センサー用微弱非接触給電装置を用いた電磁・静電誘導現象の教材開発と学習効果の検証

使用传感器用弱非接触供电装置的电磁和静电感应现象教材的开发及学习效果验证

基本信息

批准号：
19K03182
负责人：
長洲正浩
金额：
$ 2.25万
依托单位：
Ibaraki National College of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は静電誘導方式と電磁誘導方式に分けて研究を進めている。以下に2022年度に得られた結果について報告する。静電誘導方式については、次のことが明らかになった。１）モーター端では電圧反射による電圧振動が発生し、取得電流はインバーター端に対して２倍以上に向上した。２）電圧振動は配線が長くなるほど大きくなる。そのため、モーター端での取得電流は、配線が長くなるほど向上した。３）変圧器を挿入した電圧電流変換方式を採用することにより、取得電流は２倍程度に向上した。その一方、モーター端では、電圧電流返還方式による取得電力の向上が見られなかった。この原因については、今後更に検討する予定である。電磁誘導方式については、次のことが明らかになった。１）相電流に発生する高周波電流（ノイズ）成分と発電電力の関係を明確にした。２）取得電流は１次側の巻線数、およびコア数にほぼ比例して向上した。３）３相設置方式（３相配線からの電力取得）の取得電力は、約３倍に向上した。３）トランスを用いた電圧電流変換方式では取得電流の向上が見られなかった。これはトランス定数とインバータの電圧変化（dv/dt）のミスマッチが原因と考えており、シミュレーションなどを通して改善を進める予定である。静電誘導方式は、インバータ配線に構成した静電容量に高周波の電流を通流させることで電力を得ている。この電流はモーター配線のノイズ電流を構成する。したがって、電磁誘導方式をを組み合わせることで、取得電力を向上できる可能性がある。今後、静電誘導と電磁誘導を組み合わせた混合方式の検討を進める予定である。

这项研究以分开的方式分为静电诱导方法和电磁诱导方法。以下是关于2022年获得的结果的报告。对于静电诱导方法，已显示出：1）电压反射引起的电压振动是在电动机末端产生的，并且获得的电流的增加了两倍以上的两倍多。 2）接线的时间越长，电压振动就越大。因此，随着接线的延长，电动机末端的获取电流有所改善。 3）通过采用插入变压器的电压转换方法，所采集的电流的改进约为两倍。另一方面，在电动机的末端，由于电压返回方法，未观察到获得的功率。将来将进一步考虑这一点的原因。关于电磁诱导方法，已经揭示了以下内容：1）阐明了相电流中产生的高频电流（噪声）分量与生成的功率之间的关系。 2）获得的电流几乎与主要侧绕组的数量和核心数的数量相称。 3）三相安装方法的获取功率（从三相接线获取功率）已提高了大约3次。 3）使用变压器的电压转换方法不能改善所采集的电流。人们认为这是由于变压器常数与逆变器之间的电压变化（DV/DT）之间的不匹配引起的，并且将通过模拟和其他方式进行改进。静电感应方法通过在逆变器接线中配置的电容传递高频电流来获得功率。该电流构成电动机接线中的噪声电流。因此，通过结合电磁诱导方法，可以提高获得的功率。将来，我们计划继续研究一种结合静电诱导和电磁诱导的混合方法。