研究背景

　現在、鉄道など移動体における給電方法は、パンタグラフのような接触型の方式が多く用いられている。接触型方式は、信頼性が高く効率が良いという反面、騒音など問題点も存在する。すなわち、非接触に給電を行うことでそれらの問題点を解決することが出来る。

研究概要

　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や、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。

本研究室で提案している非接触給電方式は、1次側と2次側が分離したＵ型トランスを用いている。分離した状態で1次側に電圧をかけると磁束が生じ、電磁誘導の原理で非接触に給電を行うことができる。

磁気結合

　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。

　下の図が非接触給電の実験システムの概略である。ギャップ幅をセンサで読み取り、モータを用いて制御を行う。