線を構成する複数の導線は、接続モジュールでもって、1本の導線になるように接続される。したがって、磁気コア近傍に生じる磁界Φが増大して、電力の送信効率が向上する。   And the some conducting wire which comprises each unit electric power feeding line is connected so that it may become one conducting wire with a connection module. Therefore, the magnetic field Φ generated in the vicinity of the magnetic core is increased, and the power transmission efficiency is improved.

さらに、受電部は、二次巻線に誘起された交流電圧を整流して負荷に対して平準化した一定電圧を供給するので、負荷電圧を安定化できる。   Further, the power receiving unit rectifies the AC voltage induced in the secondary winding and supplies a constant voltage leveled to the load, so that the load voltage can be stabilized.

また、別の発明は、負荷、磁気コア、二次巻線及び受電部は移動体に搭載されており、給電線は移動体の移動方向に沿って敷設されている。   In another invention, the load, the magnetic core, the secondary winding, and the power receiving unit are mounted on the moving body, and the power supply line is laid along the moving direction of the moving body.

このように、移動体に搭載された負荷に非接触で電力を供給する場合は、給電線を移動体の移動方向に沿って敷設する必要がある。この場合、給電線の必要長さは、少なくと移動体の移動距離である。   Thus, when supplying electric power to the load mounted on the moving body in a non-contact manner, it is necessary to lay the feeder line along the moving direction of the moving body. In this case, the required length of the feeder line is at least the moving distance of the moving body.

この発明においては、給電線に組込む単位給電線の数を変更することによって、簡単に移動体の移動距離に対応した長さの給電線が得られる。   In the present invention, by changing the number of unit power supply lines incorporated in the power supply line, a power supply line having a length corresponding to the moving distance of the moving body can be easily obtained.

また別の発明は、上記発明の非接触給電装置の高周波電源は、交流電源から供給される交流電力を直流に整流する整流器と、この整流器で整流された直流を平滑する平滑回路と、この平滑回路で平滑された直流を単相の高周波電力に変換するインバータと、このインバータの出力周波数及び出力電圧を制御するインバータ制御部と、インバータから出力された単相の高周波電圧を低圧の高周波電流に変換して高周波出力端子へ出力する降圧トランスとを有する。   In another aspect of the invention, the high-frequency power source of the non-contact power feeding device of the present invention includes a rectifier that rectifies AC power supplied from an AC power source into DC, a smoothing circuit that smoothes DC rectified by the rectifier, and the smoothing circuit. An inverter that converts the direct current smoothed by the circuit into single-phase high-frequency power, an inverter control unit that controls the output frequency and output voltage of the inverter, and a single-phase high-frequency voltage output from the inverter into a low-frequency high-frequency current And a step-down transformer for converting and outputting to a high-frequency output terminal.

このように構成された高周波電源を用いることにより、交流電源から簡単に高周波電流を作成できる。さらに、降圧トランスを採用することにより、低圧・大電流を通流できるので、より導体本数の少ないケーグルを単位給電線として採用できる。   By using the high-frequency power source configured as described above, a high-frequency current can be easily created from an AC power source. Furthermore, since a low voltage and a large current can be passed by adopting a step-down transformer, a cable with a smaller number of conductors can be adopted as a unit feeder line.

また別の発明は、上記構成の高周波電源を有した非接触給電装置において、インバータと降圧トランスとの間に、インバータから出力された高周波電電圧に含まれる高調波成分を除去するローパスフィルタを挿入している。さらに、降圧トランスと高周波出力端子との間に、降圧トランスから出力された低圧の高周波電流に含まれる高調波成分を除去するローパスフィルタを挿入することも可能である。   According to another invention, in the non-contact power supply apparatus having the high-frequency power supply having the above-described configuration, a low-pass filter for removing harmonic components contained in the high-frequency electric voltage output from the inverter is inserted between the inverter and the step-down transformer. is doing. Furthermore, it is also possible to insert a low-pass filter for removing harmonic components contained in the low-frequency high-frequency current output from the step-down transformer between the step-down transformer and the high-frequency output terminal.

さらに、別の発明においては、接続モジュールで接続構成された1本の導線に対して、当該1本の導線が巻回されていることのに起因するインダクタンス成分による電圧降下を補償するコンデンサを直列介挿している。   Furthermore, in another invention, a capacitor that compensates for a voltage drop due to an inductance component caused by the winding of the one conducting wire is connected in series to the one conducting wire connected by the connection module. It is inserted.

複数の単位給電線を直列接続した給電線を構成する複数の導線を互いに接続して1本の導線となるともに、巻数が芯線の本数で示されるコイルを形成するので、このコイルに交流を通流させると、インダクタンス成分に起因する電圧降下が生じる。したがって、このコイルにコンデンサを直列介挿して、電圧降下を補償している。   A plurality of conductors constituting a feeder line in which a plurality of unit feeder lines are connected in series are connected to each other to form one conductor wire, and a coil whose number of turns is indicated by the number of core wires is formed. When flowing, a voltage drop due to an inductance component occurs. Therefore, a voltage drop is compensated by inserting a capacitor in series with this coil.

また、別の発明においては、二次巻線で誘起された交流電圧を処理して負荷に供給する受電部を、二次巻線に誘起された交流電圧を整流する整流器と、負荷の負荷電圧を検出する負荷電圧検出部と、負荷電圧検出部で検出された負荷電圧と前記一定電圧との誤差電圧に対応するPWM(パルス幅変調)信号を出力するPWM制御部と、PWM信号にてオン・オフ制御されるスイッチング素子が組込まれ、整流器から出力され前記負荷に供給される直流電圧を制御する電圧制御部と、この電圧制御部で電圧制御され前記負荷に供給される直流電圧に含まれる高調波成分を除去するフィルタと備えている。このような構成の受電部を組込むことによって、負荷電圧を常に一定値に制御できる。   In another invention, the power receiving unit that processes the alternating voltage induced in the secondary winding and supplies it to the load, the rectifier that rectifies the alternating voltage induced in the secondary winding, and the load voltage of the load A load voltage detection unit for detecting the output voltage, a PWM control unit for outputting a PWM (pulse width modulation) signal corresponding to an error voltage between the load voltage detected by the load voltage detection unit and the constant voltage, and on by the PWM signal A switching element that is controlled to be turned off is incorporated, and is included in the voltage controller that controls the DC voltage that is output from the rectifier and supplied to the load, and is included in the DC voltage that is voltage-controlled by this voltage controller and supplied to the load It is equipped with a filter that removes harmonic components. By incorporating the power receiving unit having such a configuration, the load voltage can be always controlled to a constant value.

