特開 2023-22341 制御装置、及びコイルシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023022341

(43)【公開日】2023-02-15

(54)【発明の名称】制御装置、及びコイルシステム

(51)【国際特許分類】

   H02J 1/00 20060101AFI20230208BHJP

【ＦＩ】

H02J1/00 304E

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020015034

(22)【出願日】2020-01-31

(71)【出願人】

【識別番号】000000099

【氏名又は名称】株式会社ＩＨＩ

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100170818

【弁理士】

【氏名又は名称】小松 秀輝

(74)【代理人】

【識別番号】100171583

【弁理士】

【氏名又は名称】梅景 篤

(72)【発明者】

【氏名】新妻 素直

(72)【発明者】

【氏名】漆畑 栄一

【テーマコード（参考）】

5G165

【Ｆターム（参考）】

5G165BB08

5G165CA01

5G165DA02

5G165EA02

5G165GA01

5G165HA01

5G165JA04

5G165JA07

5G165LA01

5G165LA07

5G165NA03

(57)【要約】

【課題】電力効率の向上又は出力の増大が可能な制御装置、及びコイルシステムを提供すること。
【解決手段】制御装置１０は、コイル周囲の大気の状態を推定するための計測値を取得する取得部１１と、計測値に基づいて、コイルの導体間で放電を生じさせない出力電圧を算出する算出部１４と、出力電圧を出力する指令を電源に出力する出力部１５と、を備える。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

コイルに電力を供給するための電源を制御する制御装置であって、
前記コイル周囲の大気の状態を推定するための計測値を取得する取得部と、
前記計測値に基づいて、前記コイルの導体間で放電を生じさせない出力電圧を算出する算出部と、
前記出力電圧を出力する指令を前記電源に出力する出力部と、
を備える制御装置。

【請求項2】

前記出力電圧は、前記計測値から推定される前記コイル周囲の大気の状態において前記導体間で放電を生じさせる電圧よりも小さい、請求項１に記載の制御装置。

【請求項3】

異常を検出する検出部をさらに備え、
前記算出部は、前記検出部によって異常が検出された場合、前記コイルが使用される前記コイル周囲の大気の状態の範囲において前記導体間で放電を生じさせない電圧を前記出力電圧として算出する、請求項１又は請求項２に記載の制御装置。

【請求項4】

前記大気の状態は、大気圧である、請求項１～請求項３のいずれか一項に記載の制御装置。

【請求項5】

請求項１～請求項４のいずれか一項に記載の制御装置と、
前記制御装置によって制御される電源と、
前記電源から電力の供給を受けるコイルを含むコイル装置と、
を備えるコイルシステム。

【請求項6】

前記計測値を出力するセンサをさらに備える、請求項５に記載のコイルシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、制御装置、及びコイルシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

コイルの互いに隣り合う導体間で放電が生じる電圧は、気体の圧力等の大気の状態に依存して変化することが知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１６－２０７７４２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

コイルの互いに隣り合う導体間における放電を防止するために、コイルに印加される電圧が制限される。例えば、大気圧は標高等によって変動するので、大気圧が変動した場合でも導体間で放電が生じないようにするために、コイルに印加される電圧の電圧値は、大気圧の変動範囲において最も低い電圧制限値に設定されることがある。使用環境（例えば、移動体に搭載されたコイルにおいて、コイルが使用される場所の標高及び天候）の変化に伴い大気圧が変わると、電圧制限値よりも高い電圧値の電圧がコイルに印加されたとしても、導体間において放電が生じない場合がある。しかしながら、上述の電圧値の設定方法では、電圧制限値以下の電圧値が用いられるので、電力損失を低減すること、及び出力を増加することができない。

【0005】

本開示は、電力効率の向上又は出力の増大が可能な制御装置、及びコイルシステムを説明する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一側面に係る制御装置は、コイルに電力を供給するための電源を制御する装置である。この制御装置は、コイル周囲の大気の状態を推定するための計測値を取得する取得部と、計測値に基づいて、コイルの導体間で放電を生じさせない出力電圧を算出する算出部と、出力電圧を出力する指令を前記電源に出力する出力部と、を備える。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、電力効率を向上すること、又は出力を増大することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、一実施形態に係る制御装置を含むコイルシステムの概略構成を示す図である。

【図2】図２は、図１に示される電源の構成例を示す図である。

【図3】図３は、図１に示される電源の別の構成例を示す図である。

【図4】図４は、図１に示される電源のさらに別の構成例を示す図である。

【図5】図５は、図１に示される制御装置のハードウェア構成を示す図である。

【図6】図６は、図１に示される制御装置の機能構成を示す図である。

【図7】図７は、計測値と目標電圧値との関係を説明するための図である。

【図8】図８は、テーブルの設定方法の一例を示すフローチャートである。

【図9】図９は、インバータの入力電圧と出力電圧との関係を求めるための構成を示す図である。

【図10】図１０は、計測値と放電開始電圧値との組を取得するための構成を示す図である。

【図11】図１１は、図１に示される制御装置が行う出力電圧設定方法の一連の処理を示すフローチャートである。

【図12】図１２は、大気圧と出力電圧値との関係の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

［１］実施形態の概要
本開示の一側面に係る制御装置は、コイルに電力を供給するための電源を制御する装置である。この制御装置は、コイル周囲の大気の状態を推定するための計測値を取得する取得部と、計測値に基づいて、コイルの導体間で放電を生じさせない出力電圧を算出する算出部と、出力電圧を出力する指令を前記電源に出力する出力部と、を備える。

【0010】

この制御装置では、コイル周囲の大気の状態を推定するための計測値に基づいて、コイルの導体間で放電を生じさせない出力電圧が算出され、当該出力電圧を出力する指令が電源に出力される。このため、大気の状態に応じた出力電圧が電源から出力される。例えば、大気圧が高い場合には、出力電圧をある程度高くしても、コイルの導体間で放電は生じない。このように、大気の状態に応じた出力電圧を出力することにより、出力電圧が固定されている場合と比較して、出力を増大することが可能となる。あるいは、電源が一定の電力を出力する場合には、出力電流を減らすことができるので、コイルにおける損失を低減することができる。その結果、電力効率を向上させることが可能となる。

【0011】

出力電圧は、計測値から推定されるコイル周囲の大気の状態においてコイルの導体間で放電を生じさせる電圧よりも小さくてもよい。この場合、コイルの導体間で放電を生じさせる電圧よりも小さい出力電圧が電源から出力される。したがって、コイルの導体間で放電を生じさせることなく、電力効率を向上すること、及び出力を増大することの少なくともいずれかが可能となる。

