KR100573769B1

KR100573769B1 - 비접촉 급전시스템

Info

Publication number: KR100573769B1
Application number: KR1020030089456A
Authority: KR
Inventors: 염장현; 장상돈
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2003-12-10
Filing date: 2003-12-10
Publication date: 2006-04-25
Also published as: US20050127066A1; JP2005170380A; KR20050056440A; US7138614B2; CN100384054C; EP1542247A3; EP1542247A2; CN1627595A

Abstract

본 발명은 부하에 유도전류를 공급하는 비접촉 급전시스템에 있어서, 상기 부하의 이동방향을 따라 상호 대략 평행하게 배치되는 적어도 3 이상의 급전케이블과; 상기 급전케이블에 교류전류를 공급하는 복수의 교류전류공급원과; 상기 각 급전케이블에 흐르는 교류전류에 의해 형성된 자기장으로부터 유도된 유도전류를 상기 부하에 공급하며, 상기 부하의 이동시 상기 각 급전케이블을 따라 상기 각 급전케이블과 비접촉 상태로 이동 가능하게 마련된 픽업부와; 상기 각 교류전류공급원으로부터 출력되는 교류전류의 위상이 일치되고, 상호 인접하게 배치되는 상기 급전케이블에 흐르는 교류전류의 방향이 상호 반대가 되도록 상기 교류전류공급원을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 설치공간을 감소시키고 유도되는 유도전류의 효율을 향상시킬 수 있다.

Description

비접촉 급전시스템{NON-CONTACT FEEDER SYSTEM}

도 1은 하나의 교류전류공급원을 갖는 종래의 비접촉 급전시스템의 구성을 도시한 도면이고,

도 2는 두 개의 교류전류공급원을 갖는 종래의 비접촉 급전시스템의 구성을 도시한 도면이고,

도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ 선에 따른 단면도이고,

도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 비접촉 급전시스템의 구성을 도시한 도면이고,

도 5는 도 4의 Ⅴ-Ⅴ 선에 따른 부분 단면도이고,

도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 교류전류공급원 및 제어부의 구성을 도시한 도면이고,

도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 교류전류공급원으로부터 출력되는 교류전류의 파형을 도시한 도면이고,

도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 비접촉 급전시스템의 구성을 도시한 도면이고,

도 9a 및 도 9b는 본 발명에 따른 다수의 급전케이블 및 픽업부를 갖는 비접촉 급전시스템에서 급전케이블 및 픽업부의 다양한 설치구조를 도시한 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

11,12,13,14 : 급전케이블 21,22 : 교류전류공급원

21a,21b : 인버터부 31,32,33,34 : 픽업부

31a,32a,33a,34a : 픽업코어 35 : 픽업코일

40 : 제어부 51 : 케이블지지바

52 : 케이블지지부재

본 발명은 비접촉 급전시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 급전케이블에 흐르는 교류전류의 위상 및 방향을 제어하거나 급전케이블의 결선구조를 개선하여 설치공간이 감소되고, 전원의 효율을 향상시킨 비접촉 급전시스템에 관한 것이다.

생산라인이나 물류산업 등에서 물품의 반송 또는 물품의 위치결정 등의 작업에 있어서, 일정 경로를 이동하는 반송차 등의 이동체를 구비한 이동시스템이 널리 이용되고 있다. 이동체를 구동하기 위한 전력을 이동체에 공급하는 방법으로는 전원케이블을 이동체에 연결하는 방법이 사용되기도 하는데, 전원케이블이 이동체가 이동함에 따라 함께 끌려 소음이나 먼지를 발생시키고, 전원케이블이 끌리는 상태에서 만곡을 반복하게 되어 단선 등의 손상이 발생하는 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 전력을 비접촉 상태로 이동체에 공급하 기 위한 비접촉 급전시스템이 널리 이용된다. 여기서, 비접촉 급전시스템은 이동체의 이동 방향을 따라 교류전류가 흐르는 급전케이블을 배설하고, 급전케이블에 흐르는 교류전류에 의해 형성된 자기장으로부터 유도전류를 발생시켜 이동체에 공급하게 된다.