本発明によれば、複数の導線が含まれる単位長の単位給電線を複数直列接続して、両端を接続モジュールに接続し、この接続モジュールを高周波電源に接続しているので、コイル状(マルチターン)の給電線を容易の構成できる。その結果、製造が簡素化でき、保守・点検作業の作業効率を向上できるとともに、電源供給側から負荷に対する高い電力送信効率を実現できる。   According to the present invention, a plurality of unit-length unit feeders including a plurality of conducting wires are connected in series, both ends are connected to a connection module, and the connection module is connected to a high-frequency power source. (Turn) power supply line can be configured easily. As a result, manufacturing can be simplified, work efficiency of maintenance / inspection work can be improved, and high power transmission efficiency from the power supply side to the load can be realized.

以下、本発明の各実施形態の非接触給電装置を図面を用いて説明する。なお、この明細書においては、非接触給電装置がエレベータに組込まれた場合を例にして説明する。   Hereinafter, the non-contact electric power feeder of each embodiment of this invention is demonstrated using drawing. In this specification, a case where the non-contact power feeding device is incorporated in an elevator will be described as an example.

(第1実施形態)
図1は本発明の第1実施形態に係わる非接触給電装置が組込まれたエレベータの概略構成図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an elevator in which a non-contact power feeding apparatus according to a first embodiment of the present invention is incorporated.

ビル等の建屋内に形成されたエレベータの昇降路21の上側に設けられた機械室22内に制御盤23及び巻上機24が設置されている。巻上機24の主シーブ25及びそらせシーブ26に、一端にかご27が取付けられ、他端に釣合錘28が取付けられた主ロープ29が掛けられている。外部の三相商用電源30から電源ケーブル31を介して三相交流電力が供給される制御盤23内には、巻上機24に組込まれた電動機を回転駆動するモータ駆動回路、図示しない乗場呼びボタンやかご呼びボタンのボタン操作による行先階を指定した呼びに応じて、モータ駆動回路へかご27を指定階へ移動させる指示を出す運転制御部等が組込まれている。   A control panel 23 and a hoisting machine 24 are installed in a machine room 22 provided above an elevator hoistway 21 formed in a building such as a building. A main rope 29 having a car 27 attached to one end and a counterweight 28 attached to the other end is hung on the main sheave 25 and the baffle sheave 26 of the hoisting machine 24. In the control panel 23 to which the three-phase AC power is supplied from the external three-phase commercial power supply 30 via the power cable 31, a motor drive circuit for rotating the motor incorporated in the hoisting machine 24, a hall call (not shown) In response to a call that designates a destination floor by button operation of a button or a car call button, an operation control unit or the like that issues an instruction to move the car 27 to the designated floor to the motor drive circuit is incorporated.

さらに、機械室22内には、三相商用電源30から電源ケーブル31を介して三相交流電力が供給される高周波電源32が設置されている。この高周波電源32は入力された例えば200Vの三相交流電力から、60Hzから10kHzの範囲内の前記制御盤23の設定器33で設定された周波数fSを有する単相の高周波電流Iを生成して、昇降路21内に配線された給電線34に通流させる。 Further, in the machine room 22, a high-frequency power source 32 to which three-phase AC power is supplied from a three-phase commercial power source 30 via a power cable 31 is installed. The high-frequency power source 32 generates a single-phase high-frequency current I having a frequency f S set by the setting device 33 of the control panel 23 within a range of 60 Hz to 10 kHz from input three-phase AC power of, for example, 200V. Then, it is made to flow through the feeder line 34 wired in the hoistway 21.

この給電線34は、例えば、昇降路21内の側壁21aに支持部材を介して固定された、かご27の上下方向の移動をガイドするガイドレール35に支持されている。そして、この給電線34はガイドレール35の下端で折り返されており、便宜的に、折返部を挟んで互いに並行する給電線34a、34bが存在するとする。   The feeder line 34 is supported by, for example, a guide rail 35 that guides the vertical movement of the car 27 that is fixed to the side wall 21a in the hoistway 21 via a support member. The power supply line 34 is folded at the lower end of the guide rail 35. For convenience, it is assumed that there are power supply lines 34a and 34b parallel to each other with the folded portion interposed therebetween.

一方、かご27の側面27aには、E字形断面を有する磁気コア36が取付けられている。この磁気コア36の各溝36a、36bに前記給電線34における各給電線34a、34bが貫通し、この磁気コア36の中央の磁極36cに二次巻線37が巻回されている。この二次巻線37の両端は受電部38に接続されている。そしてこの受電部38に直流の負荷39が接続されている。この負荷39は、例えば、かご27内を照明する照明器や、かご呼びボタン、行き先等を含む各種表示器の電源回路、ドアの開閉器等である。   On the other hand, a magnetic core 36 having an E-shaped cross section is attached to the side surface 27 a of the car 27. The feed lines 34 a and 34 b of the feed line 34 pass through the grooves 36 a and 36 b of the magnetic core 36, and a secondary winding 37 is wound around the magnetic pole 36 c at the center of the magnetic core 36. Both ends of the secondary winding 37 are connected to the power receiving unit 38. A DC load 39 is connected to the power receiving unit 38. The load 39 is, for example, an illuminator that illuminates the inside of the car 27, a car call button, a power circuit for various displays including a destination, a door switch, and the like.

