特許 7181650 電磁誘導電源供給装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-11-22

(45)【発行日】2022-12-01

(54)【発明の名称】電磁誘導電源供給装置

(51)【国際特許分類】

   H02J 50/10 20160101AFI20221124BHJP

   H02M 7/06 20060101ALI20221124BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20221124BHJP

【ＦＩ】

H02J50/10

H02M7/06 A

H02J7/00 301D

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2021513970

(86)(22)【出願日】2019-09-06

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-01-04

(86)【国際出願番号】 KR2019011590

(87)【国際公開番号】W WO2020055050

(87)【国際公開日】2020-03-19

【審査請求日】2021-03-12

(31)【優先権主張番号】10-2018-0109184

(32)【優先日】2018-09-12

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】504394744

【氏名又は名称】アモセンス・カンパニー・リミテッド

【氏名又は名称原語表記】ＡＭＯＳＥＮＳＥ ＣＯ．， ＬＴＤ．

【住所又は居所原語表記】（Ｃｈｅｏｎａｎ ｔｈｅ ｆｏｕｒｔｈ Ｌｏｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｃｏｍｐｌｅｘ） １９－１ Ｂｌｏｃｋ， ９０， ４ｓａｎｄａｎ ５－ｇｉｌ， ｊｉｋｓａｎ－ｅｕｐ， Ｓｅｏｂｕｋ－ｇｕ Ｃｈｅｏｎａｎ－ｓｉ， Ｃｈｕｎｇｃｈｅｏｎｇｎａｍ－ｄｏ ３１０４０， Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ

(74)【代理人】

【識別番号】110000051

【氏名又は名称】弁理士法人共生国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ナ，ウォンサン

(72)【発明者】

【氏名】パク，ジンピョ

(72)【発明者】

【氏名】ハン，チョルスン

【審査官】佐藤 卓馬

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１６－５１７２５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１７－５１１１０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第１０－２０１８－００４３０４５（ＫＲ，Ａ）

【文献】韓国登録特許第１０－１６９５７６８（ＫＲ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｊ ５０／１０

Ｈ０２Ｍ ７／０６

Ｈ０２Ｊ ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電力線に設けられる電磁誘導電源供給装置において、
前記電力線に設けられる第１コアおよび第２コアと１つ以上のコイルとを備えた変流器と、
前記１つ以上のコイルの少なくとも１つに連結された遮断部と、を含み、
前記遮断部は、前記１つ以上のコイルの少なくとも１つと閉回路を形成して前記変流器を前記第１コアおよび前記第２コアの分離が可能なショートモードに変換し、
前記変流器は、前記第１コアおよび前記第２コアの少なくとも１つに巻線された第１コイルおよび第２コイルを含み、
前記遮断部は、
前記第１コイルの両端に連結され、前記第１コイルと閉回路を形成して前記変流器をショートモードに変換する第１遮断部と、
前記第２コイルの両端に連結され、前記第２コイルと閉回路を形成して前記変流器をショートモードに変換する第２遮断部と、を含むことを特徴とする電磁誘導電源供給装置。

【請求項2】

前記遮断部は、プッシュスイッチを含む、ことを特徴とする請求項１に記載の電磁誘導電源供給装置。

【請求項3】

前記遮断部は、電子式スイッチを含み、
前記電子式スイッチを制御する制御部をさらに含む、ことを特徴とする請求項１に記載の電磁誘導電源供給装置。

【請求項4】

前記１つ以上のコイルの少なくとも１つで誘導された電圧を整流する整流部と、
前記１つ以上のコイルの少なくとも１つを前記整流部と連結するスイッチング部と、をさらに含む、ことを特徴とする請求項１に記載の電磁誘導電源供給装置。

【請求項5】

前記整流部は、整流した電圧を負荷に供給する、ことを特徴とする請求項４に記載の電磁誘導電源供給装置。

【請求項6】

前記整流部で前記整流された電圧を充電し、前記充電された電圧を負荷に供給するバッテリをさらに含む、ことを特徴とする請求項４に記載の電磁誘導電源供給装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電磁誘導電源供給装置に係り、より詳しくは、電磁誘導現象を利用した電源取得および電流センシングのために送電線路または配電線路に設けられる電磁誘導電源供給装置に関する。