도 1은 종래의 비접촉 급전시스템의 개략적인 구성을 도시한 도면이다. 도면에 도시된 바와 같이, 종래의 비접촉 급전시스템은 교류전원을 공급하는 교류전류공급원(121)과, 이동체(160)의 이동방향을 따라 배치되는 평행왕복케이블(111)과, 평행왕복케이블(111)에 흐르는 교류전류에 의해 형성되는 자기장으로부터 유도전류를 유도하는 픽업부(131)를 포함한다.

한편, 이동체(160)에서 요구되는 전원용량이 증대됨에 따라, 도 2에 도시된 바와 같이, 두 개의 교류전류공급원(121,122)과, 각 교류전류공급원(121,122)에 연결되는 두 개의 평행왕복케이블(111,112)을 통해 이동체(160)에 전원을 공급하는 비접촉 급전시스템이 사용되기도 한다.

그런데, 이러한 종래의 비접촉 급전시스템에 있어서, 두 개의 교류전류공급원(121,122)을 이용하여 두 개의 평행왕복케이블(111,112)에 교류전류를 공급하는 경우, 도 3에 도시된 바와 같이, 각 평행왕복케이블(111,112)을 감싸는 픽업부(131,132) 간을 상호 소정간격(d) 이격시켜 배치하여야 한다. 이는 각 평행왕복케이블(111,112)에 교류전류를 공급하는 각 교류전류공급원(121,122)이 각각 별개로 제어되어 각 교류전류공급원(121,122)으로부터 각 평행왕복케이블(111,112)에 공급되는 교류전류의 위상과 방향이 개별적으로 결정됨에 따라, 각 평행왕복케 이블(111,112)에 형성된 자기장(MF)의 방향 또한 각 평행왕복케이블(111,112) 별로 개별적으로 형성되는데, 도 3에 도시된 바와 같은 교류전류의 방향이 형성되는 경우, 평행왕복케이블(111,112) 간에 형성된 자기장(MF)은 상호 상쇄간섭이 발생되고, 자기장(MF)의 상쇄는 유도전류의 효율을 감소시키기 때문이다.

따라서, 종래의 비접촉 급전시스템에 있어서, 두 개 이상의 교류전류공급원(121,122)으로부터 교류전류를 공급받는 두 개 이상의 평행왕복케이블(111,112)을 설치하는 경우, 평행왕복케이(111,112)블 간을 일정 간격 이상 이격시켜야 하고, 이로 인하여 비접촉 급전시스템의 설치공간의 증가를 야기시키게 된다.

따라서, 본 발명의 목적은, 급전케이블에 흐르는 교류전류의 위상 및 방향을 제어하거나 급전케이블의 배선구조를 개선하여, 설치공간을 감소시키고 유도되는 유도전류의 효율을 향상시킨 비접촉 급전시스템을 제공하는 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 부하에 유도전류를 공급하는 비접촉 급전시스템에 있어서, 상기 부하의 이동방향을 따라 상호 대략 평행하게 배치되는 적어도 3 이상의 급전케이블과; 상기 급전케이블에 교류전류를 공급하는 복수의 교류전류공급원과; 상기 각 급전케이블에 흐르는 교류전류에 의해 형성된 자기장으로부터 유도된 유도전류를 상기 부하에 공급하며, 상기 부하의 이동시 상기 각 급전케이블을 따라 상기 각 급전케이블과 비접촉 상태로 이동 가능하게 마련된 픽업부와; 상기 각 교류전류공급원으로부터 출력되는 교류전류의 위상이 일치되고, 상호 인접하게 배치되는 상기 급전케이블에 흐르는 교류전류의 방향이 상호 반대가 되도록 상기 교류전류공급원을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉 급전시스템에 의해 달성될 수 있다.

여기서, 상기 각 교류전류공급원은 상기 급전케이블에 교류전류를 공급하고 다수의 스위칭소자를 갖는 인버터부를 포함하며, 상기 제어부는 상기 각 인버터부의 상기 스위칭소자의 온/오프를 제어하여 상기 각 교류전류공급원으로부터 출력되는 교류전류의 위상 및 방향을 제어하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 급전케이블 중 적어도 어느 한 쌍은 상기 교류전류원의 양단에 직렬로 연결된 평행왕복케이블을 형성할 수 있다.