図2は、給電線34(34a、34b)の具体的構成を示す斜視図である。給電線34は、直列接続された複数の単位給電線40と、この直列接続された状態の複数の単位給電線40のうちの両端に位置する二つの単位給電線40a、40bどうしを接続する接続モジュール41とで構成されている。この接続モジュール41は、高周波電源32の高周波出力端子42a、42bに接続されている。   FIG. 2 is a perspective view showing a specific configuration of the feeder line 34 (34a, 34b). The power supply line 34 is a connection for connecting a plurality of unit power supply lines 40 connected in series and two unit power supply lines 40a and 40b located at both ends of the plurality of unit power supply lines 40 connected in series. The module 41 is comprised. The connection module 41 is connected to the high frequency output terminals 42 a and 42 b of the high frequency power supply 32.

各単位給電線40において、図3(a)(b)に示すように、例えば、9本の導線43が含まれる例えば1mの単位長の平坦なケーブルの両端にメス型のコネクタ44とオス型のコネクタ45が取付けられている。したがって、単位給電線40のメス型のコネクタ44に他の単位給電線40のオス型のコネクタ45を挿入装着することによって、図2に示すように、複数の単位給電線40を直列接続することが可能となる。   In each unit feeder 40, as shown in FIGS. 3A and 3B, for example, a female connector 44 and a male connector are attached to both ends of a flat cable having a unit length of, for example, 1 m including nine conductors 43. The connector 45 is attached. Therefore, a plurality of unit feed lines 40 are connected in series as shown in FIG. 2 by inserting and mounting the male connector 45 of another unit feed line 40 to the female connector 44 of the unit feed line 40. Is possible.

図4(a)は接続モジュール41の概略構成を示す斜視図であり、図4(b)は接続モジュール41の回路図である。この接続モジュール41の一方の側面にメス型のコネクタ44aが形成され、他方の側面にオス型のコネクタ45aが形成されている。各コネクタ44a、45aには、1番から9番まで番号が付された9個の端子46a、46bが設けられ、メス型のコネクタ44aの1番の端子46aが、高周波電源32の一方の高周波出力端子42aに接続されている。また、オス型のコネクタ45bの9番の端子46bが、高周波電源32の他方の高周波出力端子42bに接続されている。さらに、オス型のコネクタ45aの1番から8番の各端子46bは、メス型のコネクタ44aの2番から9番の各の端子46aに接続されている。   FIG. 4A is a perspective view showing a schematic configuration of the connection module 41, and FIG. 4B is a circuit diagram of the connection module 41. A female connector 44a is formed on one side surface of the connection module 41, and a male connector 45a is formed on the other side surface. Each connector 44a, 45a is provided with nine terminals 46a, 46b numbered from 1 to 9, and the first terminal 46a of the female connector 44a is connected to one high frequency of the high frequency power supply 32. It is connected to the output terminal 42a. The ninth terminal 46 b of the male connector 45 b is connected to the other high frequency output terminal 42 b of the high frequency power supply 32. Furthermore, the first to eighth terminals 46b of the male connector 45a are connected to the second to ninth terminals 46a of the female connector 44a.

そして、接続モジュール41のメス型のコネクタ44aが、直列接続された状態の複数の単位給電線40のうちの両端に位置する一方の単位給電線40aのオス型のコネクタ45に装着されている。また、接続モジュール41のオス型のコネクタ45aが、直列接続された状態の複数の単位給電線40のうちの両端に位置する他方の単位給電線40bのメス型のコネクタ44に装着されている。   The female connector 44a of the connection module 41 is attached to the male connector 45 of one unit power supply line 40a located at both ends of the plurality of unit power supply lines 40 connected in series. In addition, the male connector 45a of the connection module 41 is attached to the female connector 44 of the other unit power supply line 40b located at both ends of the plurality of unit power supply lines 40 connected in series.

このように、直列接続された状態の複数の単位給電線40からなる給電線34に含まれる9本の導体43の一方端と他方端とを、端子46a、46bを順番にずらせながら接続していくことにより、給電線34の単位給電線40に含まれる9本の導線43の自由端どうしが互いに接続されて、図5の等価回路に示すように、1本の導線47が形成される。そして、この形成された1本の導線47の両端は、接続モジュール41の1番の端子46a、及び9番の端子46bを介して、高周波電源32の高周波出力端子42a、42bに接続される。さらに、この形成された1本の導線47は、「9」の巻数を有するコイルを構成する。したがって、高周波電源32から、この1本の導線47に高周波電流が供給される。   In this way, one end and the other end of the nine conductors 43 included in the feeder line 34 including the plurality of unit feeder lines 40 connected in series are connected while the terminals 46a and 46b are shifted in order. As a result, the free ends of the nine conductors 43 included in the unit feeder line 40 of the feeder line 34 are connected to each other, and one conductor 47 is formed as shown in the equivalent circuit of FIG. Then, both ends of the formed conductive wire 47 are connected to the high frequency output terminals 42 a and 42 b of the high frequency power supply 32 via the first terminal 46 a and the ninth terminal 46 b of the connection module 41. Further, the formed one conducting wire 47 constitutes a coil having “9” turns. Therefore, a high-frequency current is supplied from the high-frequency power supply 32 to the single conducting wire 47.

図6は、二次巻線37に誘起された交流電圧を直流に変換して負荷39に供給する受電部38の回路図である。   FIG. 6 is a circuit diagram of the power receiving unit 38 that converts the alternating voltage induced in the secondary winding 37 into a direct current and supplies it to the load 39.

二次巻線37に誘起された高周波の交流電圧は、整流器48で直流に変換され、電圧制御部59で電圧が一定の規定電圧VSに制御され、平滑コンデンサ52aからなるフィルタ52で高調波成分が除去されたのち、直流の負荷39に供給される。この負荷39の両端の電圧、すなわち、図7のタイムチャートで示すように時間的に変化する負荷電圧Vは負荷電圧検出部53で検出されて減算器55へ送出される。電圧指令設定部54は、直流の負荷39が最適条件で動作するための予め定められた図7に示す規定電圧VSを減算器55へ送出する。この規定電圧VSは、負荷39が前述した蛍光灯等を含む場合は、例えば、100v(ボルト)に設定されている。 The high-frequency AC voltage induced in the secondary winding 37 is converted to DC by the rectifier 48, the voltage is controlled to a fixed voltage V S by the voltage controller 59, and the harmonics are generated by the filter 52 including the smoothing capacitor 52a. After the components are removed, the DC load 39 is supplied. The voltage at both ends of the load 39, that is, the load voltage V that changes with time as shown in the time chart of FIG. 7 is detected by the load voltage detector 53 and sent to the subtractor 55. The voltage command setting unit 54 sends the predetermined voltage V S shown in FIG. 7 for the DC load 39 to operate under the optimum conditions to the subtractor 55. The specified voltage V S is set to 100 V (volts), for example, when the load 39 includes the fluorescent lamp described above.

