2021 Fiscal Year Annual Research Report
Parallel Transmission Line based Wireless Power Transfer for Multiple Terminals
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19K04376
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
岡田 実 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (10252587)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
DUONG QuangThang 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 助教 (40757811)
Chen Na 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 助教 (80838342)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ワイヤレス給電 / 平行二線路 / 伝送線路 / MIMO |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は産業ロボットや電気自動車等走行中受電対象向けの高効率かつ安定な平行二線路式ワイヤレス給電の実現を目指すものである．その中で特に，本研究課題では，複数の受電端末に効率的かつ安定した給電を実現する手法について検討を行った．まず，複数の電源および複数の負荷が電磁的に結合している多入力多出力系(MIMO: Multiple Input Multiple Output)の一般化モデルを構成し，構成したMIMOワイヤレス給電システムの電力伝送効率の最大化および安定化に関する検討を行った．複数の電源入力間の相互結合，並びに，複数の負荷間の相互結合が存在すると，従来の一対一のワイヤレス給電システムの設計手法をそのまま用いると結合時から大きく電力伝送効率が低下することが知られていたが，相互結合を考慮に入れたMIMO整合回路を構成することにより，MIMOワイヤレス給電効率を大幅に向上できることを明らかにした．システム全体の送受電コイル面積一定の条件では，一対一とMIMOワイヤレス給電の理論的な電力伝送効率はほぼ等しくなり，結合回路分散化により結合回路の電圧，電流分布が均一化されることで実効的な電力伝送効率はさらに向上可能であることを明らかにした．また，複数電源間の位相制御などを行うことで，ワイヤレス給電時の位置ずれや外部への漏洩電磁界削減に効果があることを明らかにした．次に，平行二線路上に複数の受電器が存在する場合について前述のMIMOモデルを構築し，前述の効率化，安定化手法を適用した．その結果，受電位置変動による影響を削減し，安定したワイヤレス給電が可能であることを示した．
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