그리고, 상기 각 픽업부는, 상기 각 급전케이블을 비접촉 상태로 감싸며 상호 인접하게 배치되는 대략 통 형상의 픽업코어와; 상기 픽업코어에 권선되어 상기 각 급전케이블에 형성된 자기장으로부터 유도된 유도전류를 상기 부하에 공급하는 픽업코일을 포함하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 각 픽업코어는 상기 부하의 이동방향에 대한 가로방향 단면이 대략 사각 형상을 가지며, 상호 대면하여 인접하도록 배치되는 것이 바람직하다.

그리고, 상호 대면하여 접하는 상기 픽업코어를 관통하는 상기 급전케이블에 흐르는 교류전류의 방향은 상호 반대이다.

그리고, 상기 평행왕복케이블을 형성하는 한 쌍의 상기 급전케이블은 상호 대면하여 인접하는 상기 픽업코어를 각각 관통하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 픽업코일은 상호 대면하여 인접하는 한 쌍의 상기 픽업코일에 걸쳐 권선되는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 교류전류공급원으로부터 공급되는 교류전류의 방향이 상호 반대가 되도록 상호 인접하게 직렬로 연결되는 적어도 3 이상의 급전케이블을 더 포함할 수 있다.

한편, 상기 목적은, 본 발명의 다른 실시예에 따라, 부하에 유도전류를 공급하는 비접촉 급전시스템에 있어서, 상기 부하의 이동방향을 따라 상호 대략 평행하게 배치되는 적어도 3 이상의 급전케이블과; 상기 급전케이블에 교류전류를 공급하는 복수의 교류전류공급원과; 상기 각 급전케이블에 흐르는 교류전류에 의해 형성된 자기장으로부터 유도된 유도전류를 상기 부하에 공급하며, 상기 부하의 이동시 상기 각 급전케이블을 따라 비접촉 상태로 이동 가능하게 마련된 픽업부를 포함하며; 상기 급전케이블들은, 상호 인접하게 배치되는 급전케이블 간에 흐르는 교류전류의 방향이 상호 반대가 되도록, 상호 직렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 비접촉 급전시스템에 의해서도 달성될 수 있다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다. 또한, 실시예가 상이하더라도 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 참조번호를 사용하며, 그 설명은 일부 생략한다.

본 발명의 제1실시예에 따른 비접촉 급전시스템

반송차 등의 부하(60)에 유도전류를 공급하는 본 발명의 제1실시예에 따른 비접촉 급전시스템은, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 복수의 교류전류공급원(21,22), 급전케이블(11,12,13,14), 픽업부(31,32,33,34) 및 제어부(40)를 포함한다. 여기서, 본 발명의 제1실시예에 따른 비접촉 급전시스템은 네 개의 급전케이블(11,12,13,14)로 구성되는 것을 일 예로 하여 설명하며, 이하에서는 본 발명의 이해를 돕기 위해 각 급전케이블(11,12,13,14)을 제1급전케이블(11), 제2급전케이블(12), 제3급전케이블(13) 및 제4급전케이블(14)로 임의로 정의하여 설명한다. 또한, 각 급전케이블(11,12,13,14)에 대응하는 픽업부(31,32,33,34)를 제1픽업부(31), 제2픽업부(32), 제3픽업부(33) 및 제4픽업부(34)로 임으로 정의하며, 각 픽업부(31,32,33,34)의 픽업코어(31a,32a,33a,34a)를 제1픽업코어(31a), 제2픽업코어(32a), 제3픽업코어(33a) 및 제4픽업코어(34a)로 임으로 정의하여 설명한다.