【0012】

上記制御装置は、異常を検出する検出部をさらに備えてもよい。算出部は、検出部によって異常が検出された場合、コイルが使用されるコイル周囲の大気の状態の範囲においてコイルの導体間で放電を生じさせない電圧を出力電圧として算出してもよい。異常が検出された場合には、大気の状態に応じた出力電圧が正確に算出されないおそれがある。これに対し、異常が検出された場合に、コイルが使用されるコイル周囲の大気の状態の範囲にわたってコイルの導体間で放電を生じさせない電圧が出力電圧として算出される。したがって、異常が検出された場合でも、コイルの導体間で放電を生じさせないようにすることができる。

【0013】

大気の状態は、大気圧であってもよい。この場合、大気圧に応じた出力電圧が電源から出力される。この場合も、出力電圧が固定されている場合と比較して、出力を増大することが可能となる。あるいは、電源が一定の電力を出力する場合には、出力電流を減らすことができるので、コイルにおける損失を低減することができる。その結果、電力効率を向上させることが可能となる。

【0014】

本開示の別の側面に係るコイルシステムは、上記制御装置と、制御装置によって制御される電源と、電源から電力の供給を受けるコイルを含むコイル装置と、を備える。

【0015】

このコイルシステムは、上述の制御装置を含む。このため、コイルシステムでは、電力効率を向上すること、又は出力を増大することが可能となる。

【0016】

上記コイルシステムは、計測値を出力するセンサをさらに備えてもよい。この場合、センサによって出力された計測値に基づいて、コイルの導体間で放電を生じさせない出力電圧が算出される。

【0017】

［２］実施形態の例示
以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一符号が付され、重複する説明は省略される。

【0018】

図１は、一実施形態に係る制御装置を含むコイルシステムの概略構成を示す図である。図２は、図１に示される電源の構成例を示す図である。図３は、図１に示される電源の別の構成例を示す図である。図４は、図１に示される電源のさらに別の構成例を示す図である。図５は、図１に示される制御装置のハードウェア構成を示す図である。図６は、図１に示される制御装置の機能構成を示す図である。図７は、計測値と目標電圧値との関係を説明するための図である。図１に示されるコイルシステム１は、大気の状態に応じた駆動電圧でコイルを駆動するシステムである。コイルシステム１は、電源２と、インバータ３と、コイル装置４と、センサ５と、制御装置１０と、を備えている。

【0019】

電源２は、コイル装置４のコイルに電力を供給するための装置である。電源２は、制御装置１０によって制御される。具体的には、電源２は、制御装置１０から出力指令Ｃを受信し、出力指令Ｃに基づいて出力電圧の出力電圧値Ｖｄｃを変更する可変電圧の電源である。出力指令Ｃは、電源２に出力電圧値Ｖｄｃの出力電圧を出力させるための指令である。本実施形態では、電源２は、直流出力電源であり、直流の電力Ｐｄｃをインバータ３に出力する。

【0020】

電源２は、例えば、ＰＦＣ（Power Factor Correction）回路を備えていてもよい。ＰＦＣ回路としては、昇圧型、降圧型、又は昇降圧型のＰＦＣ回路が用いられ得る。電源２は、例えば、商用電源から交流電力を受け、交流電力を電力Ｐｄｃに変換するとともに、ＰＦＣ回路によって出力電圧値Ｖｄｃを変更する。

【0021】

電源２は、例えば、トランス、及び整流器を備えていてもよい。この場合、トランスは、巻き数が互いに異なる複数のタップと、複数のタップのうち接続するタップを切り替える回路開閉器と、を含む。回路開閉器の例としては、コンタクタ及び電子スイッチが挙げられる。電源２は、例えば、商用電源から交流電流を受け、トランスで変圧し、整流器で整流することによって、電力Ｐｄｃを生成する。トランスの回路開閉器によって、タップを切り替えることにより、出力電圧値Ｖｄｃが変更される。

【0022】

電源２は、例えば、電池と、ＤＣ（Direct Current）－ＤＣコンバータと、を備えていてもよい。電池は、１個の電池セルから構成されてもよく、直列接続された複数個の電池セルから構成されてもよい。この場合、ＤＣ－ＤＣコンバータの制御によって、出力電圧値Ｖｄｃが変更される。

【0023】

図２～図４に示される構成例では、電源２は、複数の電池セル２１と、複数の回路開閉器と、を備えている。電池セル２１は、一次電池でもよく、二次電池でもよい。電池セル２１としては、鉛蓄電池、リチウムイオン電池、及び太陽電池等の種々の電池が用いられ得る。複数の電池セル２１には、複数種類の電池が混在してもよい。回路開閉器の例としては、コンタクタ及び電子スイッチが挙げられる。これらの構成例では、回路開閉器によって電池セル２１の直列数を切り替えることによって、出力電圧値Ｖｄｃが変更される。

【0024】

図２に示される電源２の構成例では、複数（ここでは６個）の電池セル２１が直列に接続されており、１段目の電池セル２１の正極端子が回路開閉器ＳＷ１を介して電源２の端子２ａに接続され、６段目（最終段）の電池セル２１の負極端子が電源２の端子２ｂに接続されている。１段目の電池セル２１の負極端子と２段目の電池セル２１の正極端子との接続点は、回路開閉器ＳＷ２を介して端子２ａに接続されている。２段目の電池セル２１の負極端子と３段目の電池セル２１の正極端子との接続点は、回路開閉器ＳＷ３を介して端子２ａに接続されている。３段目の電池セル２１の負極端子と４段目の電池セル２１の正極端子との接続点は、回路開閉器ＳＷ４を介して端子２ａに接続されている。

【0025】

この構成例では、回路開閉器ＳＷ１が閉状態に設定され、回路開閉器ＳＷ２～ＳＷ４が開状態に設定された場合、端子２ａと端子２ｂとの間の電圧の出力電圧値Ｖｄｃは、直列に接続された６個の電池セル２１の電圧値Ｖｓとなる。回路開閉器ＳＷ２が閉状態に設定され、回路開閉器ＳＷ１，ＳＷ３，ＳＷ４が開状態に設定された場合、出力電圧値Ｖｄｃは、直列に接続された５個の電池セル２１の電圧値（５Ｖｓ／６）となる。同様に、回路開閉器ＳＷ３が閉状態に設定され、回路開閉器ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ４が開状態に設定された場合、出力電圧値Ｖｄｃは、直列に接続された４個の電池セル２１の電圧値（２Ｖｓ／３）となる。回路開閉器ＳＷ４が閉状態に設定され、回路開閉器ＳＷ１～ＳＷ３が開状態に設定された場合、出力電圧値Ｖｄｃは、直列に接続された３個の電池セル２１の電圧値（Ｖｓ／２）となる。このように、直列に接続されている電池セル２１の数を回路開閉器ＳＷ１～ＳＷ４で切り替えることにより、電源２の出力電圧値Ｖｄｃが切り替えられる。

