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自律型無人潜水機に適した複数送受電コイルを有する非接触給電装置の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K13936
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分24020:船舶海洋工学関連
研究機関東京海洋大学

研究代表者

米田 昇平  東京海洋大学, 学術研究院, 助教 (50815678)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード非接触給電 / 共振回路 / 高周波インバータ / 共振周波数追従 / 位相シフト制御 / 整流器 / 零電流スイッチング / 零電圧スイッチング / 位置ずれ / 共振周波数 / 負荷変動 / 水中ロボット
研究成果の概要

本研究課題では,自律型無人探査機に代表される水中探査機向けの非接触給電装置に対して,共振回路の周波数特性を活用した動作手法を検討した。これは,送電側の電力変換器で電力伝送動作と送受電コイルの位置ずれの検出が可能となる点に特長があり,受電電圧の安定化に貢献する。また,動作周波数と負荷電圧の制御が同時に実現可能な回路構成を適用した上で負荷電圧制御の検討を行い,送電側および受電側でそれぞれ負荷電圧の制御を実現する。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究課題では,自律型無人探査機に代表される水中探査機向けの非接触給電装置における電力変換器の制御法を検討した。これは,水中用途であるため地上用設備とは異なった設計指針が適用可能な点に着目し,動作周波数を変化させることを前提としたものである。したがって,非接触給電の各種回路方式において動作周波数を変化させた際の特性を明らかにした点に学術的意義がある。また,本研究課題で明らかにした特性により,送受電コイルの位置ずれが生じた際でも安全な非接触給電装置の設計が可能となり,非接触給電技術の水中探査機への適用拡大を促す点に社会的意義がある。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] 共振コンデンサを直列または並列に接続した電圧源駆動非接触給電回路の共振周波数と負荷電圧2020

    • 著者名/発表者名
      米田昇平,木船弘康
    • 雑誌名

      電気学会論文誌D(産業応用部門誌)

      巻: 140 号: 9 ページ: 642-650

    • DOI

      10.1541/ieejias.140.642

    • NAID

      130007894930

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Characteristics of Primary-Parallel-Compensation Methods for Wireless Power Transfer Systems2021

    • 著者名/発表者名
      Shohei Komeda
    • 学会等名
      ECCE Asia 2021 Singapore
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 水中探査機向け非接触給電システムの駆動方式の検討2020

    • 著者名/発表者名
      米田昇平,水野隆志,木船弘康
    • 学会等名
      第90回マリンエンジニアリング学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Constant Load Voltage Characteristics in a Parallel-Parallel-Compensated Wireless Power Transfer System2019

    • 著者名/発表者名
      Shohei Komeda, Hiroyasu Kifune
    • 学会等名
      2019 10th International Conference on Power Electronics and ECCE Asia (ICPE 2019 - ECCE Asia)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 電磁誘導型非接触給電における力率補償コンデンサの接続方式と共振周波数の検討2019

    • 著者名/発表者名
      米田昇平,木船弘康
    • 学会等名
      電気学会半導体電力変換研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] コイルの位置ずれを検出可能な水中非接触給電システムの検討2019

    • 著者名/発表者名
      水野隆志,木船弘康,米田昇平
    • 学会等名
      第89回日本マリンエンジニアリング学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 水中探査機向け非接触給電システムの共振回路構成の検討2019

    • 著者名/発表者名
      米田昇平,木船弘康
    • 学会等名
      第89回日本マリンエンジニアリング学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 共振周波数追従制御を適用した水中探査機向け非接触給電システムの負荷電圧特性の検討2018

    • 著者名/発表者名
      米田昇平,木船弘康
    • 学会等名
      平成30年電気学会産業応用部門大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 水中非接触給電システムの開発に向けた共振周波数追従制御法の検討2018

    • 著者名/発表者名
      池原徹,木船弘康,米田昇平
    • 学会等名
      第88回日本マリンエンジニアリング学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 共振回路の周波数特性を活用した水中非接触給電システムの検討2018

    • 著者名/発表者名
      米田昇平,木船弘康
    • 学会等名
      第88回日本マリンエンジニアリング学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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