먼저, 교류전류공급원(21,22)은 외부로부터 인가되는 상용 교류전류를 고주파의 교류전류로 변환하여 급전케이블(11,12,13,14)에 공급한다. 본 발명의 실시예에서는 두개의 교류전류공급원(21,22)이 마련되어 급전케이블(11,12,13,14)에 각각 고주파의 교류전류를 공급하는 것을 일 예로 하여 설명한다. 여기서, 각 교류전류공급원(21,22)은, 도 6에 도시된 바와 같이, 상용 교류전원을 정류 및 평활하는 도시되지 않은 정류부와, 정류부에 의해 정류 및 평활된 직류전원을 교류전원으로 변환하여 급전케이블(11,12,13,14)에 고주파의 교류전류를 공급하는 인버터부(21a,22a)를 포함할 수 있다. 여기서, 인버터부(21a,22a)는 다수의 스위칭소자(21b,22b)로 구성된 브릿지회로로 구성될 수 있으며, 스위칭소자(21b,22b)는 제어부(40)의 제어에 따라 온 및 오프되어 고주파의 교류전류를 출력한다.

또한, 각 교류전류공급원(21,22)은 급전케이블(11,12,13,14)들과 폐루프를 형성한다. 본 발명의 실시예에서는 하나의 교류전원공급원(21)이 제1급전케이블(11) 및 제2급전케이블(12)과 하나의 폐루프를 형성하고, 다른 하나의 교류전원공급원(22)이 제3급전케이블(13) 및 제4급전케이블(14)과 하나의 폐루프를 형성한다. 여기서, 제1급전케이블(11) 및 제2급전케이블(12)과 폐루프를 형성하는 교류전류공급원(21,22)을 제1교류전류공급원(21)이라 하고, 제3급전케이블(13) 및 제4급전케이블(14)과 폐루프를 형성하는 교류전류공급원(21,22)을 제2교류전류공급원(22)이라 임의로 정의한다. 또한 제1교류전류공급원(21)의 인버터부(21a)를 제1인버터부(21a)라 하고, 제2교류전류공급원(22)의 인버터부(22a)를 제2인버터부(22a)라 임의로 정의한다.

한편, 본 발명에 따른 전원케이블들은 부하(60)의 이동방향을 따라 상호 대략 평행하게 배치된다. 여기서, 급전케이블(11,12,13,14)들은, 도 4에 도시된 바와 같이, 한 쌍식이 평행왕복케이블(A,B)을 형성한다. 본 발명의 실시예에서는 제1급전케이블(11)과 제2급전케이블(12)이 하나의 평행왕복케이블(A)(이하, "제1평행왕복케이블"이라함)을 형성하고, 제3급전케이블(13)과 제4급전케이블(14)이 다른 하나의 평행왕복케이블(B)(이하, "제2평행왕복케이블"이라함)을 형성하는 것을 일 예로 한다. 또한, 본 발명의 실시예에서는 제1평행왕복케이블(A)이 가로방향으로 배치되고, 제2평행왕복케이블(B)이 제1평행왕복케이블(A)의 하부에 제1평행왕복케이블(A)에 대향하게 배치되는 것을 일 예로 하고 있다.

여기서, 각 급전케이블(11,12,13,14)에 흐르는 교류전류의 위상은 상호 일치하고, 상호 인접한 급전케이블(11,12,13,14)에 흐르는 교류전류의 방향은 상호 반대가 된다. 즉, 상호 인접한 제1급전케이블(11)과 제2급전케이블(12)은 제1평행왕복케이블(A)을 형성하는바, 제1급전케이블(11)과 제2급전케이블(12)에 흐르는 교류전류의 위상이 상호 일치하고 그 방향은 반대가 된다. 또한, 제2평행왕복케이블(B)을 형성하는 제3급전케이블(13) 및 제4급전케이블(14)은 제1급전케이블(11) 및 제2급전케이블(12)과 동일한 원리에 의해 그 교류전류의 위상이 상호 일치하고, 그 방향은 반대가 된다. 그리고, 상호 인접하지만 상호 평행왕복케이블(A,B)을 형성하지 않는 제1급전케이블(11)과 제3급전케이블(13) 간, 제2급전케이블(12)과 제4급전케이블(14) 간은 제어부(40)가 제1교류전류공급원(21)과 제2교류전류공급원(22)으로부터 각각 출력되는 교류전류의 위상 및 방향을 제어함으로써 양 교류전류의 위상이 일치되고, 그 방향이 반대가 된다.