【0026】

図３に示される電源２の構成例は、回路開閉器ＳＷ５，ＳＷ６をさらに備える点において図２の構成例と相違する。回路開閉器ＳＷ５は、３段目の電池セル２１の負極端子と４段目の電池セル２１の正極端子との間に設けられている。回路開閉器ＳＷ６は、３段目の電池セル２１の負極端子と端子２ｂとの間に設けられている。この構成例では、直列に接続されている電池セル２１の数が、１～６個の間で切り替えられる。また、回路開閉器ＳＷ１，ＳＷ４，ＳＷ６が閉状態に設定され、回路開閉器ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ５が開状態に設定された場合、１～３段目の電池セル２１が直列に接続された直列回路と、４～６段目の電池セル２１が直列に接続された直列回路とが、並列に接続される。この場合も、出力電圧値Ｖｄｃは、Ｖｓ／２の電圧値となる。

【0027】

図４に示される電源２の構成例は、６個の電池セル２１が直列に接続された直列回路と、５個の電池セル２１が直列に接続された直列回路と、４個の電池セル２１が直列に接続された直列回路と、を備えている。６個の電池セル２１が直列に接続された直列回路では、１段目の電池セル２１の正極端子が回路開閉器ＳＷ１を介して端子２ａに接続され、６段目の電池セル２１の負極端子が端子２ｂに接続されている。５個の電池セル２１が直列に接続された直列回路では、１段目の電池セル２１の正極端子が回路開閉器ＳＷ２を介して端子２ａに接続され、５段目の電池セル２１の負極端子が端子２ｂに接続されている。４個の電池セル２１が直列に接続された直列回路では、１段目の電池セル２１の正極端子が回路開閉器ＳＷ３を介して端子２ａに接続され、４段目の電池セル２１の負極端子が端子２ｂに接続されている。このように、互いに電池セル２１の直列数が異なる複数の直列回路が、回路開閉器ＳＷ１～ＳＷ３で切り替えられることにより、直列に接続されている電池セル２１の数が切り替えられる。これにより、電源２の出力電圧値Ｖｄｃが切り替えられる。

【0028】

インバータ３は、電源２から供給される電力Ｐｄｃを交流の電力Ｐａｃに変換する装置である。インバータ３は、電力Ｐａｃをコイル装置４に供給する。インバータ３は、電力Ｐｄｃをスイッチングすることによって電力Ｐａｃを生成する。インバータ３は、例えば、スイッチングを行うための半導体素子を含む。このような半導体素子の例としては、ＭＯＳ ＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect-Transistor）及びＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）が挙げられる。

【0029】

コイル装置４の運転状態に応じて、インバータ３におけるスイッチングのデューティ及び半導体素子の導通時間の長さが変更される。コイル装置４が非接触給電用のコイル装置である場合、コイル装置４の運転状態は、給電の有無、及び給電電力を含む。コイル装置４がモータである場合、コイル装置４の運転状態は、モータの回転数、及びトルクを含む。なお、スイッチングにより正負の極性が変わるものの、スイッチングによりインバータ３の入力と出力とが導通するので、インバータ３の入力電圧がインバータ３の出力電圧に表れる。このため、電源２の出力電圧値Ｖｄｃが高ければ、インバータ３の出力電圧の電圧値（の絶対値）、つまりコイル装置４の駆動電圧の電圧値（の絶対値）は高く、電源２の出力電圧値Ｖｄｃが低ければ、インバータ３の出力電圧の電圧値（の絶対値）、つまりコイル装置４の駆動電圧の電圧値（の絶対値）は低い。

【0030】

コイル装置４は、電源２から電力の供給を受けるコイルを含む。具体的には、コイルは、インバータ３から電力Ｐａｃを受ける。コイル装置４は、コイルに電気的に接続された受動的な電気回路をさらに含んでいてもよい。コイル装置４の例としては、非接触給電用のコイル装置、及びモータが挙げられる。

【0031】

コイル装置４が非接触給電用のコイル装置である場合、コイル装置４は、コイルに加えて、受動的な電気回路である接地のための回路、及び整合回路を含んでいてもよい。整合回路は、インダクタ、キャパシタ、又はインダクタ及びキャパシタの組み合わせで構成され得る。コイル装置４がモータである場合、コイル装置４は、コイルに加えて、受動的な電気回路である接地のための回路、及びフィルタ回路を含んでいてもよい。フィルタ回路は、例えば、ＥＭＣ（Electro Magnetic Compatibility）対策のために設けられ、インダクタ、キャパシタ、又はインダクタ及びキャパシタの組み合わせで構成され得る。

【0032】

センサ５は、コイル装置４に含まれるコイル周囲の大気の状態を推定するための計測値Ｍを出力する。コイル周囲の大気とは、コイルが晒される大気である。大気の状態の例としては、大気圧及び湿度が挙げられる。大気の状態を推定するための計測値は、大気の状態を直接計測した値でもよく、大気の状態を推定可能な値でもよい。例えば、大気圧は、標高（高度）によって変化するので、計測値として標高が用いられてもよい。センサ５の例としては、圧力センサ、湿度センサ、及び高度センサが挙げられる。高度センサの例としては、ＧＰＳ（Global Positioning System）を用いるセンサが挙げられる。センサ５は、計測値Ｍを制御装置１０に出力する。センサ５は、コイル装置４（コイル）に隣接するように設けられてもよい。コイル装置４が大気の流通が良い場所に配置されている場合には、大気の状態が同一と見なせる範囲であれば、センサ５は、コイル装置４から離れていてもよい。例えば、コイル装置４が駐車場の床面に設置され、センサ５が駐車場内のポールに取りつけられていてもよい。

【0033】

制御装置１０は、電源２を制御する装置である。制御装置１０は、センサ５から受信した計測値Ｍに応じた出力電圧値Ｖｄｃを算出し、出力電圧値Ｖｄｃの出力電圧を出力させるための出力指令Ｃを電源２に送信する。

【0034】

図５に示されるように、制御装置１０は、物理的には、１又は複数のプロセッサ１０１、主記憶装置１０２、補助記憶装置１０３、入力装置１０４、出力装置１０５、及び通信装置１０６等のハードウェアを備えるコンピュータとして構成され得る。プロセッサ１０１の例としては、ＣＰＵ（Central Processing Unit）が挙げられる。主記憶装置１０２は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）で構成される。補助記憶装置１０３は、例えば、ハードディスク装置又はフラッシュメモリで構成され、一般に不揮発性で主記憶装置１０２よりも大量のデータを記憶可能な容量を有する。入力装置１０４は、例えば、キーボード、マウス、タッチパネル、及び操作ボタンで構成される。出力装置１０５は、例えば、ディスプレイ、及びスピーカで構成される。通信装置１０６は、例えば、ネットワークインタフェースカード（ＮＩＣ）又は無線通信モジュールで構成される。