【背景技術】

【0002】

最近、電磁誘導現象を利用した電源供給方式への関心が高まるにつれ、多様な形態の電磁誘導電源供給装置が開発されている。

【0003】

電磁誘導方式の電源供給装置は、送電線路、配電線路などのように大容量電流が流れる電力線に設けられる電磁誘導電源供給装置を含む。電磁誘導方式の電源供給装置は、電磁誘導電源供給装置で電磁誘導現象により取得した電力を直流に変換して負荷に供給する。

【0004】

電磁誘導電源供給装置は、電源取得または電流センシングのために電力線に設けられる。

【0005】

しかし、従来の電磁誘導電源供給装置は、設置のために活線状態の電力線に近接する場合、磁場が生成されて非常に強い振動および非常に大きな騒音が発生する。それにより、従来の電磁誘導電源供給装置は、騒音および振動が発生して設置作業が困難な問題点があった。

【0006】

また、従来の電磁誘導電源供給装置は、活線状態の電力線によって磁場が生成される。従来の電磁誘導電源供給装置は、電力線によって生成された磁場の影響で分離が困難な問題点があった。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明は、上記の従来の問題点を解決するためになされたものであって、コイルに設けられた遮断部の動作により変流器をショートモードに変更させて、活線状態の電力線から着脱容易にした電磁誘導電源供給装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記の目的を達成するために、本発明の実施例による電磁誘導電源供給装置は、電力線に設けられる第１コアおよび第２コアと１つ以上のコイルとを備えた変流器と、前記１つ以上のコイルの少なくとも１つに連結された遮断部と、を含み、前記遮断部は、前記１つ以上のコイルの少なくとも１つと閉回路を形成して前記変流器を前記第１コアおよび前記第２コアの分離が可能なショートモードに変換する。

【0009】

この時、前記変流器は、前記第１コアおよび前記第２コアの少なくとも１つに巻線された第１コイルおよび第２コイルを含み、前記遮断部は、前記第１コイルおよび第２コイルの少なくとも１つと閉回路を形成して前記変流器をショートモードに変換することができる。

【0010】

ここで、前記遮断部は、プッシュスイッチを含むことができる。前記遮断部は、電子式スイッチを含み、本発明の実施例による電磁誘導電源供給装置は、前記電子式スイッチを制御する制御部をさらに含むことができる。

【0011】

本発明の実施例による電磁誘導電源供給装置は、前記１つ以上のコイルの少なくとも１つで誘導された電圧を整流する整流部と、前記１つ以上のコイルの少なくとも１つを前記整流部と連結するスイッチング部と、前記整流部で整流された電圧を充電し、前記充電された電圧を負荷に供給するバッテリとをさらに含むことができる。この時、整流部は、前記整流した電圧を負荷に直接供給することもできる。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、電磁誘導電源供給装置は、コイルに遮断部を設けて、設置または維持補修時にショートモードに変更することにより、活線状態の電力線に設けられるか近接配置して設けられた場合、磁場が形成されるのを防止できる効果がある。

【0013】

また、本発明の電磁誘導電源供給装置は、活線状態の電力線による磁場の生成を防止することにより、振動および騒音の発生を防止し、電力線から容易に着脱できる効果がある。

【0014】

さらに、本発明の電磁誘導電源供給装置は、活線状態の電力線路から容易に着脱可能なため、活線状態の電力線で設置および維持補修作業を容易に行える効果がある。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】一般的な電磁誘導電源供給装置を説明するための図である。

【図2】本発明の実施例による電磁誘導電源供給装置を説明するための図である。

【図3】図２の遮断部を説明するための図である。

【図4】図２の遮断部を説明するための図である。

【図5】図２の遮断部を説明するための図である。

【図6】図２の遮断部を説明するための図である。

【図7】図２の遮断部を説明するための図である。

【図8】本発明の実施例による電磁誘導電源供給装置の動作を説明するための図である。

【図9】本発明の実施例による電磁誘導電源供給装置の変形例を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明の技術的思想を容易に実施できる程度に詳細に説明するために、本発明の最も好ましい実施例を添付図面を参照して説明する。まず、各図面の構成要素に参照符号を付すにあたり、同一の構成要素については、たとえ他の図面上に表示されてもできるだけ同一の符号を有するようにしていることに留意しなければならない。また、本発明を説明するにあたり、公知の構成または機能に関する具体的な説明が本発明の要旨をあいまいにしうると判断された場合は、その詳細な説明は省略する。

