Simultaneous data and power transmission system using one-wire system and study of its application to Smart EMC

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K04043
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 21020:Communication and network engineering-related
• Research Institution: Ehime University
• Principal Investigator: TSUZUKI Shinji 愛媛大学, 理工学研究科(工学系), 教授 (60236924)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 杉本 大志 苫小牧工業高等専門学校, 創造工学科, 助教 (40780424)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 電流駆動型PLC / 雑音の抑圧制御 / クレーンワイヤ / 電力伝送 / G3-PLC / 磁気飽和 / 高調波ノイズ / 非接触給電

Outline of Final Research Achievements

This is a study of a simultaneous information and power transmission system using a wire rope on a vehicle-mounted crane. The authors focused on the fact that the wire rope forms an electrical loop circuit via a pulley (called a sheave), and applied a one-wire PLC (Power-Line Communication) system devised by the authors. This system differs from ordinary PLC in that it is current-driven and non-contact with the wire using a transformer.
In this study, a simulator was created to estimate the maximum possible power received in the authors' scenario, and it was examined whether the results agreed with actual measurements. The conducted noise generated during the simulation was measured, and it was experimentally verified that the PLC could be performed without error.

Free Research Field

通信工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

送電側に理想パワーアンプを挿入し，また受電側に力率改善コンデンサを挿入したとき，ワイヤー長30m において最大78W受電できるはず（理論限界値）であることをシミュレーションで求めた。実際に使用したパワーアンプをシミュレーンしたときは73Wであり，実測値と一致した．また，実用時に用いる予定の矩形波による電力伝送の際に磁気飽和によって発生する伝導雑音の各高調波振幅の増大傾向を数値で近似できることを明らかにした。
EMCの立場からは、磁気飽和が生じない状態で電力伝送を行うことが望ましい。誤差なくシミュレーションするために必要な、磁気飽和による給電電流の歪み率は0.11以下であることを明らかにした。