【0035】

制御装置１０の図６に示される各機能は、主記憶装置１０２等のハードウェアに１又は複数の所定のコンピュータプログラムを読み込ませることにより、１又は複数のプロセッサ１０１の制御のもとで各ハードウェアを動作させるとともに、主記憶装置１０２及び補助記憶装置１０３におけるデータの読み出し及び書き込みを行うことで実現される。

【0036】

図６に示されるように、制御装置１０は、機能的には、取得部１１と、検出部１２と、記憶部１３と、算出部１４と、出力部１５と、を備えている。

【0037】

取得部１１は、計測値Ｍを取得する。具体的には、取得部１１は、センサ５から計測値Ｍを取得し、計測値Ｍを算出部１４に出力する。例えば、センサ５がアナログ出力のセンサである場合、取得部１１はＡ／Ｄ（Analog to Digital）変換回路である。センサ５がＧＰＳ受信機である場合、取得部１１はＧＰＳ受信機との通信インタフェースである。取得部１１は、センサ５から取得した計測値Ｍを算出部１４が処理可能なデジタルデータに変換し、当該デジタルデータを算出部１４に出力する。

【0038】

検出部１２は、異常を検出する。検出部１２は、例えば、センサ５の異常及び制御装置１０の異常を検出する。検出部１２は、異常を検出した場合、異常を示す異常情報を算出部１４に出力する。例えば、センサ５がＧＰＳ受信機であれば、検出部１２は、センサ５と取得部１１とが一定時間以上通信できない場合、センサ５の異常と判断してもよい。センサ５として複数のセンサが用いられる構成では、検出部１２は、複数のセンサの測定値の差が、測定誤差の範囲を超えている場合、センサ５の異常と判断してもよい。例えば、ウォッチドッグタイマーが設けられており、プロセッサ１０１が一定周期ごとにウォッチドッグタイマーをリセットする構成において、検出部１２は、ウォッチドッグタイマーがリセットされなくなった場合、制御装置１０の異常と判断してもよい。

【0039】

記憶部１３は、計測値Ｍと目標電圧値Ｖｔとの関係を規定するテーブル１３ａを格納している。目標電圧値Ｖｔは、電源２から出力されるべき出力電圧値Ｖｄｃの値であり、電圧値Ｖｄｉｓよりも小さい。電圧値Ｖｄｉｓは、計測値Ｍから推定されるコイル周囲の大気の状態においてコイルの導体間で放電を生じさせる出力電圧の電圧値である。テーブル１３ａには、様々な計測値Ｍとそれに対応する目標電圧値Ｖｔとの組が設定されている。テーブル１３ａの設定方法は後述する。

【0040】

算出部１４は、計測値Ｍに基づいて、コイルの導体間で放電を生じさせない出力電圧（出力電圧値Ｖｄｃ）を算出する。算出部１４は、取得部１１から計測値Ｍを受け取ると、記憶部１３に格納されているテーブル１３ａを参照し、計測値Ｍに対応する目標電圧値Ｖｔを取得する。なお、取得部１１が取得した計測値Ｍと対応する計測値がテーブル１３ａに存在しない場合、算出部１４は、計測値Ｍよりも小さい計測値のうち計測値Ｍに最も近い計測値に対応する目標電圧値と、計測値Ｍよりも大きい計測値のうち計測値Ｍに最も近い計測値に対応する目標電圧値とのうち、小さい方の値を目標電圧値Ｖｔとする。最も近い２つの計測値に対応する目標電圧値のうち小さい方の値を用いることにより、コイルの導体間で放電を生じさせない出力電圧となる。

【0041】

図７を参照して具体的に説明すると、計測値Ｍが計測値Ｍ_０以上で計測値Ｍ_１よりも小さい場合、目標電圧値Ｖｔ＿０と目標電圧値Ｖｔ＿１とのうち、小さい方の目標電圧値Ｖｔ＿１が目標電圧値Ｖｔとして用いられる。同様に、計測値Ｍが計測値Ｍ_１以上で計測値Ｍ_２よりも小さい場合、目標電圧値Ｖｔ＿１と目標電圧値Ｖｔ＿２とのうち、小さい方の目標電圧値Ｖｔ＿１が目標電圧値Ｖｔとして用いられる。計測値Ｍが計測値Ｍ_２以上で計測値Ｍ_３よりも小さい場合、目標電圧値Ｖｔ＿２と目標電圧値Ｖｔ＿３とのうち、小さい方の目標電圧値Ｖｔ＿２が目標電圧値Ｖｔとして用いられる。計測値Ｍが計測値Ｍ_Ｎ－2以上で計測値Ｍ_Ｎ-1よりも小さい場合、目標電圧値Ｖｔ＿（Ｎ－２）と目標電圧値Ｖｔ＿（Ｎ－１）とのうち、小さい方の目標電圧値Ｖｔ＿（Ｎ－２）が目標電圧値Ｖｔとして用いられる。計測値Ｍが計測値Ｍ_Ｎ－１以上で計測値Ｍ_Ｎ以下である場合、目標電圧値Ｖｔ＿（Ｎ－１）と目標電圧値Ｖｔ＿Ｎとのうち、小さい方の目標電圧値Ｖｔ＿（Ｎ－１）が目標電圧値Ｖｔとして用いられる。計測値Ｍが他の範囲に含まれる場合も同様である。

【0042】

上述のように、電源２が出力電力値を連続的に変更可能な場合、算出部１４は、目標電圧値Ｖｔを出力電圧値Ｖｄｃとして算出する。電源２が出力電力値を離散的に変更可能な場合、算出部１４は、電源２が出力可能な出力電圧値のうち、目標電圧値Ｖｔ以下で最大の出力電圧値を出力電圧値Ｖｄｃとして算出する。つまり、出力電圧値Ｖｄｃは、電圧値Ｖｄｉｓよりも小さい。

【0043】

算出部１４は、検出部１２によって異常が検出された場合、電圧値Ｖｌｉｍ１（図１２参照）を出力電圧値Ｖｄｃとして算出する。電圧値Ｖｌｉｍ１は、コイル装置４の使用範囲全体にわたってコイルの導体間で放電を生じさせない出力電圧の電圧値である。使用範囲は、コイルが使用される可能性があるコイル周囲の大気の状態の範囲である。電圧値Ｖｌｉｍ１は、予め決定され、記憶部１３に格納されている。算出部１４は、出力電圧値Ｖｄｃを出力部１５に出力する。