【0017】

図１を参照すれば、電磁誘導電源供給装置１００は、送電線路、配電線路などの大容量電流が流れる電力線１０に設けられる。電磁誘導電源供給装置１００は、電磁誘導現象により取得した電力を直流に変換して負荷２００に供給する。電磁誘導電源供給装置１００は、電源取得以外にも電力線１０に流れる電流を検知することもできる。

【0018】

図２を参照すれば、本発明の実施例による電磁誘導電源供給装置１００は、変流器１１０と、スイッチング部１２０と、整流部１３０と、バッテリ１４０と、遮断部１５０と、を含む。

【0019】

変流器１１０は、大容量電流が流れる電力線１０に設けられて、電力線１０に流れる大容量電流から電圧（または電流、電力）を誘導する。変流器１１０は、クランプタイプなどのように電力線１０に着脱可能な構造に形成される。一例として、変流器１１０は、電力線１０に着脱容易に内部のコアを２分割して上部コア１１２および下部コア１１４を構成する。ここで、上部コア１１２および下部コア１１４は、本発明の実施例を容易に説明するために付した名称で、上部および下部という用語に特に限定されず、例えば、第１コアおよび第２コアと名付けることができる。

【0020】

上部コア１１２および下部コア１１４の少なくとも１つには１つ以上のコイルが巻線される。ここで、図２には、下部コア１１４に第１コイル１１６および第２コイル１１８が巻線されたものとして示したが、これに限定されず、上部コア１１２に第１コイル１１６および第２コイル１１８が巻線されてもよい。また、上部コア１１２および下部コア１１４のうちの１つに第１コイル１１６および第２コイル１１８のうちの１つのコイルが巻線されてもよい。上部コア１１２に第１コイル１１６および第２コイル１１８のうちの１つのコイルが巻線され、下部コア１１４に第１コイル１１６および第２コイル１１８のうちの残りの１つのコイルが巻線されてもよい。

【0021】

図２においては、第１コイル１１６は、電力線１０の外周に配置される下部コア１１４に巻線される。第１コイル１１６は、下部コア１１４を複数回巻線するコイルで構成される。この時、第１コイル１１６の表面は絶縁物でコーティングされる。第１コイル１１６の両端はスイッチング部１２０に連結される。

【0022】

第２コイル１１８は、下部コア１１４に巻線される。第２コイル１１８は、下部コア１１４を複数回巻線するコイルで構成される。第２コイル１１８は、第１コイル１１６とは異なる位置に巻線されるか、同一の位置に重複（重畳）して巻線されてもよい。この時、第２コイル１１８の表面は絶縁物でコーティングされる。第２コイル１１８の両端はスイッチング部１２０に連結される。

【0023】

一方、第１コイル１１６および第２コイル１１８は、互いに異なる巻線比を有するように形成される。一例として、第１コイル１１６は、コアを約１５０回程度巻線するコイルで構成され、第２コイル１１８は、コアを約５０回程度巻線するコイルで構成される。

【0024】

スイッチング部１２０は、電磁誘導電源供給装置１００の初期駆動の有無および電圧に基づき、電磁誘導第１コイル１１６および第２コイル１１８の少なくとも１つが整流部１３０に直列連結されるようにスイッチングする。

【0025】

一例として、スイッチング部１２０は、電磁誘導電源供給装置１００の初期駆動時、設定時間（例えば、約１分程度）の間、第１コイル１１６および第２コイル１１８のうち低い巻線数を有するコイルが整流部１３０に直列連結されるようにスイッチングする。

【0026】

スイッチング部１２０は、電磁誘導電源供給装置１００の初期駆動後、設定時間が経過すると、電磁誘導電源供給装置１００で検知された電圧に基づき、第１コイル１１６および第２コイル１１８の少なくとも１つが整流部１３０と直列連結されるようにスイッチングする。

【0027】

この時、スイッチング部１２０は、電磁誘導電源供給装置１００で検知された電圧が最小基準電圧未満であれば、第１コイル１１６および第２コイル１１８が整流部１３０に直列連結されるようにスイッチングする。これにより、スイッチング部１２０は、第１コイル１１６および第２コイル１１８に誘導されたすべての電圧を整流部１３０に印加して、最小基準電圧以上の電圧が整流部１３０に印加される。

