空間・時間反転対称性により実現する移動対象へのワイヤレス給電

空間・時間反転対称性（PT対称性）をもつワイヤレス給電を低周波領域で実現するため、結合モード理論（CMT理論）および等価回路による理論解析を行い、30～40kHzの低周波においてもPT対称性を保存するための条件を見出した。理論解析により見出された条件を満たすような給電コイル、受電コイル、インバーター、AC-DCコンバータの設計を行った。試作したシステム（AC-DCコンバータを除く）の実験的検証の結果、45gの小型コイルを35kHz付近で駆動させた場合、伝送距離40mmまでPT対称性を保持することを確認した。40mmの距離は、理論解析の結果と一致しており、低周波においてもPT対称性をもつワイヤレス給電システムが実現可能であることを理論と実験の両面から確認した。なお、伝送距離はコイルの大きさにおおよそ比例するため、より長い距離までPT対称性を保持するシステムを構築することは可能であると考えられる。また、伝送電力に関しては、電力対重量比（コイル重量1kgあたりの電力）500W/kgであり、既存の電磁誘導方式や磁界共鳴方式と比べ遜色ないことを確認した。コイルの位置が連続的に変化した場合のロバスト性を確認するため、リニアモータを用いてコイルに往復運動や急激なステップ状の変位を与えた実験を行った。その結果、10Hzの往復運動、0.2秒の短い時間でのステップ状の変位では、伝送効率および伝送効率は変化せず、一定に保たれることを確認することができた。実験設備の関係から、これ以上速い変位を与える実験を行うことができなかったが、本システムのコイル位置の変位に対する応答性が非常に速いことを確認することができた。

空間・時間反転対称性（PT対称性）をもつワイヤレス給電を低周波領域で実現するため、結合モード理論（CMT理論）および等価回路による理論解析を行い、30～40kHzの低周波においてもPT対称性を保存するための条件を見出した。理論解析により見出された条件を満たすような給電コイル、受電コイル、インバーター、AC-DCコンバータの設計を行った。試作したシステム（AC-DCコンバータを除く）の実験的検証の結果、45gの小型コイルを35kHz付近で駆動させた場合、伝送距離40mmまでPT対称性を保持することを確認した。40mmの距離は、理論解析の結果と一致しており、低周波においてもPT対称性をもつワイヤレス給電システムが実現可能であることを理論と実験の両面から確認した。なお、伝送距離はコイルの大きさにおおよそ比例するため、より長い距離までPT対称性を保持するシステムを構築することは可能であると考えられる。また、伝送電力に関しては、電力対重量比（コイル重量1kgあたりの電力）500W/kgであり、既存の電磁誘導方式や磁界共鳴方式と比べ遜色ないことを確認した。コイルの位置が連続的に変化した場合のロバスト性を確認するため、リニアモータを用いてコイルに往復運動や急激なステップ状の変位を与えた実験を行った。その結果、10Hzの往復運動、0.2秒の短い時間でのステップ状の変位では、伝送効率および伝送効率は変化せず、一定に保たれることを確認することができた。実験設備の関係から、これ以上速い変位を与える実験を行うことができなかったが、本システムのコイル位置の変位に対する応答性が非常に速いことを確認することができた。