Systemization of unified theory of wireless power transfer considering electric-field and magnetic-field coupling

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 15K06061
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Communication/Network engineering
• Research Institution: Nagoya Institute of Technology
• Principal Investigator: Hirayama Hiroshi 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70372539)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 無線電力伝送 / 結合共振 / アンテナ / マイクロ波 / パワーエレクトロニクス

Outline of Final Research Achievements

Novel theory for wireless power transfer (WPT) which consistently explains power-electronics based WPT system and microwave-technology based WPT system is established.
Power electronics theory for WPT has a limitation of treating distributed circuit. It's difficult for microwave theory to adopt WPT system because load impedance varies due to a demand of user, or load requires constant voltage. The proposed unified theory can treat these systems, which enables us to combine power-electronics technology and microwave technology for WPT.

Free Research Field

無線電力伝送、アンテナ工学、マイクロ波工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

無線電力伝送の実用化が期待されているが、さらなる伝送効率・伝送距離の向上が必要である。現在、無線電力伝送技術は、パワーエレクトロニクス技術に基づくものと、マイクロ波技術に基づく物に大別される。それぞれの技術に基づいたWPTシステムが提案されているが、実用化のためには両者を融合することにより、より高効率で長距離を伝送可能なWPTシステムの開発が必要である。本研究は、従来は全く独立した体系を持つパワーエレクトロニクス理論によるWPTとマイクロ波技術によるWPTを統一的に説明できる理論を構築することにより、より一層の両者の融合の促進が期待される。