2017 Fiscal Year Research-status Report
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
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15K06061
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
平山 裕 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70372539)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 無線電力伝送 / 電界結合・磁界結合 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
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。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
研究の実施のために、電子計算機による電磁界シミュレーションが必要となるが、シミュレーションの実行に想定以上に時間を要しており、シミュレーション結果を得られるのが予定より遅くなった。このため、シミュレーション結果に基づく検証実験・学会発表・論文投稿も予定より遅れている。
１年間の期間延長により、当初の目的を遂行できる見込みのため、期間延長の申請を行った。
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| Strategy for Future Research Activity |
遅れていた電磁界シミュレーションを実行した上で、提唱した理論に基づき各種結合器の特性を評価し、電界結合と磁界結合の統一的な観点から見た、無線電力伝送用結合器の一般理論を提唱していく。
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| Causes of Carryover |
研究の実施のために、電子計算機による電磁界シミュレーションが必要となるが、シミュレーションの実行に想定以上に時間を要しており、シミュレーション結果を得られるのが予定より遅くなった。このため、シミュレーション結果に基づく検証実験・学会発表・論文投稿も予定より遅れている。
１年間の期間延長により、当初の目的を遂行できる見込みのため、期間延長の申請を行った。
次年度使用額については実験モデルの製作および論文投稿費として使用予定。
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