【0044】

出力部１５は、出力指令Ｃを電源２に出力（送信）する。出力部１５は、算出部１４から出力電圧値Ｖｄｃを受け取ると、電源２に出力電圧値Ｖｄｃの出力電圧を出力させるための出力指令Ｃを生成し、出力指令Ｃを電源２に出力する。

【0045】

次に、テーブル１３ａの設定方法について詳細に説明する。図８は、テーブルの設定方法の一例を示すフローチャートである。図９は、インバータの入力電圧と出力電圧との関係を求めるための構成を示す図である。図１０は、計測値と放電開始電圧値との組を取得するための構成を示す図である。以下の手順は、コイル装置４の運用が開始される前に行われる。コイル装置４の運用期間中に以下の手順が行われることによって、テーブル１３ａが再設定されてもよい。

【0046】

図８に示されるように、まず、インバータ３の入力電圧と出力電圧との関係が求められる（ステップＳ１）。ステップＳ１では、図９に示されるように、電源２がインバータ３を介してコイル装置４に接続される。コイル装置４の駆動電圧を計測するために電圧計測器５１がコイル装置４の入力間（つまり、インバータ３の出力間）に接続される。そして、電源２の出力電圧値（つまり、インバータ３の入力電圧値）が電圧値Ｖｔｅｓｔとなるように、電源２に出力指令Ｃが送信される。電圧値Ｖｔｅｓｔは、コイル装置４のコイルの導体間において放電を生じさせない電圧値である。電圧値Ｖｔｅｓｔは、インバータ３の構成及び動作、並びにコイル装置４のコイルの形状及び寸法等から推定される。例えば、電圧値Ｖｔｅｓｔは、電源２が出力可能な最も低い電圧値に設定される。

【0047】

このとき、インバータ３のデューティ比は、一定値に固定される。インバータ３が複数のデューティ比で動作し得る場合には、同じインバータ３の入力電圧に対してインバータ３の出力電圧が最も高くなるデューティ比が用いられる。つまり、インバータ３のレッグの上アーム及び下アームのいずれかが導通している時間が最も長いデューティ比が用いられる。この状態で、電圧計測器５１は、電圧値Ｖｒｍｓ１を計測する。電圧計測器５１によって計測される電圧値は、例えば実効値である。

【0048】

インバータ３のデューティ比が一定であれば、インバータ３の入力電圧（出力電圧値Ｖｄｃ）とインバータ３の出力電圧（電圧値Ｖａｃ）とは比例するので、関係式（１）が得られる。

【数1】

【0049】

続いて、計測値Ｍ_ｉと放電開始電圧値Ｖｒｍｓ２＿ｉとが計測され、記録される（ステップＳ２）。なお、変数ｉは、１以上Ｎ（Ｎは１以上の整数）以下の整数である。ステップＳ２では、図１０に示されるように、コイル装置４及びセンサ５がチャンバー５２に収容される。本実施形態では、計測値Ｍとして圧力値が用いられている。チャンバー５２は、吸気及び排気を行うためのポンプ等によって、チャンバー５２内の圧力を変更することが可能に構成されている。チャンバー５２は、コイル装置４の使用範囲よりも広い範囲でチャンバー５２内の圧力を変更することが可能である。コイル装置４の使用範囲は、コイル装置４が使用される最低の大気圧から最高の大気圧までの範囲である。

【0050】

さらに、部分放電試験器５３がコイル装置４に接続され、記録器５４がセンサ５及び部分放電試験器５３に接続される。部分放電試験器５３は、電圧を印加することによって放電を開始する電圧値（放電開始電圧値）を計測する装置である。部分放電試験器５３は、インバータ３と同じ周波数の交流電力を出力する。記録器５４は、センサ５によって計測された計測値Ｍ_ｉ（ここでは、圧力値）及び部分放電試験器５３によって計測された放電開始電圧値Ｖｒｍｓ２＿ｉを記録するレコーダである。記録器５４に代えて人間が計測値Ｍ_ｉ及び放電開始電圧値Ｖｒｍｓ２＿ｉを手書きで記録してもよい。部分放電試験器５３によって計測される放電開始電圧値は、例えば実効値である。必要に応じ、センサ５によって計測された計測値Ｍ_ｉをレコーダ及び人間が記録できるように、部分放電試験器５３は構成されてもよい。例えば、センサ５とレコーダとの間にＡ／Ｄ変換器が設けられ、Ａ／Ｄ変換器が計測値をデジタル信号に変換してレコーダに出力してもよい。また、計測値を表示する表示器が設けられることによって、人間が計測値を読めるようにしてもよい。

【0051】

そして、計測値Ｍ_ｉと放電開始電圧値Ｖｒｍｓ２＿ｉとが計測される。なお、変数ｉの初期値は、１に設定されている。ここでは、計測値Ｍ_ｉとして圧力値が用いられる。具体的には、ポンプを動作させることによって、チャンバー５２内の圧力が圧力値Ｐ_ｉに設定され、センサ５は圧力値Ｐ_ｉを計測し、圧力値Ｐ_ｉを計測値Ｍ_ｉとして記録器５４に送信する。続いて、部分放電試験器５３は、放電開始電圧値Ｖｒｍｓ２＿ｉを計測し、放電開始電圧値Ｖｒｍｓ２＿ｉを記録器５４に送信する。そして、記録器５４は、センサ５によって計測された圧力値Ｐ_ｉ（計測値Ｍ_ｉ）と部分放電試験器５３によって計測された放電開始電圧値Ｖｒｍｓ２＿ｉとを対応付けて記録する。変数ｉが１からＮまで１ずつ増加され、計測値Ｍ_ｉ及び放電開始電圧値Ｖｒｍｓ２＿ｉの計測及び記録が順に行われる。

【0052】

なお、圧力値Ｐ_ｉ（ｉ＝１～Ｎ）には、コイル装置４が使用される環境（使用環境）において想定される最低の大気圧と最高の大気圧とが含まれる。例えば、変数ｉが増加するにつれ、圧力値Ｐ_ｉが大きくなるとすると、圧力値Ｐ_１は、使用環境において想定される最低の大気圧以下であり、圧力値Ｐ_Ｎは、コイル装置４の使用環境において想定される最高の大気圧以上である。圧力値Ｐ_ｉ（ｉ＝１～Ｎ）は、例えば、コイル装置４の使用環境において想定される最低の大気圧と最高の大気圧との間を（Ｎ－１）で均等に分割することによって設定されてもよい。

