| Project/Area Number |
21K14359
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 24020:Marine engineering-related
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| Research Institution | Tokyo University of Marine Science and Technology |
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Principal Investigator |
KOMEDA Shohei 東京海洋大学, 学術研究院, 准教授 (50815678)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
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| Keywords | 非接触給電 / 高周波インバータ / 水中探査機 / 共振周波数 / 複数送電コイル / 複数コイル / 位置ずれ検出 / ワイヤレス給電 / 結合係数 / 位置ずれ |
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| Outline of Research at the Start |
海洋資源調査などを目的として，水中探査機の開発がなされている。しかし，多くの探査機はバッテリで駆動されるため，その活動時間はバッテリの容量に依存し，運用上の障害となっている。本研究課題の目的は，水中探査機向けの非接触給電システムを開発し，探査機のバッテリの充電方法を改善させることにある。これは，送電コイルと探査機側の受電コイルの結合状態を検出可能な複数台の高周波インバータの制御法に特長があり，探査機のバッテリの充電時間の大幅な短縮，活動時間と範囲の拡大が期待できる。また，複数の高周波インバータと送電コイルを有する非接触給電システムは冗長性に富み，水中での安定した給電に貢献することができる。
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| Outline of Final Research Achievements |
This research project investigates a circuit configuration with multiple power sources and its operation method as a wireless power transfer system for underwater vehicles such as autonomous underwater vehicles and remotely operated vehicles. This system is characterized by its ability to detect the misalignment direction of the receiving coil while transmitting power by comparing the phases of the currents in three sets of transmitting coils. After detecting the misalignment direction, the operating frequency is controlled so that the nearest transmission coil operates in resonance, thereby improving the load voltage, transmitted power, and power transmission efficiency.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究課題では，水中探査機向けの非接触給電システムを検討し，特に複数電源を用いることによる利点を明らかにしている。そのため，複数送電コイルを利用する際の動作原理の理論解析に学術的意義があり，大容量向けの非接触給電システムにも応用可能であると考えられる。本研究課題で明らかにした特性により，位置ずれ方向の検出と共振周波数追従による電力伝送効率の改善が明らかとなった。そため，水中探査機の運用効率の改善が期待でき，この点に社会的意義を有している。
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