한편, 각 급전케이블(11,12,13,14)은 케이블고정구조에 의해 지지된다. 본 발명에 따른 케이블고정구조는 지지부재(52)와, 일단이 급전케이블(11,12,13,14)에 연결되고 타단이 지지부재(52)에 연결되어 급전케이블(11,12,13,14)을 지지하는 케이블지지바(51)를 포함할 수 있다.

여기서, 케이블지지바(51)는 부하(60)의 이동방향을 따라 연장된 급전케이블(11,12,13,14)이 그 하중에 의해 아래로 처지는 것을 방지한다. 여기서, 케이블지지바(51)는 급전케이블(11,12,13,14)을 따라 일정 간격으로 복수개 설치되는 것이 바람직하다.

그리고, 케이블지지바(51)는 지지부재(52)에 고정된다. 여기서, 지지부재(52)는 별도의 구조물로 마련될 수 있으며, 비접촉 급전시스템이 설치된 현장의 바닥이나 벽 또는 천장이 케이블지지바(51)에 가까운 경우, 별도의 지지부재(52) 없이 바닥면이나 벽면 또는 천장이 지지부재(52)가 될 수 있음은 물론이다.

한편, 각 픽업부(31,32,33,34)는 각 급전케이블(11,12,13,14)에 흐르는 교류전류에 의해 형성된 자기장(MF)으로부터 유도전류를 유도하여 부하(60)에 공급하다. 또한 각 픽업부(31,32,33,34)는 부하(60)의 이동시 급전케이블(11,12,13,14)과 비접촉 상태로 부하(60)와 함께 이동한다.

본 발명의 실시예에 따른 각 픽업부(31,32,33,34)는 각 급전케이블(11,12,13,14)을 비접촉 상태로 감싸는 픽업코어(31a,32a,33a,34a)와, 픽업코어(31a,32a,33a,34a)에 권선된 픽업코일(35)을 포함할 수 있다.

각 픽업코어(31a,32a,33a,34a)는 대략 통 형상을 가지며, 바람직하게는 부하(60)의 이동방향에 대한 가로방향 단면이 대략 사각형상을 갖는다. 그리고, 픽업코어(31a,32a,33a,34a)들은 상호 대면하여 인접하게 배치되어 부하(60)의 이동방향에 대한 가로방향 단면이 대략 매트릭스 형태를 갖는다. 여기서, 각 픽업코어(31a,32a,33a,34a)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 상호 접하도록 배치되는 것이 바람직하며, 이에 따라 픽업코어(31a,32a,33a,34a)의 설치공간을 현저히 감소시킬 수 있다.

여기서, 상호 대면하여 인접하는 픽업코어(31a,32a,33a,34a)를 관통하는 급전케이블(11,12,13,14)에 흐르는 전류의 방향은 상호 반대방향이 됨을 알 수 있다. 예컨대, 제1픽업코어(31a)를 관통하는 제1급전케이블(11)과, 제1픽업코어(31a)에 대면하여 인접하는 제2픽업코어(32a) 및 제3픽업코어(33a)를 관통하는 제2급전케이블(12) 및 제3급전케이블(13)에 흐르는 교류전류는 전술한 바와 같이, 그 위상이 상호 일치하고, 그 방향은 반대가 된다.

그리고, 각 픽업코어(31a,32a,33a,34a)에는 급전케이블(11,12,13,14)의 배선방향, 즉, 부하(60)의 이동방향을 따라 개방된 가이드개구부(36)가 마련된다. 이에 따라, 픽업코어(31a,32a,33a,34a)가 급전케이블(11,12,13,14)을 따라 이동할 때, 각 픽업코어(31a,32a,33a,34a)가 케이블지지바(51)에 걸리지 않고 이동할 수 있다.