【0028】

スイッチング部１２０は、電磁誘導電源供給装置１００で検知された電圧が最小基準電圧以上かつ最大基準電圧以下であれば、第１コイル１１６および第２コイル１１８のうち高い巻線数を有するコイルが整流部１３０と直列連結されるようにスイッチングして、高い巻線数のコイルで誘導された電圧を整流部１３０に印加する。

【0029】

スイッチング部１２０は、電磁誘導電源供給装置１００で検知された電圧が最大基準電圧を超えると、第１コイル１１６および第２コイル１１８のうち低い巻線数を有するコイルが整流部１３０と直列連結されるようにスイッチングして、低い巻線数の単一コイルで誘導された電圧を整流部１３０に印加する。

【0030】

整流部１３０は、スイッチング部１２０から印加される電圧を整流して直流に変換する。整流部１３０は、直流に整流された電圧をバッテリ１４０に供給する。整流部１３０は、直流に整流された電圧をバッテリ１４０を経ずに負荷２００に直接供給することもできる。

【0031】

整流部１３０は、複数のダイオードで構成された全波整流回路または半波整流回路で構成される。整流部１３０は、スイッチング部１２０のスイッチング駆動により、第１コイル１１６および第２コイル１１８の少なくとも１つで誘導された電圧を直流に変換してバッテリ１４０または負荷２００に供給する。

【0032】

バッテリ１４０は、整流部１３０から供給される電圧（すなわち、直流電圧）を充電する。バッテリ１４０は、充電された電圧を負荷２００に供給する。

【0033】

遮断部１５０は、スイッチ１５２を含み、作業者のスイッチ１５２の操作により駆動して、活線状態の電力線１０に設けられるか近接配置された変流器１１０に磁場が生成されるのを防止する。すなわち、遮断部１５０は、第１コイル１１６および第２コイル１１８の少なくとも１つと閉回路を形成して磁気変流器１１０をショートモードに変換する。それにより、遮断部１５０は、上部コア１１２および下部コア１１４に流れる磁力を減少させて、活線状態の電力線１０によって変流器１１０で生成される磁場を最小化する。

【0034】

これにより、電磁誘導電源供給装置１００は、活線状態の電力線１０に設けられるか近接配置された場合、磁場が形成されるのを防止できる効果がある。

【0035】

また、電磁誘導電源供給装置１００は、活線状態の電力線１０による磁場の生成を防止することにより、振動および騒音の発生を防止し、電力線１０から容易に着脱できる効果がある。

【0036】

さらに、電磁誘導電源供給装置１００は、活線状態の電力線１０から容易に着脱可能なため、活線状態の電力線１０で設置および維持補修作業を容易に行える効果がある。

【0037】

遮断部１５０は、第１コイル１１６および第２コイル１１８の少なくとも１つに設けられる。遮断部１５０は、作業者の操作により駆動して、第１コイル１１６および第２コイル１１８のうちの１つと閉回路を形成して変流器１１０をショートモードに変換する。それにより、遮断部１５０は、コア１１２、１１４に流れる磁力を減少させて、活線状態の電力線１０によって変流器１１０で生成される磁場を最小化する。

【0038】

図２を参照すれば、遮断部１５０は、第２コイル１１８の両端に並列に連結される。遮断部１５０は、作業者の操作により動作して第２コイル１１８をショートさせる。すなわち、遮断部１５０は、第２コイル１１８をショートさせて第２コイル１１８と遮断部１５０との間に閉回路を形成する。それにより、遮断部１５０は、コア１１２、１１４に流れる磁力を減少させて、活線状態の電力線１０によって変流器１１０で生成される磁場を最小化する。

【0039】

図３を参照すれば、遮断部１５０は、第１コイル１１６の両端に並列に連結可能である。遮断部１５０は、作業者の操作により動作して第１コイル１１６をショートさせる。すなわち、遮断部１５０は、第１コイル１１６をショートさせて第１コイル１１６と遮断部１５０との間に閉回路を形成する。それにより、遮断部１５０は、コア１１２、１１４に流れる磁力を減少させて、活線状態の電力線１０によって変流器１１０で生成される磁場を最小化する。