減算部55は、図7に示すように、負荷電圧Vの規定電圧VSからの誤差電圧Ve(=V―VS)を算出してPI制御部56へ送出する。このPI制御部56内には、時間的に変化する誤差電圧Veに対して定数Kpを乗算する比例演算を行う比例(P)演算部56aと、前記時間的に変化する誤差電圧Veに対して積分定数Kiで積分する積分演算を行う積分(I)演算部56bと、比例演算結果と積分演算結果とを加算して、誤差制御電圧VCとして出力する加算器56cとが組込まれている。PI制御部56は算出した図7に示す時間的に変化する誤差制御電圧VCをPWM制御部57へ送出する。したがって、負荷電圧Vが規定電圧VSに等しい期間は、誤差制御電圧VCは0v(ボルト)となる。 As shown in FIG. 7, the subtracting unit 55 calculates an error voltage Ve (= V−V S ) from the specified voltage V S of the load voltage V and sends it to the PI control unit 56. In the PI control unit 56, a proportional (P) calculation unit 56a that performs a proportional calculation that multiplies the time-varying error voltage Ve by a constant Kp, and the time-varying error voltage Ve. An integration (I) calculation unit 56b that performs an integration calculation that integrates with an integration constant Ki, and an adder 56c that adds the proportional calculation result and the integration calculation result and outputs the result as an error control voltage V C are incorporated. The PI control unit 56 sends the calculated error control voltage V C that changes with time as shown in FIG. 7 to the PWM control unit 57. Therefore, the period load voltage V is equal to the specified voltage V S, the error control voltage V C becomes 0 v (volt).

キャリア発生部58は、図7のタイムチャートに示すように、周期TCの三角波からなるキャリア信号CAを作成して、PWM制御部57へ送出する。 As shown in the time chart of FIG. 7, the carrier generation unit 58 creates a carrier signal C A composed of a triangular wave with a period T C and sends it to the PWM control unit 57.

PWM制御部57は、キャリア信号CAと誤差制御電圧VCとを比較して、誤差制御電圧VCがキャリア信号CA以下の期間にハイレベルとなるPWM信号pを作成して、電圧制御部59のトランジスタからなるスイッチング素子49へ送出する。 The PWM control unit 57 compares the carrier signal C A with the error control voltage V C , creates a PWM signal p that becomes a high level during a period when the error control voltage V C is equal to or lower than the carrier signal C A, and performs voltage control. The signal is sent to the switching element 49 including the transistor of the unit 59.

電圧制御部59は、整流器48の(+)側端子と負荷39の(+)側端子との間に、直列に介挿された前記スイッチング素子49と図示極性のダイオード51と、並列接続されたリアクトル50とで構成されている。このような構成の電圧制御部59において、PWM信号pがハイレベル期間になると、スイッチング素子49がオンし、整流器48からのの電流にてリアクトル50が充電される。PWM信号pがローハイレベル期間になると、スイッチング素子49がオフされ、ダイオード51が順方向になるので、リアクトル50に充電された電荷が平滑コンデンサ52aに移動して、平滑コンデンサ52aの端子電圧、すなわち負荷電圧Vが上昇する。この平滑コンデンサ52aに充電された電荷は負荷39で消費される。   The voltage control unit 59 is connected in parallel with the switching element 49 and the diode 51 of the illustrated polarity inserted in series between the (+) side terminal of the rectifier 48 and the (+) side terminal of the load 39. The reactor 50 is comprised. In the voltage control unit 59 having such a configuration, when the PWM signal p is in a high level period, the switching element 49 is turned on, and the reactor 50 is charged with the current from the rectifier 48. When the PWM signal p enters a low-high level period, the switching element 49 is turned off and the diode 51 goes in the forward direction. Therefore, the charge charged in the reactor 50 moves to the smoothing capacitor 52a, that is, the terminal voltage of the smoothing capacitor 52a, that is, The load voltage V increases. The electric charge charged in the smoothing capacitor 52a is consumed by the load 39.

負荷電圧Vが規定電圧VSより低い場合は、リアクトル50の充電期間が長いので、平滑コンデンサ52aの端子電圧が上昇し、負荷電圧Vが規定電圧VSより高い場合は、リアクトル50の充電期間が短いので、平滑コンデンサ52aの端子電圧が低下する。その結果、負荷電圧Vが規定電圧VSに一致する。 When the load voltage V is lower than the specified voltage V S , the charging period of the reactor 50 is long. Therefore, the terminal voltage of the smoothing capacitor 52a increases, and when the load voltage V is higher than the specified voltage V S , the charging period of the reactor 50 is reached. Therefore, the terminal voltage of the smoothing capacitor 52a decreases. As a result, the load voltage V matches the specified voltage V S.

このように、負荷39には、この負荷39の稼働状態の如何に関わらず、常に規定電圧VSが印加される。 Thus, the specified voltage V S is always applied to the load 39 regardless of the operating state of the load 39.

図8は、高周波電源32の概略構成図である。三相商用電源30から電源ケーブル31を介して供給された60Hz、200vの三相交流は、三相ブリッジ回路からなる整流器60で直流に変換され、直流リアクトル61aとコンデンサ61bとからなる平滑回路61で、この直流に含まれる高調波成分が除去される。高調波成分が除去された直流は次のインバータ62の直流側端子63a、63bに入力される。このインバータ62においては、直流側端子63a、63b相互間に、ダイオードとスイッチング素子との並列回路64が4個、単相ブリッジ接続されている。各並列回路64のスイッチング素子は、インバータ制御部65から出力されるPWM(パルス幅変調)信号で通電制御される。   FIG. 8 is a schematic configuration diagram of the high-frequency power source 32. The 60 Hz, 200 v three-phase alternating current supplied from the three-phase commercial power supply 30 via the power cable 31 is converted into direct current by a rectifier 60 comprising a three-phase bridge circuit, and a smoothing circuit 61 comprising a direct current reactor 61a and a capacitor 61b. Thus, the harmonic component contained in the direct current is removed. The direct current from which the harmonic component has been removed is input to the direct current side terminals 63 a and 63 b of the next inverter 62. In the inverter 62, four parallel circuits 64 of diodes and switching elements are connected in a single-phase bridge between the DC side terminals 63a and 63b. The switching elements of each parallel circuit 64 are energized and controlled by a PWM (pulse width modulation) signal output from the inverter control unit 65.