한편, 픽업코일(35)들은 각 픽업코어(31a,32a,33a,34a)의 내측과 외측을 따라 권선된다. 픽업코일(35)들은 도시되지 않은 정류부와 연결되어 각 급전케이블(11,12,13,14) 주위에 형성된 자기장(MF)으로부터 유도된 유도전류를 정류부에 전달하다. 또한, 정류부에 의해 정류된 전원은 도시되지 않은 정전압제어부에 공급되고, 정전압제어부는 부하(60)에서 필요로 하는 전원을 부하(60)에 공급한다.

여기서, 픽업코일(35)은 상호 대면하여 인접한 한 쌍의 픽업코어(31a,32a,33a,34a)에 걸쳐 권선되는 것이 바람직하다. 예컨대, 도 5에 도시된 바와 같이, 픽업코일(35)이 상호 인접한 제1픽업코어(31a)와 제2픽업코어(32a), 제1픽업코어(31a)와 제3픽업코어(33a) 등에 걸쳐 권선된다. 이에 따라, 픽업코어(31a,32a,33a,34a)가 상호 접촉할 수 있게 되어 픽업부(31,32,33,34)의 설치공간을 감소시키게 된다.

한편, 제어부(40)는 각 교류전류공급원(21,22)으로부터 제1평행왕복케이블(A) 및 제2평행왕복케이블(B)로 공급되는 교류전류의 위상 및 방향을 제어하여 각 급전케이블(11,12,13,14)에 형성되는 자기장(MF)이 상호 보강간섭되게 한다. 각 급전케이블(11,12,13,14)에 흐르는 전류의 방향이 도 5에 도시된 바와 같이 형성되는 경우, 각 급전케이블(11,12,13,14)의 주위에 형성된 자기장(MF)은 상쇄되지 않는다. 여기서, 제어부(40)는 각 교류전류공급원(21,22)의 각 인버터부(21a,22a)의 스위칭소자(21b,22b)를 온/오프를 제어하여, 각 교류전류공급원(21,22)으로부터 제1평행왕복케이블(A) 및 제2평행왕복케이블(B)로 공급되는 교류전류의 위상 및 방향을 제어하는 것이 바람직하다.

예컨대, 제어부(40)는 제1인버터부(21a)와 제2인버터부(22a)의 각 스위칭소자(21b,22b)의 온/오프 타이밍 및 주기를 일치시킴으로써, 제1교류전류공급원(21)과 제2교류전류공급원(22)으로부터 출력되는 교류전류의 위상을 상호 일치시킨다.

또한, 제어부(40)는 상호 인접하게 배치되는 제1급전케이블(11)과 제3급전케이블(13), 제2급전케이블(12)과 제4급전케이블(14)에 흐르는 교류전류의 방향이 상호 반대가 되도록 제1인버터부(21a)와 제2인버터부(22a)의 스위칭소자(21b,22b) 중 온(또는 오프)되는 스위칭소자(21b,22b)를 결정하게 된다. 이에 따라, 상호 인접하는 급전케이블(11,12,13,14)에 흐르는 교류전류는 그 위상이 동일하고, 교류전류의 방향은 상호 반대가 됨으로서, 각 급전케이블(11,12,13,14)에 형성된 자기장(MF)이 상호 보강간섭하게 된다.

도 7은 상호 인접한 제1평행왕복케이블(A)을 형성하는 제1급전케이블(11)과 제2평행왕복케이블(B)을 형성하는 제3급전케이블(13)에 흐르는 교류전류의 파형을 도시한 도면이고, 제어부(40)는 도 7에 도시된 파형의 교류전류가 제1급전케이블(11) 및 제3급전케이블(13)에 흐를 수 있도록 교류전류공급원(21,22)을 제어하게 된다.

