| 研究課題/領域番号 |
21K14359
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分24020:船舶海洋工学関連
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| 研究機関 | 東京海洋大学 |
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研究代表者 |
米田 昇平 東京海洋大学, 学術研究院, 准教授 (50815678)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | 非接触給電 / 高周波インバータ / 水中探査機 / 共振周波数 / 複数送電コイル / 複数コイル / 位置ずれ検出 / ワイヤレス給電 / 結合係数 / 位置ずれ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
海洋資源調査などを目的として，水中探査機の開発がなされている。しかし，多くの探査機はバッテリで駆動されるため，その活動時間はバッテリの容量に依存し，運用上の障害となっている。本研究課題の目的は，水中探査機向けの非接触給電システムを開発し，探査機のバッテリの充電方法を改善させることにある。これは，送電コイルと探査機側の受電コイルの結合状態を検出可能な複数台の高周波インバータの制御法に特長があり，探査機のバッテリの充電時間の大幅な短縮，活動時間と範囲の拡大が期待できる。また，複数の高周波インバータと送電コイルを有する非接触給電システムは冗長性に富み，水中での安定した給電に貢献することができる。
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| 研究成果の概要 |
本研究課題では，自律型無人探査機や遠隔操作型無人探査機などの水中探査機向けの非接触給電システムとして，複数電源を有する回路構成とその動作手法の検討を行った。これは，3組の送電コイルの電流の位相を比較することで，電力伝送を行いつつ，受電コイルの位置ずれ方向を検出できる点に特長がある。そして，位置ずれ方向検出後に，最も近い送電コルが共振動作となるように動作周波数を制御することで，負荷電圧，伝送電力，電力伝送効率が改善できることを明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究課題では，水中探査機向けの非接触給電システムを検討し，特に複数電源を用いることによる利点を明らかにしている。そのため，複数送電コイルを利用する際の動作原理の理論解析に学術的意義があり，大容量向けの非接触給電システムにも応用可能であると考えられる。本研究課題で明らかにした特性により，位置ずれ方向の検出と共振周波数追従による電力伝送効率の改善が明らかとなった。そため，水中探査機の運用効率の改善が期待でき，この点に社会的意義を有している。
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