したがって、このインバータ62は入力された直流を交流に変換する。このインバータ62の交流側端子(出力端子)66a、66b間には、インバータ62から出力された高周波電圧を低圧の高周波電圧に変換して、高周波出力端子42a、42bへ出力する降圧トランス67が接続されている。   Therefore, the inverter 62 converts the input direct current into alternating current. A step-down transformer 67 that converts the high-frequency voltage output from the inverter 62 into a low-frequency high-frequency voltage and outputs it to the high-frequency output terminals 42a and 42b is connected between the AC side terminals (output terminals) 66a and 66b of the inverter 62. Has been.

三相商用電源30から駆動電源が供給されているインバータ制御部65は、制御盤23からの制御に基づいて、インバータ62へ送出するPWM信号のパルス幅、周期を変更することによって、インバータ62の出力電圧の振幅と周波数を可変できる。したがって、操作員は、設定器33にて、高周波電源32から給電線34(34a、34b)へ出力される高周波電圧Vの振幅と周波数fを任意の値に設定可能である。   The inverter control unit 65 to which drive power is supplied from the three-phase commercial power supply 30 changes the pulse width and cycle of the PWM signal sent to the inverter 62 based on the control from the control panel 23, thereby The amplitude and frequency of the output voltage can be varied. Therefore, the operator can set the amplitude and frequency f of the high-frequency voltage V output from the high-frequency power source 32 to the power supply line 34 (34a, 34b) to arbitrary values using the setting device 33.

このように構成された第1実施形態の非接触給電装置においては、高周波電源32から出力された高周波電流Iが流れる給電線34(34a、34b)は、かご27の側面に取付けられた、磁気コア36に磁気的に結合し、この磁気コア36の磁極36cに巻回された二次巻線37にて、高周波電流Iで生起される高周波の磁界Φに対応した交流電圧が誘起され、この交流電圧は受電部38で直流に変換されて、直流の負荷39に供給される。   In the non-contact power feeding device of the first embodiment configured as described above, the power feed lines 34 (34a, 34b) through which the high-frequency current I output from the high-frequency power source 32 flows are attached to the side surface of the car 27, and are magnetic. The secondary winding 37 that is magnetically coupled to the core 36 and wound around the magnetic pole 36c of the magnetic core 36 induces an AC voltage corresponding to the high-frequency magnetic field Φ generated by the high-frequency current I. The AC voltage is converted into DC by the power receiving unit 38 and supplied to the DC load 39.

この場合、図2、図3(a)(b)に示すように、給電線34(34a、34b)は、例えば、9本の導線43が含まれる、例えば、1mの単位長を有したケーブルの両端にメス型のコネクタ44とオス型のコネクタ45とを取付けた単位給電線40を複数直列接続して構成している。そして、直列接続された複数の単位給電線40における両端に位置する接続モジュール41を介して高周波電源32の高周波出力端子42a、42bに接続している。   In this case, as shown in FIGS. 2, 3 (a) and 3 (b), the feeder 34 (34 a, 34 b) includes, for example, nine conductors 43 and has a unit length of 1 m, for example. A plurality of unit feeders 40 each having a female connector 44 and a male connector 45 attached to both ends thereof are connected in series. And it connects with the high frequency output terminals 42a and 42b of the high frequency power supply 32 via the connection module 41 located in the both ends in the several unit feeder 40 connected in series.

接続モジュール41内における各端子46a、46bの接続状態により、給電線34を、図5の等価回路に示すように、巻数「9」を有するコイル状の1本の導線47で構成する。高周波電源32から、この1本の導線47に高周波電流が供給される。磁気コア36の各溝36a、36b内を通過する給電線34a、34bの実際の本数(導線43の本数)を簡単に増加(マルチターン化)できる。そして、磁気コア36の中央の磁極36cに巻回された二次巻線37に誘起される交流電圧を上昇できる。よって、負荷39に供給する電力を簡単に増加できる。   Depending on the connection state of the terminals 46a and 46b in the connection module 41, the feed line 34 is constituted by a single coiled conductor 47 having the number of turns “9” as shown in the equivalent circuit of FIG. A high-frequency current is supplied from the high-frequency power supply 32 to the single conducting wire 47. It is possible to easily increase (multi-turn) the actual number of power supply lines 34a and 34b passing through the grooves 36a and 36b of the magnetic core 36 (the number of conductive wires 43). And the alternating voltage induced by the secondary winding 37 wound by the magnetic pole 36c of the center of the magnetic core 36 can be raised. Therefore, the power supplied to the load 39 can be increased easily.

また、1m等の単位長を有する単位給電線40を工場で大量に生産しておき、エレベータの建設要求が生じた時には、移動体としてのエレベータのかご27の移動距離(サービス階数)に応じて、直列接続する単位給電線40の数を設定すればよいので、この非接触接給電装置の製造の容易化と製造期間短縮化を図ることができる。   In addition, when unit feeders 40 having a unit length of 1 m or the like are produced in large quantities in a factory and an elevator construction request is generated, according to the moving distance (service floor number) of the elevator car 27 as a moving body. Since the number of unit feeders 40 to be connected in series may be set, the manufacturing of this non-contact power feeding device can be facilitated and the manufacturing period can be shortened.

