| 研究課題/領域番号 |
17K06329
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
電力工学・電力変換・電気機器
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| 研究機関 | 豊田工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
安藤 浩哉 豊田工業高等専門学校, 情報工学科, 教授 (30212674)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2017年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
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| キーワード | ワイヤレス電力伝送 / 偏波 / 電界結合 / 磁界結合 / S行列 / 位相 / kQ積 / 最大電力伝送効率 / 最大伝送効率 / Sパラメータ / インピーダンス整合 / 共鳴方式 / 誘導性結合型共振回路 / 容量性結合型共鳴方式 / マイクロ波 / 指向性アンテナ / 移相器 / ０ｄBカプラ / ミリ波 / 無線給電 / 偏波面 / GPS / 電力伝送 |
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| 研究成果の概要 |
高効率なワイヤレス給電システムの実現には，偏波面を合わせるなどして送り手側と受け手側の双方の電磁界の結合を考慮し，電力の伝送効率を高めることが大切である。本研究では，磁界を介して結合している直列共振回路のS行列と電界を介して結合している並列共振回路のS行列が本質的に同じ形をしており，それぞれが3つの本質的な回路パラメータで構成されていることを見出した。また，送り手側での整合条件，受け手側での整合条件，電力伝送効率を最大化させるための条件が，これらの本質的な回路パラメータから求められることを明らかにした。定規とコンパスを用いた作図でkQ積から整合条件や最大電力伝送効率を求める方法も明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
磁界結合型直列共振回路のS行列が「kQ積」と「送電側でのポートインピーダンスと共振回路内の抵抗の比」と「受電側でのポートインピーダンスと共振回路内の抵抗の比」で構成され，電界結合型並列共振回路のS行列が「kQ積」と「送電側でのポートアドミタンスと共振回路内のコンダクタンスの比」と「受電側でのポートアドミタンスと共振回路内のコンダクタンスの比」で構成され，送電側での整合条件，受電側での整合条件，電力伝送効率を最大化させるための条件がこれらの量を用いて求められるという知見を得た。また，定規とコンパスを用いて，作図により，kQ積から整合条件や最大電力伝送効率を求められることを明らかにした。
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