2018 Fiscal Year Annual Research Report
Research on Dynamic Human Protection System in Magnetic Resonance Coupled Radio Power Transmission
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16K06335
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
川原 圭博 東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 准教授 (80401248)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
浅見 徹 東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 教授 (00436560) [Withdrawn]
成末 義哲 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (70804772)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 無線電力伝送 / 漏洩磁界低減 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
電磁界共振結合を用いた無線給電システムの実現において、漏洩磁界を低減することを目的とした研究を進めている。前年度までに得た研究成果を踏まえ、本年度は、送電器にアレイコイルを用いた際に、位置ずれが生じても漏洩磁界を低減可能なシステムを設計した。アレイコイルでビームフォーミングを行うような関連研究手法と異なり、そう電気アレイコイルを用いて送受電コイルから発生する漏洩磁界を相殺させる条件下で、電送効率を最大化する手法について検討する。
研究を進めるにあたり、まずは複数ループコイルから発生する漏洩磁界を定式化した。送受電器遠方の地点において各コイルからの距離が等しいと近似することで、漏洩磁界相殺のための条件式を各コイルに流れる電流に関する線型方程式として導出する。その条件式を満たすことで、各コイルからの距離が等しいと近似できる遠方の各地点、即ち遠方全域で漏洩磁界を低減できることとした。この条件を伝送効率最大化のための制限式に組み込み、凸最適化を用いて解析的に最適電流を求め、最適負荷を導出した。
漏洩磁界の評価は電磁界シミュレーションを用いて行った。提案手法を適用することにより、3m離れた場所における漏洩磁界強度を99.1%低減しつつ、伝送効率の低下を2%以下に抑えることができた。さらに、位置ズレが生じる条件下においても、位置ずれさせた全ての点において漏洩磁界を99%以上低減できることを確認した。伝送効率の低下幅は効率最大時と比較して3.5%以下という結果を得た。
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