Contactless power system is base on power transmission by magnetic force. The transformer loss is large because it separated with the gap. Also the system has unstable factor, since the parameters in the secondary can vary with the system movement. This paper proposes light train power transmission system using contactless transformer with multiple primary winding. To increase the system efficiency and to obtain the stable power transmission to the dynamic load, a resonant inverter is adopted. The proposed system was verified by the simulation using Spice and Maxwell. The designed contactless power transmission system is implemented for 5[kW] class and experimental results are discussed.
This paper investigates contactless power transfer system for electric railway which makes use of electromagnetic induction among the coils. The transmission line efficiency and the quality factor are introduced to analyze the performance of the contactless power transfer system. Several instances of the mobile loads using contactless power transmission are described to understand practical usefulness.
본 논문은 다중권선의 비접촉 변압기를 이용한 비접촉 전력공급 방식을 제안한 논문이다. 논문에서 제안한 전력공급 방식은 엘리베이터 카에 신뢰성 높은 전력을 전송하기 위하여 공진주파수 추적 기법을 사용하였다. 제안된 시스템을 검증하기 위하여 ICAP4와 Maxwell을 사용하여 시뮬레이션을 수행하였으며, 5[kW]급 비접촉 전력전송시스템을 제작하여 실험을 수행하였다.
In the transformer that is used for the contactless power transmission system, the primary and secondary sides are separated structurally unlike general transformers. When the contactless transformer is built, it forms relatively bigger air gap than the general transformer. Thus it is difficult to transfer energy from the primary side input to the secondary side output with high power efficiently because of low coupling coefficient. This paper proposes a contactless transformer using the rectangular type core that maintains high coupling coefficient even when it has relatively large air gap. The performance characteristics of the proposed transformer are compared with the transformer using general EE core to the air gap variation. The proposed contactless system using rectangular type core and dc-dc full bridge converter, and the system using EE core type and dc-dc full bridge converter are respectively implemented and their performance characteristics are verified by the simulation and experiment.
Wireless power transmission introduced by Tesla has instrumented by many scientists of the world. This technique first was utilized as wireless communications such as radio in long range transmission. And contactless transmission using inductive property was used on white goods. In 2007, MIT' lab introduced that new wireless power transmission by magnetic resonance which has about 50% efficiency and 2M transmission distances, it was a chance to refocus a new possibility of wireless power transmission. In this paper, using LC coupling compensate the short distances of contactless transmission, this simple method could transmit about 30cm distances. Using this approach, it can be solved the short transmission distances, a drawback of Electromagnetic inductive coupling method.
Wireless power transmission introduced by Tesla has instrumented by many scientists of the world. This technique first was utilized as wireless communications such as radio in long range transmission. And contactless transmission using inductive property was used on white goods. In 2007, MIT' lab introduced that new wireless power transmission by magnetic resonance which has about 50% efficiency and 2M transmission distances, it was a chance to refocus a new possibility of wireless power transmission. In this paper, using LC coupling compensate the short distances of contactless transmission, this simple method could transmit about 30cm distances. Using this approach, it can be solved the short transmission distances, a drawback of Electromagnetic inductive coupling method.
본 논문은 공동공진기(cavity resonator)와 스트립라인(stripline) 구조를 이용하여 전력을 전송할 수 있도록 구현한 무접점 전력 전송 장치에 관한 것이다. 전력 전송 시 송수신기가 밀착된 상태에서 구현되는 무접점 전력 전송 방식으로, 외부에 도체 단자가 없어 송수신기가 전기적으로 분리되며, 전력 송수신에 필요한 수신부의 크기를 최소화할 수 있다. 공진기용 공동(cavity)의 윗면 도체판에 입력 포트 및 출력 포트용 슬롯(slot)을 구성하고, 그 위에 스트립라인 구조를 이용하여 입력 포트와 출력 포트를 형성한 공동공진기에서, 출력 포트의 일부를 분리하여 탈착 가능하도록 전력수신부를 형성하고, 이 전력수신부를 제외한 나머지 부분 즉, 스트립라인-슬롯 결합(coupling)된 입력 포트, 공동공진기, 출력 포트용 슬롯 등은 모두 전력송신부에 포함시킴으로 전력 전송 장치를 송수신기로 분리하여 제작할 수 있다. 이 송수신기를 결합시키면 마치 하나의 공진기 내에서 입력 포트에서 출력 포트로 전력이 전달되는 형태가 된다. 제작된 무접점 전력 전송 장치의 중심 주파수는 5.782 GHz이며, 이때 측정된 $S_{21}$값은 -1.07 dB로 나타나 약 78 %의 높은 전력 전송율을 갖는 것을 확인하였다.
기존의 제조업 기반의 현장에서 적용되고 있는 로봇 및 이송시스템의 선형 전동기 활용에 있어서, 케이블을 통한 전력공급으로 인해 작업 환경 개선 및 기술적 고도화에 어려움을 겪고 있다. 따라서, 본 논문에서는 이러한 문제점의 해결을 위해 적용될 수 있는 비접촉 전력전송 시스템에 대해서 FEM 기반의 물리해석 프로그램을 활용하여, 2D와 3D의 자계 해석을 바탕으로 비접촉 전력전송 시스템용 고주파 코일 형상 및 전력변환 시스템에 관한 특성을 연구하였다.
For a control of CPS(Contactless Power Supply), the paper deals with the results which are simulated by a equivalent electric circuit on the LIPT(Linear Inductive Power Transmission). In order to control the CPS, the output values is handled with the driving frequency according to the change of a load. The method that controls the driving frequency for adjusting the output power is reasonable to be applied to the controller. But, when the driving frequency meets the resonant frequency and passes, it lead to a serious problem. Therefore, the controlled region of the driving frequency has to be predicted and determined by the simulation of a electric circuit.
The contactless power transfer (CPT) systems have been recently gaining popularity widely since it is an available option to realize the power delivery and storage with connector-free devices across a large air gap. Especially, the CPT with electromagnetic resonance coupling method is possible to exchange energy within 2 m efficiently. However, the power transfer efficiency of CPT in commercialized products has been limited because the impedance matching of coupled coils is sensitive. As a reasonable approach, we combined the CPT system with HTS wire technology and called as, superconducting contactless power transfer (SUCPT) system. Since the superconducting coils have an enough current density, the superconducting antenna and receiver coils at CPT system have a merit to deliver and receive a mass amount of electric energy. In this paper, we present the feasibility of the SUCPT system and examine the transmission properties of SUCPT phenomenon between room temperature and very low temperature at 77 K as long as the receiver is within 1.0 m distance.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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