2020 Fiscal Year Annual Research Report
Research on SIMO WPT via magnetic resonance coupling using flexible coils
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18K04085
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| Research Institution | Hosei University |
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Principal Investigator |
中村 壮亮 法政大学, 理工学部, 准教授 (20634695)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 電力工学 / 制御工学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
自動共振補償機能を備えた１対の送受電フレキシブルコイルによる磁界共鳴式無線給電システムを構築した。ここでは、2018年度に設定した椅子から着座中の人間の衣服への給電というシナリオを想定し、用途に適した送受電１対のフレキシブルコイルを設計・製作し、高効率化のために受電側ではフレキシブルコイルに容量制御回路を接続したものを開発した。受電側では自動で共振補償が行われるため、コイルの変形が生じても常に最大効率が維持されるというものである。コイルサイズが許容範囲に収まったため、今回は無用な周辺素子の効率低下を招かないよう13.56MHzではなく85kHzのものを採用した。
実際にコイルを折り曲げて自動共振補償の性能を評価したところ、機械調整式の可変キャパシタで常に理想的な共振状態が維持された場合と遜色のない送電効率が、コンパクトな電子的な容量制御回路を用いて自動的に実現されていることが確認できた。また、制御の即応性に関しては、例えば平坦な状態から90度に折り曲げた場合には1秒以内で整定しているなど余程の短周期（1秒以内）で形状変形が行われない限りは十分なものであった。こちらの内容を国内会議に発表し、受賞した。また、IEEE論文誌にも投稿した。
さらに、コロナ禍に伴う担当学生の都合もあり、実機実験ではなくシミュレーションという形にはなったが複数一括給電に関する実験も行った。その結果、受電側に容量制御機能を組み込むことで効率向上が見込めること、効率向上効果は受電コイル同士のクロスカップリングの程度に大きく影響し、カップリングに対して向上効果が増加傾向を示すか減少傾向を示すかは配置に依存することが判明した。この辺りの理論的解釈を推し進めてより良い容量値の探索アルゴリズムを考案することなどは今後の課題としたい。こちらの内容を国際会議で発表し、受賞した。また、IEEE論文誌にも投稿した。
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Research Products
(5 results)