【0040】

図４を参照すれば、遮断部１５０は、第１コイル１１６の両端に並列に連結された第１遮断部１５０ａと、第２コイル１１８の両端に並列に連結された第２遮断部１５０ｂとを含むこともできる。すなわち、第１遮断部１５０ａは、第１コイル１１６をショートさせて第１コイル１１６と遮断部１５０との間に閉回路を形成し、第２遮断部１５０ｂは、第２コイル１１８をショートさせて第２コイル１１８と遮断部１５０との間に閉回路を形成する。それにより、第１遮断部１５０ａおよび第２遮断部１５０ｂは、コア１１２、１１４に流れる磁力を減少させて、活線状態の電力線１０によって変流器１１０で生成される磁場を最小化する。

【0041】

一方、電磁誘導電源供給装置１００は、遮断部１５０の動作時、瞬間的な大きな電圧または電流が流れて変流器１１０または遮断部１５０の故障をもたらすことがある。これを防止するために、遮断部１５０は、ダンピングのための抵抗などのダンピング素子（図示せず）を追加的に含んでもよい。この時、ダンピング素子（図示せず）は、遮断部１５０のスイッチ１５２と直列に連結されたことを一例とする。ここで、ダンピング素子は、変流器１１０がショートモードに変換された場合、閉回路に流れる電流を消費する。

【0042】

図５を参照すれば、スイッチ１５２は、機械式スイッチであるプッシュスイッチ（ＰＵＳＨ ＳＷＩＴＣＨ）であることを一例とする。プッシュスイッチは、押すたびにオン（ＯＮ）、オフ（ＯＦＦ）が繰り返されるオルタネートタイプのプッシュスイッチ、あるいは、押した瞬間にのみオン（ＯＮ）されるノーマルオープン（Ｎ／Ｏ）タイプのプッシュスイッチで構成される。プッシュスイッチは、電磁誘導電源供給装置１００の外部に露出するように設けられる。ここで、プッシュスイッチの設置位置は図示の位置に限定されず、作業者が操作できる位置であればどこにでも設置可能である。

【0043】

図６および図７を参照すれば、活線状態の電力線１０に変流器１１０が設けられ、スイッチ１５２がオフ（ＯＦＦ）状態であれば、コア１１２、１１４に電流が流れて磁場が形成されるため、上部コア１１２および下部コア１１４の分離が困難になる。

【0044】

これに対し、スイッチ１５２がオン（ＯＮ）状態であれば、第２コイル１１８および遮断部１５０（スイッチ１５２）の間に閉回路が形成されるため、コア１１２、１１４には電流が流れない。それにより、上部コア１１２および下部コア１１４は容易に分離可能である。

【0045】

この時、図８を参照すれば、電磁誘導電源供給装置１００は、遮断部１５０が停止（オフ（ＯＦＦ））状態であれば、定常モードで動作して一定の出力電流が出力される。電磁誘導電源供給装置１００は、遮断部１５０が動作（オン（ＯＮ））状態に変更されると、ショートモードに変更されて出力電流が遮断（すなわち、「０」）される。

【0046】

一方、図９を参照すれば、遮断部１５０は、電子式スイッチで構成されてもよい。この時、電磁誘導電源供給装置１００は、電子式スイッチを遮断部１５０として構成する場合、通信モジュール（図示せず）、制御部１６０および別の連結装備を追加的に設けなければならない。したがって、機械式スイッチを適用した場合に比べて追加的な費用や実装空間を必要とするが、機械式スイッチと同一の機能（すなわち、ショートモードへの変更）を行うことができる。

【0047】

以上、本発明による好ましい実施例について説明したが、多様な形態に変形可能であり、本技術分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の特許請求の範囲を逸脱することなく多様な変形例および修正例を実施できることが理解される。

【符号の説明】

【0048】

１０ 電力線
１００ 電磁誘導電源供給装置
１１０ 変流器
１１２ 上部コア
１１４ 下部コア
１１６ 第１コイル
１１８ 第２コイル
１２０ スイッチング部
１３０ 整流部
１４０ バッテリ
１５０ 遮断部
１５０ａ 第１遮断部
１５０ｂ 第２遮断部
１５２ スイッチ
１６０ 制御部
２００ 負荷

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】