さらに、電磁コアの各溝36a、36b内を通流する9本の電線43は1本のケーブルとして取扱うことができるので、非動作部分との隙間が狭い場所に、簡単に組込むことができ、移動体の運転時に、給電線38どうしが絡まったり、他の構成部材に引っ掛かったりして、運転に予期せぬ支障が生じることが未然に抑制でき、かつ定期的な保守・点検が簡素化される。   Furthermore, since the nine electric wires 43 flowing through the grooves 36a and 36b of the electromagnetic core can be handled as one cable, it can be easily incorporated in a place where the gap with the non-operation part is narrow, During operation of the moving body, it is possible to prevent unexpected troubles in operation due to tangling of the power supply lines 38 or being caught by other components, and periodic maintenance and inspection are simplified. The

さらに、高周波電源32として、図8に示す、交流を整流器60で一旦直流に変換した後、インバータ62で任意の電流値と周波数を有する高周波電流を得るようにしているので、負荷39の構成や必要な電力容量に応じて、この負荷39に供給する電力を簡単に調整可能である。さらに、受電部38でもって、負荷39には、この負荷39の稼働状態の如何に関わらず、すなわち負荷変動によらず、常に一定の規定電圧VSが印加される。 Further, as the high frequency power source 32, the alternating current is once converted into direct current by the rectifier 60 and then the high frequency current having an arbitrary current value and frequency is obtained by the inverter 62. The power supplied to the load 39 can be easily adjusted according to the required power capacity. Further, the power receiving unit 38 always applies a constant specified voltage V S to the load 39 regardless of the operating state of the load 39, that is, regardless of load fluctuations.

さらに、高周波電源32の出力段に、降圧トランス67を採用することにより、低圧・大電流を給電線34に通流できるので、単位給電線40の導線43の数を低減でき、よっり、経済的な非接触給電装置を実現できる。   Further, by adopting the step-down transformer 67 at the output stage of the high-frequency power source 32, low voltage and large current can be passed through the feeder line 34. Therefore, the number of the conductive wires 43 of the unit feeder line 40 can be reduced, and thus the economy. A non-contact power feeding device can be realized.

(第2実施形態)
図9は本発明の第2実施形態に係わる非接触給電装置に組込まれた高周波電源の概略構成図である。図8に示す第1実施形態の高周波電源32と同一部分には同一符号を付して、重複する部分の説明を省略する。また、その他の部分は、図1〜図7と同じであるので説明を省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 9 is a schematic configuration diagram of a high-frequency power source incorporated in the non-contact power feeding apparatus according to the second embodiment of the present invention. The same parts as those of the high frequency power supply 32 of the first embodiment shown in FIG. Other parts are the same as those shown in FIGS.

この第2実施形態に係わる非接触給電装置における高周波電源32aにおいては、インバータ62の出力端子66a、66bと降圧トランス67との間に、直列リアクトル68aとコンデンサ68bとからなるローパスフィルタ68が介挿されている。   In the high frequency power supply 32a in the non-contact power feeding apparatus according to the second embodiment, a low pass filter 68 including a series reactor 68a and a capacitor 68b is interposed between the output terminals 66a and 66b of the inverter 62 and the step-down transformer 67. Has been.

このように構成された第2実施形態に係わる非接触給電装置における高周波電源32aにおいては、インバータ62から出力された高周波の交流に含まれるリップル成分がこのローパスフィルタ68にて除去されるので、降圧トランス67の負担を低減できる。また、給電線34(34a、34b)に供給される高周波電流の高調波成分も除去され、波形がサイン波形となり、無駄な電力損失が抑制され、消費電力を抑制することができる。   In the high frequency power supply 32a in the non-contact power feeding device according to the second embodiment configured as described above, the ripple component included in the high frequency alternating current output from the inverter 62 is removed by the low pass filter 68. The burden on the transformer 67 can be reduced. Further, the harmonic component of the high-frequency current supplied to the feeder line 34 (34a, 34b) is also removed, the waveform becomes a sine waveform, wasteful power loss is suppressed, and power consumption can be suppressed.

(第3実施形態)
図10は本発明の第3実施形態に係わる非接触給電装置に組込まれた高周波電源の概略構成図である。図8に示す第1実施形態の高周波電源32と同一部分には同一符号を付して、重複する部分の説明を省略する。また、その他の部分は、図1〜図7と同じであるので説明を省略する。
(Third embodiment)
FIG. 10 is a schematic configuration diagram of a high-frequency power source incorporated in the non-contact power feeding apparatus according to the third embodiment of the present invention. The same parts as those of the high frequency power supply 32 of the first embodiment shown in FIG. Other parts are the same as those shown in FIGS.

この第3実施形態に係わる非接触給電装置における高周波電源32bにおいては、降圧トランス67と高周波出力端子42a、42bとに間に直列リアクトル69aとコンデンサ69bとからなるローパスフィルタ69が介挿されている。   In the high frequency power supply 32b in the non-contact power feeding device according to the third embodiment, a low pass filter 69 including a series reactor 69a and a capacitor 69b is interposed between the step-down transformer 67 and the high frequency output terminals 42a and 42b. .

このように構成された第2実施形態に係わる非接触給電装置における高周波電源32bにおいては、インバータ62から出力され、降圧トランス67にて低圧された高周波電圧に含まれるリップル成分がこのローパスフィルタ69にて除去される。この第3実施形態においては、降圧トランス67に起因する高調波成分も除去されるので、第2実施形態に比較して、給電線34(34a、34b)に供給される高周波電流の高調波成分をより低減することができる。   In the high-frequency power supply 32 b in the non-contact power feeding device according to the second embodiment configured as described above, a ripple component included in the high-frequency voltage output from the inverter 62 and reduced in voltage by the step-down transformer 67 is supplied to the low-pass filter 69. Removed. In the third embodiment, since the harmonic component due to the step-down transformer 67 is also removed, compared to the second embodiment, the harmonic component of the high-frequency current supplied to the feeder line 34 (34a, 34b). Can be further reduced.

(第4実施形態)
図11は本発明の第4実施形態に係わる非接触給電装置における給電線34(34a、34b)の接続モジュール41を介した高周波電源32に対する接続部分の等価回路図である。図5に示す第1実施形態の高周波電源32に対する接続部分の等価回路図と同一部分には同一符号を付して、重複する部分の説明を省略する。また、その他の部分は、図1〜図4、図6〜図8と同じであるので説明を省略する。
(Fourth embodiment)
FIG. 11 is an equivalent circuit diagram of a connection portion of the power supply line 34 (34a, 34b) to the high frequency power supply 32 via the connection module 41 in the non-contact power supply apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. The same parts as those in the equivalent circuit diagram of the connection part to the high frequency power supply 32 of the first embodiment shown in FIG. Other parts are the same as those shown in FIGS. 1 to 4 and FIGS.