【0053】

続いて、放電開始電圧値Ｖｒｍｓ２＿ｉがインバータ３の入力電圧における電圧値Ｖｄｉｓ＿ｉに変換される（ステップＳ３）。放電開始電圧値Ｖｒｍｓ２＿ｉは、コイル装置４に印加される交流電圧（インバータ３の出力電圧）の電圧値であり、インバータ３の入力電圧と出力電圧との間には関係式（１）が成立する。したがって、関係式（１）において、電圧値Ｖａｃに放電開始電圧値Ｖｒｍｓ２＿ｉを代入し、出力電圧値Ｖｄｃに電圧値Ｖｄｉｓ＿ｉを代入することにより得られる以下の式（２）によって、放電開始電圧値Ｖｒｍｓ２＿ｉは電圧値Ｖｄｉｓ＿ｉに変換される。

【数2】

【0054】

続いて、電源２が出力すべき目標電圧値Ｖｔ＿ｉが算出される（ステップＳ４）。目標電圧値Ｖｔ＿ｉは、電圧値Ｖｄｉｓ＿ｉに倍率αを乗算することによって、算出される。倍率αは、０以上１未満の値である。つまり、出力電圧の電圧値が電圧値Ｖｄｉｓ＿ｉの場合に、コイル装置４において放電が開始するので、目標電圧値Ｖｔ＿ｉは、電圧値Ｖｄｉｓ＿ｉよりも小さい値に設定される必要がある。計測誤差及びコイル装置４の製造ばらつきを考慮して、出力電圧値Ｖｄｃが目標電圧値Ｖｔ＿ｉに設定されたときに、コイル装置４において放電が生じる可能性を十分低くできるように、倍率αは設定される。倍率αは、変数ｉの値によらずに一定であってもよく、変数ｉの値ごとに変更されてもよい。例えば、一定のマージンを確保するために、目標電圧値Ｖｔ＿ｉが小さいほど、倍率αは小さく設定されてもよい。

【0055】

なお、電圧値Ｖｄｉｓ＿ｉに倍率αを乗じることに代えて、電圧値Ｖｄｉｓ＿ｉから値βを減算することによって、目標電圧値Ｖｔ＿ｉが算出されてもよい。値βは、電圧値Ｖｄｉｓ＿ｉよりも小さい正の数である。

【0056】

そして、計測値Ｍ_ｉと目標電圧値Ｖｔ＿ｉとのＮ個の組が、記憶部１３に格納されているテーブル１３ａに設定される（ステップＳ５）。以上により、テーブル１３ａが設定される。

【0057】

複数のコイル装置４が互いに同一に設計されている場合、１つのコイル装置４に対して上記手順が実施されてテーブル１３ａが設定され、他のコイル装置４には同じテーブル１３ａが設定されてもよい。もちろん、各コイル装置４に対して上記手順が実施され、複数のコイル装置４に対してそれぞれ別のテーブル１３ａが設定されてもよい。

【0058】

出力電圧値Ｖｄｃが目標電圧値Ｖｔ＿ｉに設定されたとき、式（１）から、コイル装置４の駆動電圧（すなわち、インバータ３の出力電圧）は、式（３）で示される。

【数3】

【0059】

目標電圧値Ｖｔ＿ｉは、式（４）に示されるように、電圧値Ｖｄｉｓ＿ｉに倍率αを乗じることによって得られる。

【数4】

【0060】

式（４）を式（３）に代入することによって、コイル装置４の駆動電圧は、式（５）によって表される。

【数5】

【0061】

さらに、式（５）に式（２）を代入することによって、コイル装置４の駆動電圧は、式（６）によって表される。

【数6】

【0062】

放電開始電圧値Ｖｒｍｓ２＿ｉは、コイル装置４が圧力値Ｐ_ｉの大気圧において使用されたときに放電を開始する駆動電圧であり、αは１未満の値である。したがって、式（６）に示されるコイル装置４の駆動電圧（電圧値Ｖａｃ）は放電開始電圧値Ｖｒｍｓ２＿ｉより小さい値、すなわち放電を生じない駆動電圧である。つまり、コイル装置４が圧力値Ｐ_ｉの大気圧において使用されるとき、出力電圧値Ｖｄｃが目標電圧値Ｖｔ＿ｉに設定されれば、コイル装置４の駆動電圧は、式（６）で表され、放電開始電圧値Ｖｒｍｓ２＿ｉより小さい値なので放電を生じない。

【0063】

次に、制御装置１０が行う出力電圧設定方法について説明する。図１１は、図１に示される制御装置が行う出力電圧設定方法の一連の処理を示すフローチャートである。図１１に示される一連の処理は、所定時間毎に開始される。所定時間は、放電開始電圧値に影響を及ぼす程度に大気の状態が変化する時間よりも十分短い時間に設定される。例えば、コイル装置４がモータで、コイル装置４が車両に搭載されており、車両が山を登ったり下ったりする場合には、所定時間は短く設定されてもよい。コイルシステム１が非接触給電装置である場合、コイルシステム１の設置場所は基本的には変わらないので、所定時間は長く設定されてもよい。所定時間は、例えば、３０分又は１時間程度に設定される。

【0064】

まず、取得部１１がセンサ５から計測値Ｍを取得する（ステップＳ１１）。そして、取得部１１は、計測値Ｍを算出部１４に出力する。

【0065】

続いて、算出部１４は、取得部１１から計測値Ｍを受け取ると、検出部１２がセンサ５又は制御装置１０の異常を検出しているか否かを判定する（ステップＳ１２）。算出部１４は、例えば、検出部１２から異常情報を受け取った場合、センサ５又は制御装置１０に異常が発生したことを検出する。ステップＳ１２において、算出部１４は、検出部１２が異常を検出していないと判定した場合（ステップＳ１２；ＮＯ）、計測値Ｍに応じて出力電圧値Ｖｄｃを算出する（ステップＳ１３）。具体的には、算出部１４は、記憶部１３に格納されているテーブル１３ａを参照し、計測値Ｍに対応する目標電圧値Ｖｔを取得する。そして、電源２が出力電力値を連続的に変更可能な場合、算出部１４は、目標電圧値Ｖｔを出力電圧値Ｖｄｃとして算出する。電源２が出力電力値を離散的に変更可能な場合、算出部１４は、電源２が出力可能な出力電圧値のうち、目標電圧値Ｖｔ以下で最大の出力電圧値を出力電圧値Ｖｄｃとして算出する。そして、算出部１４は、出力電圧値Ｖｄｃを出力部１５に出力する。

【0066】

一方、ステップＳ１２において、算出部１４は、検出部１２が異常を検出していると判定した場合（ステップＳ１２；ＹＥＳ）、予め定められている電圧値Ｖｌｉｍ１を出力電圧値Ｖｄｃとして算出する（ステップＳ１４）。そして、算出部１４は、出力電圧値Ｖｄｃを出力部１５に出力する。

【0067】

続いて、出力部１５は、算出部１４から出力電圧値Ｖｄｃを受け取ると、電源２に出力電圧値Ｖｄｃの出力電圧を出力させるための出力指令Ｃを生成し、出力指令Ｃを電源２に出力する（ステップＳ１５）。以上により、制御装置１０が行う出力電圧設定方法の一連の処理が終了する。

【0068】

そして、電源２は、制御装置１０から出力指令Ｃを受け取ると、出力指令Ｃによって指定された出力電圧値Ｖｄｃを有する出力電圧を出力する。インバータ３は、電源２から出力された出力電圧を駆動電圧に変換し、コイル装置４に駆動電圧を供給する。このようにして得られた駆動電圧の電圧値は、コイル装置４のコイル周囲の大気の状態において、コイル装置４のコイル導体間で放電が生じない電圧値である。したがって、コイルの隣り合う導体間で放電が生じないように、コイル装置４が駆動される。

【0069】

次に、図１２を参照して、コイルシステム１及び制御装置１０の作用効果を説明する。図１２は、大気圧と出力電圧値との関係の一例を示す図である。例えば、大気圧は標高及び天候によって変動する。具体的には、高度が高くなるにつれて大気圧は低くなる。また、低気圧が接近すれば大気圧は低くなり、高気圧が接近すれば大気圧は高くなる。比較例では、コイル装置４が使用される場所の標高及び天候が変化したとしても、コイルの導体間で放電が生じないように、コイルに印加される電圧には制限値が設定されている。したがって、比較例では、図１２中に太破線で示されるように、大気圧によらずに、出力電圧は一定の電圧値Ｖｌｉｍ１に制限される。

【0070】

しかしながら、標高及び天候が変わることによって、電圧値Ｖｌｉｍ１よりも高い電圧値Ｖｌｉｍ２までの出力電圧が電源２から出力されたとしても、コイルの導体間で放電が生じない場合がある（図１２の区間２）。同様に、電圧値Ｖｌｉｍ２よりも高い電圧値Ｖｌｉｍ３までの出力電圧が電源２から出力されたとしても、コイルの導体間で放電が生じない場合がある（図１２の区間３）。コイルシステム１及び制御装置１０では、大気圧に応じて、出力電圧が変更される。例えば、区間２では、電圧値Ｖｌｉｍ１よりも大きく、電圧値Ｖｌｉｍ２以下の電圧値を有する出力電圧が出力される。区間３では、電圧値Ｖｌｉｍ１よりも大きく、電圧値Ｖｌｉｍ３以下の電圧値を有する出力電圧が出力される。つまり、出力電圧値Ｖｄｃは、大気圧の変化に応じて電圧値Ｖｌｉｍ１よりも高く設定される。

【0071】

このため、電源２が一定の電力Ｐｄｃを供給する場合には、出力電流値を下げることができるので、コイルにおける電力損失を低減することが可能となる。電源２が一定の出力電流を出力する場合には、電源２から出力される電力Ｐｄｃを増大することができる。コイル装置４の使用範囲が広いほど、上記効果は顕著に現れる。

【0072】

以上説明したように、コイルシステム１及び制御装置１０では、コイル周囲の大気の状態を推定するための計測値Ｍに基づいて、コイル装置４のコイルの導体間で放電を生じさせない出力電圧値Ｖｄｃが算出され、当該出力電圧値Ｖｄｃの出力電圧を出力する出力指令Ｃが電源２に出力される。このため、大気の状態に応じた出力電圧値Ｖｄｃの出力電圧が電源２から出力される。例えば、大気圧が高い場合には、出力電圧値Ｖｄｃをある程度高くしても、コイルの導体間で放電は生じない。このように、大気の状態に応じた出力電圧値Ｖｄｃの出力電圧を出力することにより、出力電圧値Ｖｄｃが固定されている場合と比較して、電力Ｐｄｃを増大することが可能となる。あるいは、電源２が一定の電力Ｐｄｃを出力する場合には、出力電流を減らすことができるので、コイルにおける損失を低減することができる。その結果、電力効率を向上させることが可能となる。

【0073】

出力電圧値Ｖｄｃは、電圧値Ｖｄｉｓよりも小さい。したがって、コイルの導体間で放電を生じさせることなく、電力効率を向上すること、又は出力を増大することが可能となる。言い換えると、大気の状態が変化しても、コイルの隣り合う導体間で放電が生じず、かつ、不必要に出力電圧値Ｖｄｃが下げられない。したがって、電力効率を向上させること、及び出力を増大することの少なくともいずれかが可能となる。

【0074】

センサ５又は制御装置１０に異常が検出された場合には、大気の状態に応じた出力電圧値Ｖｄｃが正確に算出されないおそれがある。これに対し、異常が検出された場合に、コイルが使用されるコイル周囲の大気の状態の範囲にわたって導体間で放電を生じさせない電圧値Ｖｌｉｍ１が出力電圧値Ｖｄｃとして算出される。したがって、異常が検出された場合でも、コイルの導体間で放電を生じさせないようにすることができる。

【0075】

上記実施形態では、大気の状態として、大気圧が用いられる。この場合、コイル装置４の周囲の大気圧に応じた出力電圧値Ｖｄｃの出力電圧が電源２から出力される。したがって、出力電圧値Ｖｄｃが固定されている場合と比較して、電力Ｐｄｃを増大することが可能となる。あるいは、電源２が一定の電力Ｐｄｃを出力する場合には、出力電流を減らすことができるので、コイルにおける損失を低減することができる。その結果、電力効率を向上させることが可能となる。出力電圧値Ｖｄｃは、コイル装置４のコイルの周囲の大気圧においてコイルの隣り合う導体間で放電が生じる電圧値Ｖｄｉｓより低いので、コイル装置４での放電が防止される。大気圧が変化してより高い電圧でも放電しない場合には、出力電圧値Ｖｄｃを高くすることができ、電力効率を向上させること、及び出力を増大することの少なくともいずれかが可能となる。

【0076】

コイルシステム１では、センサ５によってコイル装置４のコイル周囲の大気の状態（大気圧）が計測され、計測値Ｍに基づいて、コイルの導体間で放電を生じさせない出力電圧値Ｖｄｃが算出される。

