| 講演名 | 2014-06-06 ワイヤレス給電システムにおけるFOD理論的解析モデルの提案 鳩野 敦生, |
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| 抄録(和) | 本稿では,回路レベルの現象と空間レベルの現象が複合しているワイヤレス給電システムにおいて,異物検出を統一的に解析するための理論モデルの提案を行う。ワイヤレス給電システムでは,異物がギャップに侵入したときには,異物とギャップ間における電磁界が相互作用を行い,異物に渦電流による発熱が生じる。この現象は,回路レベルの現象を解析する等価回路のみでは対応することが難しい。そこで,本稿では,回路レベルの現象と空間レベルの現象を統一的に解析するために,電磁現象の根本原理であるMaxwell方程式に遡ってFOD(Foreign Object Detection)のメカニズムを解析した。その結果,理論的にも,大部分の金属物体は,渦電流が支配的であり,透磁率が大きいほど発熱が大きくなることがわかった。これにより,アルミフォィルおよびステンレスタワシなどで発熱が大きくなるのは,体積に対する表面積の割合が大きいので,誘導成分による相互インダクタンスが非常に大きくなることで説明できる。さらに異物侵入による回路レベル効果は,接触給電のZ行列の実数部しか現れないので,インピーダンスの変化による検出は難しく,相互インピーダンスの誘導成分が大きくなることに対して鋭敏なFODセンシング回路を追加することが望まれる。 |
| 抄録(英) | This paper proposes a integrated theoretical model for foreign object detection (FOD) combined with both circuit and field level phenomena. If there be foreign object in the gap of wireless power transfer systems, the object will be heated with eddy currents caused through the interaction with electromagnetic fields. The phenomenon cannot be formulated with the equivalent circuit theory for circuit levels. For the integration of field and circuit level phenomena, this paper formulates FOD with Maxwell Equations which are the fundamental principle of electromagnetic phenomena. This model showed that thermal effect is theoretically proportional to permeability of the foreign object which dominates eddy currents. Strong thermal effects of aluminum foils and stainless scrubbing brush can be explained with their huge mutual inductance comparatively large surface area to their volumes. Further, it also showed that it is difficult to detect the foreign objects through the shift of the mutual impedance of WPT since the effects of FOD to the circuit level appears in the real part of the mutual impedance of WPT. It is desired to develop the FOD sensing circuits sensitive to inductive components of mutual impedance. |
| キーワード(和) | 無線電力伝送 / FOD / Maxwell方程式 / 渦電流 / 四端子回路 / 相互impedance |
| キーワード(英) | Wireless Power Transfer Systems / FOD / Maxwell's Equations / Eddy Current / Mutual Impedance |
| 資料番号 | WPT2014-34 |
| 発行日 |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | WPT |
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| 開催期間 | 2014/5/30(から1日開催) |
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| テーマ（和） | |
| テーマ（英） | |
| 委員長氏名（和） | |
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| 副委員長氏名（和） | |
| 副委員長氏名（英） | |
| 幹事氏名（和） | |
| 幹事氏名（英） | |
| 幹事補佐氏名（和） | |
| 幹事補佐氏名（英） | |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Wireless Power Transfer(WPT) |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | ワイヤレス給電システムにおけるFOD理論的解析モデルの提案 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Proposal of Theoretical Model for Foreign Object Detection in Wireless Power Transfer Systems |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | 無線電力伝送 / Wireless Power Transfer Systems |
| キーワード(2)（和/英） | FOD / FOD |
| キーワード(3)（和/英） | Maxwell方程式 / Maxwell's Equations |
| キーワード(4)（和/英） | 渦電流 / Eddy Current |
| キーワード(5)（和/英） | 四端子回路 / Mutual Impedance |
| キーワード(6)（和/英） | 相互impedance |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 鳩野 敦生 / Atsuo HATONO |
| 第 1 著者 所属（和/英） | MJHEP Program, MARA Japan Industrial Institute |
| 発表年月日 | 2014-06-06 |
| 資料番号 | WPT2014-34 |
| 巻番号（vol） | vol.114 |
| 号番号（no） | 72 |
| ページ範囲 | pp.- |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | |