高速鉄道用非接触給電

Up:パワーエレクトロニクス研究

更新日:2004.11.29
概要

 高速鉄道非接触給電は、空気ギャップをもつトランスを用います。イメージ図のように、トランスの1次側を地上側に、 2次側を車両側に設置します。従来方法と比べて接触がなくなることで騒音の防止、省メンテナンス等の利点が考えられます。 また、一方、構造上漏れ磁束が発生してしまうという問題点があります。そこで、実現のために磁気結合のよいトランス構造は?  電力伝送の特性や効率について、ギャップの制御等について研究しています。

非接触給電イメージ

 1次側の巻線から生じた磁束が二次側車両の巻線を鎖交することで、電力を伝送

トランスの式
磁気結合
磁気回路

 磁気結合を、解明するために磁気回路を作成します。実験装置に合わせた構造のトランスについて計算をしています。 磁束について方程式をたてるとインダクタンスを求めることができます。

ギャップ制御

 磁気結合に、最も影響を与える要素はギャップによる漏れ磁束です。従って、実際に電車が走行する上で、 ギャップ幅は一定に保たれなければなりません。そこで、位置センサを用いてギャップ幅を常に一定に制御することを 目指しています。

電力伝達特性

 鉄心に巻き線を巻き、実際に電力がどの程度伝送されるか実験で確認します。理想変圧器においては、損失はありませんが 実際は鉄損と銅損が存在します。この実験においては、銅損と鉄損の影響が特に大きく周波数、負荷、力率に応じて変化し ます。そこで、いかに効率よく電力伝送するかを検討しています。

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