【0077】

以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されない。

【0078】

例えば、上記実施形態では、センサ５として、大気の状態（圧力）を直接測定するセンサが用いられているが、大気の状態を間接的に測定するセンサが用いられてもよい。例えば、大気圧と標高とには相関関係があることが知られているので、センサ５として、コイル装置４の標高を測定する高度センサが用いられてもよい。この場合、計測値Ｍとして標高が用いられるので、テーブル１３ａには、標高と目標電圧値Ｖｔとの組が格納される。なお、大気圧と標高との関係にはばらつきがあるので、目標電圧値Ｖｔは、電圧値Ｖｄｉｓ＿ｉに倍率γを乗算することによって、算出されてもよい。倍率γは、０以上１未満の値であり、倍率αよりも小さい値である。この場合も、上記実施形態と同様の効果が奏される。

【0079】

コイルの導体間で放電が生じない電圧制限値は、大気圧以外の大気の状態に依存することもある。例えば、電圧制限値は、湿度に依存し得る。このため、センサ５として湿度を測定するセンサ（湿度センサ）が用いられてもよい。あるいは、センサ５として、圧力センサに加えて、湿度センサが用いられてもよい。この場合、制御装置１０は、計測値Ｍとして圧力値及び湿度を受け取り、コイル装置４のコイル周囲の大気の圧力値及び湿度に応じて、出力電圧値Ｖｄｃを変更してもよい。チャンバー５２として、圧力及び湿度を変更可能なチャンバーが用いられ、様々な圧力値及び湿度と放電開始電圧値Ｖｒｍｓ２との組が記録される。テーブル１３ａには、圧力値、湿度、及び目標電圧値Ｖｔの組み合わせが設定される。

【0080】

算出部１４は、テーブル１３ａを参照することなく、出力電圧値Ｖｄｃを算出してもよい。例えば、電源２が電圧値Ｖｄｃａと電圧値Ｖｄｃｂとの２つの電圧値の出力電圧のみを出力可能である場合、テーブル１３ａに代えて閾値Ｍｔｈが用いられてもよい。電圧値Ｖｄｃａは、電圧値Ｖｄｃｂよりも大きい。閾値Ｍｔｈは、以下の第１条件及び第２条件を満たす値である。第１条件は、大気の状態を推定するための値が閾値Ｍｔｈ以上である場合、出力電圧値Ｖｄｃが電圧値Ｖｄｃａに設定されれば、コイル装置４のコイルの隣り合う導体間で放電が生じないという条件である。第２条件は、大気の状態を推定するための値が閾値Ｍｔｈ未満である場合、出力電圧値Ｖｄｃが電圧値Ｖｄｃｂに設定されれば、コイル装置４のコイルの隣り合う導体間で放電が生じないという条件である。この場合、算出部１４は、計測値Ｍが閾値Ｍｔｈ以上である場合、電圧値Ｖｄｃａを出力電圧値Ｖｄｃとして算出する。算出部１４は、計測値Ｍが閾値Ｍｔｈ未満である場合、電圧値Ｖｄｃｂを出力電圧値Ｖｄｃとして算出する。

【0081】

閾値Ｍｔｈは、コイル装置４の運用が開始される前に、以下のように決定され、記憶部１３に格納される。例えば、テーブル１３ａに設定されている計測値Ｍ_ｉと目標電圧値Ｖｔ＿ｉとの組のうち、電圧値Ｖｄｃａ以上である目標電圧値Ｖｔ＿ｉを含む組が抽出される。そして、抽出された組に含まれる計測値Ｍ_ｉのうち最小の計測値Ｍ_ｉが閾値Ｍｔｈに設定される。計測値Ｍとして大気圧が用いられる場合、閾値Ｍｔｈ以上の大気圧では、目標電圧値Ｖｔ＿ｉは電圧値Ｖｄｃａ以上である。このため、電源２の出力電圧値Ｖｄｃが電圧値Ｖｄｃａに設定されたとしても、コイルの隣り合う導体間で放電が生じない。

【0082】

電圧値Ｖｄｃｂ未満の目標電圧値Ｖｔ＿ｉを含む組が存在する場合、その組に含まれる計測値Ｍ_ｉ未満の大気圧では、電源２の出力電圧値Ｖｄｃが電圧値Ｖｄｃｂに設定されたとしても、コイルの隣り合う導体間で放電が生じる可能性がある。このような場合には、電源２を改造又は交換することによって、電圧値Ｖｄｃｂ未満の目標電圧値Ｖｔ＿ｉを含む組が存在しなくなるように、電圧値Ｖｄｃｂがさらに低くされる。これにより、大気圧が閾値Ｍｔｈ未満である場合に、目標電圧値Ｖｔ＿ｉは電圧値Ｖｄｃｂ以上となるので、コイルの隣り合う導体間で放電が生じない。この実施形態においては、テーブル１３ａは閾値Ｍｔｈを決定するために使用されるだけなので、記憶部１３はテーブル１３ａを格納しなくてもよい。

【0083】

上記実施形態では、試験によりテーブル１３ａが設定されているが、テーブル１３ａの設定方法はこれに限られない。例えば、回路モデルと、放電開始電圧値を予測するモデルと、を用いたシミュレーションによってテーブル１３ａが設定されてもよい。回路モデルは、電源２の出力電圧においてインバータ３が動作したときのコイル装置４の各部の電圧を予測するシミュレーションモデルである。放電開始電圧値を予測するモデルは、大気の状態と、コイルの導体の材質及び形状、絶縁物の材質及び形状、並びにコイル導体と絶縁物との位置関係とに応じて放電開始電圧値を予測するシミュレーションモデルである。

【0084】

制御装置１０は、異常検出を行わない場合、検出部１２を備えていなくてもよい。制御装置１０は、記憶部１３を備えていなくてもよい。この場合、算出部１４は、制御装置１０の外部の記憶部に格納されているテーブル１３ａを参照してもよい。

【0085】

インバータ３は、機械的に電圧を反転させる整流子に置き換えられてもよい。この場合、コイル装置４として直流モータが採用され得る。モータ巻線がコイルに相当する。

【0086】

コイルシステム１は、インバータ３を備えていなくてもよい。この場合、電源２として、電圧可変の交流出力電源が用いられ、電源２はコイル装置４に直接接続される。

【0087】

コイルシステム１は、センサ５を備えていなくてもよい。この場合、制御装置１０は、コイルシステム１の外部のセンサから計測値Ｍを取得する。

【符号の説明】

【0088】

１ コイルシステム
２ 電源
３ インバータ
４ コイル装置
５ センサ
１０ 制御装置
１１ 取得部
１２ 検出部
１３ 記憶部
１３ａ テーブル
１４ 算出部
１５ 出力部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】