본 발명의 제2실시예에 따른 비접촉 급전시스템

도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 비접촉 급전시스템의 구성을 도시한 도면이다. 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 비접촉 급전시스템은 급전케이블(11',12',13',14')에 흐르는 교류전류의 방향이 상호 반대가 되도록 상호 직렬로 연결된 3 이상의 급전케이블(11',12',13',14')을 포함한다. 또한, 본 발명의 제2실시예에 따른 비접촉 급전시스템은 하나의 교류전류공급원(21')을 가지며, 급전케이블(11',12',13',14')들이 상호 직렬로 연결되어 교류전류공급원(21')과 폐루프를 형성한다. 이에 따라, 별도의 제어부를 구비하지 않고 급전케이블(11',12',13',14')의 배선구조를 변경함으로써, 각 급전케이블(11',12',13',14')에 형성된 자기장(MF)이 상호 보강간섭할 수 있게 된다. 여기서, 본 발명의 제1실시예에 따른 접촉 급전시스템에 적용된 각 구성요소는 본 발명의 제2실시예에 따른 비접촉 급전시스템에도 적용 가능함은 물론이며, 그 설명은 생략한다.

한편, 도 9a 내지 도 9b는 다수의 급전케이블(10,10') 및 픽업부(30,30')를 갖는 비접촉 급전시스템의 단면을 일 예로 도시하고 있다. 여기서, 본 발명에 따른 비접촉 급전시스템은 상호 인접한 급전케이블(10,10') 주위에 형성된 자기장(MF)이 상호 보강간섭되는 경우에는, 도면에 도시된 바와 같이, 다수의 급전케이블(10,10') 및 픽업부(30,30')를 상호 인접하게 설치 가능함은 물론이다. 또한, 각 급전케이블(10,10')을 지지하기 위한 케이블지지구조(51.52) 또한 다양하게 그 구조 변경이 가능하며, 이는 본 발명의 기술사상에 포함됨은 물론이다.

또한, 본 발명의 제1실시예에서는 교류전류공급원(21,22)이, 도 4에 도시된 바와 같이, 물리적으로 분리된 다른 장치에 내장되는 것으로 도시 및 설명하고 있으나, 두 파형의 교류전류를 급전케이블(11,12,13,14)에 공급 가능하면 하나의 장치에 두 개의 교류전류공급원(21,22)이 설치 가능함은 물론이다.

이와 같이, 부하(60)의 이동방향을 따라 상호 대략 평행하게 배치되는 적어도 3 이상의 급전케이블(11,12,13,14)과, 급전케이블(11,12,13,14)에 교류전류를 공급하는 복수의 교류전류공급원(21,22)과, 각 급전케이블(11,12,13,14)에 흐르는 교류전류에 의해 형성된 자기장(MF)으로부터 유도된 유도전류를 부하(60)에 공급하며 부하(60)의 이동시 각 급전케이블(11,12,13,14)을 따라 각 급전케이블(11,12,13,14)과 비접촉 상태로 이동 가능하게 마련된 픽업부(31,32,33,34)와, 각 교류전류공급원(21,22)으로부터 출력되는 교류전류의 위상이 일치되고 상호 인접하게 배치되는 급전케이블(11,12,13,14)에 흐르는 교류전류의 방향이 상호 반대가 되도록 교류전류공급원(21,22)을 제어하는 제어부(40) 를 마련함으로써, 설치공간을 감소시키고 유도되는 유도전류의 효율을 향상시킬 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 설치공간을 감소시키고 유도되는 유도전류의 효율을 향상시킨 비접촉 급전시스템이 제공된다.

Claims

부하에 유도전류를 공급하는 비접촉 급전시스템에 있어서,

상기 부하의 이동방향을 따라 상호 대략 평행하게 배치되는 적어도 3 이상의 급전케이블과;

상기 급전케이블에 교류전류를 공급하는 복수의 교류전류공급원과;

상기 각 급전케이블에 흐르는 교류전류에 의해 형성된 자기장으로부터 유도된 유도전류를 상기 부하에 공급하며, 상기 부하의 이동시 상기 각 급전케이블을 따라 상기 각 급전케이블과 비접촉 상태로 이동 가능하게 마련된 픽업부와;

상기 각 교류전류공급원으로부터 출력되는 교류전류의 위상이 일치되고, 상호 인접하게 배치되는 상기 급전케이블에 흐르는 교류전류의 방향이 상호 반대가 되도록 상기 교류전류공급원을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉 급전시스템.
제1항에 있어서,