この第4実施形態においては、高周波電源32の一方の高周波出力端子42aと、接続モジュール41における単位給電線40aの1番の導線43が接続された、メス型のコネクタ44aの1番の端子46aとの間に、直列にコンデンサ70を介挿している。   In the fourth embodiment, one high frequency output terminal 42a of the high frequency power supply 32 and the first terminal 46a of the female connector 44a, to which the first conductive wire 43 of the unit feeding line 40a in the connection module 41 is connected, are connected. A capacitor 70 is inserted in series with the capacitor 70.

前述したように、給電線34を構成する9本の導線43は、図11に示すように、接続モジュール41でもって、巻数9を有するコイルを構成する1本の導線47となる。したがって、高周波電源32から、コイルを構成する1本の導線47に高周波電流が供給される。その結果、コイルのインダクタンス成分に起因する電圧降下が生じる。したがって、このコイルにコンデンサ70を直列介挿して、電圧降下を補償している。   As described above, the nine conductors 43 constituting the power supply line 34 become one conductor 47 constituting a coil having 9 turns by the connection module 41 as shown in FIG. Therefore, a high-frequency current is supplied from the high-frequency power source 32 to one conductive wire 47 constituting the coil. As a result, a voltage drop due to the inductance component of the coil occurs. Therefore, the capacitor 70 is inserted in series with this coil to compensate for the voltage drop.

なお、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではない。本発明の非接触給電装置はエレベータ以外にも適用できることは言うまでもない。例えば列車、電車、モノレール等の予め定められた経路を移動する移動体に対して非接触で電力を供給することが可能である。   The present invention is not limited to the above-described embodiments. It goes without saying that the non-contact power feeding device of the present invention can be applied to devices other than elevators. For example, electric power can be supplied in a non-contact manner to a moving body that moves on a predetermined route such as a train, a train, or a monorail.

本発明の第1実施形態に係わる非接触給電装置が組込まれたエレベータの概略構成図1 is a schematic configuration diagram of an elevator in which a non-contact power feeding device according to a first embodiment of the present invention is incorporated. 同実施形態における非接触給電装置の給電線の詳細構成を示す斜視図The perspective view which shows the detailed structure of the feeder of the non-contact electric power feeder in the same embodiment 同実施形態における非接触給電装置の給電線を構成する単位給電線を示す斜視図The perspective view which shows the unit feeder which comprises the feeder of the non-contact electric power feeder in the same embodiment 同実施形態における非接触給電装置の給電線を構成する接続モジュールの斜視図及び回路図The perspective view and circuit diagram of the connection module which comprises the feeder of the non-contact electric power feeder in the same embodiment 同実施形態の非接触給電装置における給電線の等価回路図Equivalent circuit diagram of a feeder line in the contactless power feeder of the embodiment 同実施形態の非接触給電装置における受電部の回路図Circuit diagram of a power receiving unit in the contactless power supply device of the same embodiment 同実施形態の非接触給電装置における受電部の動作を示すタイムチャートThe time chart which shows operation | movement of the power receiving part in the non-contact electric power feeder of the embodiment 同実施形態の非接触給電装置における高周波電源の概略構成図Schematic configuration diagram of a high-frequency power supply in the contactless power supply device of the embodiment 本発明の第2実施形態に係わる非接触給電装置における高周波電源の概略構成図Schematic configuration diagram of a high-frequency power source in a non-contact power feeding device according to a second embodiment of the present invention 本発明の第3実施形態に係わる非接触給電装置における高周波電源の概略構成図Schematic configuration diagram of a high-frequency power source in a non-contact power feeding device according to a third embodiment of the present invention 本発明の第4実施形態に係わる非接触給電装置における給電線の等価回路図Equivalent circuit diagram of the feeder line in the non-contact power feeder according to the fourth embodiment of the present invention 電磁誘導原理を示す図Diagram showing the principle of electromagnetic induction 一般的な非接触給電装置を示す図Diagram showing a typical non-contact power feeding device 従来の非接触給電装置を示す図The figure which shows the conventional non-contact electric power feeder エレベータに組込まれた状態の従来の非接触給電装置を示す図The figure which shows the conventional non-contact electric power feeder of the state integrated in the elevator

符号の説明Explanation of symbols

21…昇降路、22…機械室、23…制御盤、27…かご、30…三相商用電源、31…電源ケーブル、32,32a,32b…高周波電源、34,34a,34b…給電線、35…ガイドレール、36…磁気コア、37…二次巻線、38…受電部、39…負荷、40…単位給電線、41…接続モジュール、42a,42b…高周波出力端子、48,60…整流器、49…スイッチング素子、50…リアクトル、51…ダイオード、52…フィルタ、53…負荷電圧検出部、54…電圧指令設定部、55…減算部、56…PI制御部、57…PWM制御部、58…キャリア発生部、61…平滑回路、62…インバータ、65…インバータ制御部、67…降圧トランス、68,69…ローパスフィルタ、70…コンデンサ   DESCRIPTION OF SYMBOLS 21 ... Hoistway, 22 ... Machine room, 23 ... Control panel, 27 ... Car, 30 ... Three-phase commercial power supply, 31 ... Power cable, 32, 32a, 32b ... High frequency power supply, 34, 34a, 34b ... Feed line, 35 ... guide rail, 36 ... magnetic core, 37 ... secondary winding, 38 ... power receiving unit, 39 ... load, 40 ... unit feeder, 41 ... connection module, 42a, 42b ... high frequency output terminal, 48, 60 ... rectifier, DESCRIPTION OF SYMBOLS 49 ... Switching element, 50 ... Reactor, 51 ... Diode, 52 ... Filter, 53 ... Load voltage detection part, 54 ... Voltage command setting part, 55 ... Subtraction part, 56 ... PI control part, 57 ... PWM control part, 58 ... Carrier generation unit, 61 ... smoothing circuit, 62 ... inverter, 65 ... inverter control unit, 67 ... step-down transformer, 68, 69 ... low-pass filter, 70 ... capacitor

