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2018 年度 実績報告書

電界結合と磁界結合を考慮した結合共振型無線電力伝送理論の体系化

研究課題

研究課題/領域番号 15K06061
研究機関名古屋工業大学

研究代表者

平山 裕  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70372539)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
キーワード無線電力伝送 / 結合共振 / アンテナ / パワーエレクトロニクス
研究実績の概要

無線電力伝送技術の学問的背景にはパワーエレクトロニクスを基盤としたものと、マイクロ波技術を基盤としたものに大別できる。前者は分布定数の扱いは範疇外であること、後者は電力伝送を目的としたもので無いため負荷インピーダンスや伝送効率に対する考え方が実用的ではないという問題がある。無線電力伝送技術のさらなる発達のためには、これらの学問領域を統合する必要がある。
前年度までの研究で、「無線電力伝送システムとは、電力の周波数とインピーダンス(実部・虚部)とモードを変換するシステムである」という考えを提唱し、これに基づく理論的モデルを作成してきた。
今年度の研究では、この考え方に基づき、結合器(無線電力伝送のために電磁界を空間に発生させるデバイス。コイル・アンテナ・共振器など)を、モード変換の機能のみをもつ「非共振結合器(コイルなど)」と、モード変換・インピーダンス虚部変換の機能を持つ「準共振結合器(自己共振アンテナなど)」と、モード変換・インピーダンス虚部変換・インピーダンス実部変換の機能を持つ「完全共振結合器(間接給電された自己共振アンテナなど)」に分類し、電界結合・磁界結合の観点から、無線電力伝送の結合器を説明する理論を構築した。これにより、結合コイルと共振コンデンサを用い、力率補償の考え方を用いるパワーエレクトロニクスに基づく無線電力伝送システムも、自己共振アンテナを用い、複素共役整合の考え方を用いるマイクロ波工学に基づく無線電力伝送システムも、統一的に説明することができる。2018年度の研究では、これらの成果を体系化して、IETから出版された英語の書籍(共著)として出版した。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2018

すべて 学会発表 (11件) (うち国際学会 6件) 図書 (1件)

  • [学会発表] Impedance Matching Mechanism of Shielded Loop Antenna for Wireless Power Transfer2018

    • 著者名/発表者名
      Akihiko Kumazawa, Hiroshi Hirayama
    • 学会等名
      AWPT 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Basic Characteristics of a Double-layered Folded Spiral Resonator for Coupled-resonant Wireless Power Transfer2018

    • 著者名/発表者名
      Kohei Nimura, Hiroshi Hirayama
    • 学会等名
      AWPT 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Mechanism of SAR Reduction of Shielded-Loop Antenna in Wireless Power Transfer2018

    • 著者名/発表者名
      Kenta Yamada, Hiroshi Hirayama
    • 学会等名
      AWPT 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Wireless Power Transfer for Moving Vehicle Using Collinear Array Antenna2018

    • 著者名/発表者名
      Jun Deguchi, Hiroshi Hirayama
    • 学会等名
      AWPT 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Basic Design and Analysis of Folded Dipole Antenna for 5.8 GHz Wireless Power Transfer2018

    • 著者名/発表者名
      Reiji Nishigaki, Hiroshi Hirayama
    • 学会等名
      AWPT 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Characteristic Comparison of Various Kinds of Couplers for Near-Field Wireless Power Transfer2018

    • 著者名/発表者名
      Takaya Arai, Hiroshi Hirayama
    • 学会等名
      AWPT2018
    • 国際学会
  • [学会発表] 無線電力伝送におけるシールデッドループアンテナを用いたSAR低減2018

    • 著者名/発表者名
      山田健太・平山 裕
    • 学会等名
      2018年電子情報通信学会総合大会
  • [学会発表] 結合共振型無線電力伝送における一層型,二層型フォールテットス ハイラル共振器の比較検討2018

    • 著者名/発表者名
      二村康平, 平山裕
    • 学会等名
      2018年電子情報通信学会東海支部連合大会
  • [学会発表] コリニアアレーアンテナを用いた近傍界による走行中無線給電に関する検討2018

    • 著者名/発表者名
      出口潤,平山裕
    • 学会等名
      MIKA2018
  • [学会発表] 結合共振型無線電力伝送におけるシールデッドループアンテナを用いたインピーダンス整合2018

    • 著者名/発表者名
      山田健太, 平山裕
    • 学会等名
      MIKA2018
  • [学会発表] 結合型無線電力伝送における自己共振型・LC共振型結合器の諸特性の比較2018

    • 著者名/発表者名
      新井貴也, 平山裕
    • 学会等名
      電子情報通信学会無線電力伝送研究会
  • [図書] Wireless Power Transfer: Theory, technology, and applications2018

    • 著者名/発表者名
      Naoki Shinohara (編集)
    • 総ページ数
      14(分担分)
    • 出版者
      The Institution of Engineering and Technology
    • ISBN
      978-1785613463

URL: 

公開日: 2019-12-27  

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