상기 각 교류전류공급원은 상기 급전케이블에 교류전류를 공급하고 다수의 스위칭소자를 갖는 인버터부를 포함하며,

상기 제어부는 상기 각 인버터부의 상기 스위칭소자의 온/오프를 제어하여 상기 각 교류전류공급원으로부터 출력되는 교류전류의 위상 및 방향을 제어하는 것을 특징으로 하는 비접촉 급전시스템.
제2항에 있어서,

상기 급전케이블 중 적어도 어느 한 쌍은 상기 교류전류원의 양단에 직렬로 연결된 평행왕복케이블을 형성하는 것을 특징으로 하는 비접촉 급전시스템.
제3항에 있어서,

상기 각 픽업부는,

상기 각 급전케이블을 비접촉 상태로 감싸며 상호 인접하게 배치되는 대략 통 형상의 픽업코어와;

상기 픽업코어에 권선되어 상기 각 급전케이블에 형성된 자기장으로부터 유도된 유도전류를 상기 부하에 공급하는 픽업코일을 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉 급전시스템.
제4항에 있어서,

상기 각 픽업코어는 상기 부하의 이동방향에 대한 가로방향 단면이 대략 사각 형상을 가지며, 상호 대면하여 인접하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 비접촉 급전시스템.
제5항에 있어서,

상호 대면하여 접하는 상기 픽업코어를 관통하는 상기 급전케이블에 흐르는 교류전류의 방향은 상호 반대인 것을 특징으로 하는 비접촉 급전시스템.
제5항에 있어서,

상기 평행왕복케이블을 형성하는 한 쌍의 상기 급전케이블은 상호 대면하여 인접하는 상기 픽업코어를 각각 관통하는 것을 특징으로 하는 비접촉 급전시스템.
제5항에 있어서,

상기 픽업코일은 상호 대면하여 인접하는 한 쌍의 상기 픽업코어에 걸쳐 권선되는 것을 특징으로 하는 비접촉 급전시스템.
제1항에 있어서,

상기 교류전류공급원으로부터 공급되는 교류전류의 방향이 상호 반대가 되도록 상호 인접하게 직렬로 연결되는 적어도 3 이상의 급전케이블을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉 급전시스템.
부하에 유도전류를 공급하는 비접촉 급전시스템에 있어서,

상기 부하의 이동방향을 따라 상호 대략 평행하게 배치되는 적어도 3 이상의 급전케이블과;

상기 급전케이블에 교류전류를 공급하는 복수의 교류전류공급원과;

상기 각 급전케이블에 흐르는 교류전류에 의해 형성된 자기장으로부터 유도된 유도전류를 상기 부하에 공급하며, 상기 부하의 이동시 상기 각 급전케이블을 따라 비접촉 상태로 이동 가능하게 마련된 픽업부를 포함하며;

상기 급전케이블들은, 상호 인접하게 배치되는 급전케이블 간에 흐르는 교류전류의 방향이 상호 반대가 되도록, 상호 직렬로 연결되며;

상기 각 픽업부는, 상기 각 급전케이블을 비접촉 상태로 감싸며 상호 인접하게 배치되는 대략 통 형상의 픽업코어와, 상기 픽업코어에 권선되어 상기 각 급전케이블에 형성된 자기장으로부터 유도된 유도전류를 상기 부하에 공급하는 픽업코일을 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉 급전시스템.
삭제
제10항에 있어서,

상기 각 픽업코어는 상기 부하의 이동방향에 대한 가로방향 단면이 대략 사각 형상을 가지며, 상호 대면하여 인접하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 비접촉 급전시스템.
제12항에 있어서,

상호 대면하여 인접하는 상기 픽업코어를 관통하는 상기 급전케이블에 흐르는 교류전류의 방향은 상호 반대인 것을 특징으로 하는 비접촉 급전시스템.
제12항에 있어서,

상기 픽업코일은 상호 대면하여 인접하는 한 쌍의 상기 픽업코일에 걸쳐 권선되는 것을 특징으로 하는 비접촉 급전시스템.