Claims (7)

交流電源から供給される交流電力から、60Hzから10kHzの範囲内の周波数を有する高周波電流を生成する高周波電源と、
この高周波電源から供給された高周波電流が通流する給電線と、
この給電線に対して非接触で磁気的に結合する磁気コアと、
この磁気コアに巻回され、前記給電線に流れる高周波電流に対応した交流電圧が誘起される二次巻線と、
この二次巻線に誘起された交流電圧を整流して負荷に対して平準化した一定電圧を供給する受電部とを備え、
前記給電線は、複数の導線が含まれる単位長のケーブルの両端にコネクタが取付けられた複数の単位給電線と、この複数の単位給電線を両端のコネクタで直列接続した状態における両端に位置する二つの単位給電線の導線どうしを互いに接続して1本の導線とするとともに、この1本の導線の両端を前記高周波電源の高周波出力端子へ接続する接続モジュールとを有する
ことを特徴とする非接触給電装置。
A high frequency power source for generating a high frequency current having a frequency within a range of 60 Hz to 10 kHz from the AC power supplied from the AC power source;
A feed line through which a high-frequency current supplied from this high-frequency power supply flows,
A magnetic core that is magnetically coupled to the feeder line in a non-contact manner;
A secondary winding that is wound around the magnetic core and in which an alternating voltage corresponding to a high-frequency current flowing through the feeder line is induced;
A power receiving unit that rectifies the AC voltage induced in the secondary winding and supplies a constant voltage leveled to the load;
The feeder lines are positioned at both ends in a state in which a plurality of unit feeder lines having connectors attached to both ends of a unit-length cable including a plurality of conducting wires and a plurality of unit feeder lines connected in series with connectors at both ends. And a connection module that connects the two conductors of the unit feeders to each other to form one conductor, and connects both ends of the conductor to the high-frequency output terminal of the high-frequency power source. Contact power supply device.
前記負荷、前記磁気コア、前記二次巻線及び前記受電部は移動体に搭載されており、
前記給電線は前記移動体の移動方向に沿って敷設されている
ことを特徴とする請求項1記載の非接触給電装置。
The load, the magnetic core, the secondary winding, and the power receiving unit are mounted on a moving body,
The non-contact power feeding apparatus according to claim 1, wherein the power feeding line is laid along a moving direction of the moving body.
前記高周波電源は、
前記交流電源から供給される交流電力を直流に整流する整流器と、この整流器で整流された直流を平滑する平滑回路と、この平滑回路で平滑された直流を単相の高周波電力に変換するインバータと、このインバータの出力周波数及び出力電圧を制御するインバータ制御部と、前記インバータから出力された単相の高周波電圧を低圧の高周波電流に変換して前記高周波出力端子へ出力する降圧トランスとを有する
ことを特徴とする請求項1又は2記載の非接触給電装置。
The high frequency power supply is
A rectifier that rectifies AC power supplied from the AC power source into direct current, a smoothing circuit that smoothes direct current rectified by the rectifier, an inverter that converts direct current smoothed by the smoothing circuit into single-phase high-frequency power, and An inverter control unit that controls the output frequency and output voltage of the inverter, and a step-down transformer that converts the single-phase high-frequency voltage output from the inverter into a low-frequency high-frequency current and outputs the low-frequency high-frequency current to the high-frequency output terminal. The non-contact electric power feeder of Claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned.
前記インバータと前記降圧トランスとの間に、前記インバータから出力された高周波電電圧に含まれる高調波成分を除去するローパスフィルタを挿入したことを特徴とする請求項3記載の非接触給電装置。   4. The non-contact power feeding apparatus according to claim 3, wherein a low-pass filter for removing a harmonic component contained in a high-frequency electric voltage output from the inverter is inserted between the inverter and the step-down transformer. 前記降圧トランスと前記高周波出力端子との間に、前記降圧トランスから出力された低圧の高周波電流に含まれる高調波成分を除去するローパスフィルタを挿入したことを特徴とする請求項3記載の非接触給電装置。   4. A non-contact filter according to claim 3, wherein a low-pass filter for removing harmonic components contained in the low-frequency high-frequency current output from the step-down transformer is inserted between the step-down transformer and the high-frequency output terminal. Power supply device. 前記接続モジュールで接続構成された1本の導線に対して、当該1本の導線が巻回されていることに起因するインダクタンス成分による電圧降下を補償するコンデンサを直列介挿したことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項記載の非接触給電装置。   A capacitor that compensates for a voltage drop due to an inductance component caused by the winding of the one conducting wire is inserted in series with the one conducting wire connected and configured by the connection module. The non-contact electric power feeder of any one of Claim 1 to 5. 前記受電部は、
前記二次巻線に誘起された交流電圧を整流する整流器と、
前記負荷の負荷電圧を検出する負荷電圧検出部と、
この負荷電圧検出部で検出された負荷電圧と前記一定電圧との誤差電圧に対応するPWM信号を出力するPWM制御部と、
前記PWM信号にてオン・オフ制御されるスイッチング素子が組込まれ、前記整流器から出力され前記負荷に供給される直流電圧を制御する電圧制御部と、
この電圧制御部で電圧制御され前記負荷に供給される直流電圧に含まれる高調波成分を除去するフィルタとを有する
ことを特徴とする請求項1から6のいずれか1項記載の非接触給電装置。
The power receiving unit
A rectifier for rectifying the AC voltage induced in the secondary winding;
A load voltage detector for detecting a load voltage of the load;
A PWM controller that outputs a PWM signal corresponding to an error voltage between the load voltage detected by the load voltage detector and the constant voltage;
A switching element that is controlled to be turned on / off by the PWM signal, and a voltage control unit that controls a DC voltage output from the rectifier and supplied to the load;
The contactless power feeding device according to claim 1, further comprising a filter that removes harmonic components contained in a DC voltage that is voltage-controlled by the voltage control unit and is supplied to the load. .
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