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[국내논문] 자기공진방식의 무선전력전송 시스템에서 공진 중계기 적용 여부에 따른 전력전송 효율 분석
Analysis of the Efficiency According to Resonant Repeater Application in Magnetic Resonant Wireless Power Transfer System 원문보기

전기학회논문지. The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers. P, v.67 no.4, 2018년, pp.221 - 226  

백승명 (Dept. of Electrical Engineering, Gachon University) ,  김동은 (Dept. of Electrical Engineering, Gachon University) ,  손진근 (Dept. of Electrical Engineering, Gachon University)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, the power transfer efficiency analysis based on the resonant repeater in a magnetic resonance wireless power transfer system is proposed. The efficiency of the magnetic resonance method was verified by comparing the general frequency with the resonance frequency. The resonance repeate...

Keyword

#Energy-IT technology   #Magnetic resonance   #Resonance repeater   #Wireless power transfer system  

표/그림 (13)

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 자기공진방식의 무선전력전송 시스템에서 전력전송 효율의 향상과 전송거리 증가를 목적으로 중계기를 설치하여 이에 대한 효과를 분석하고자 하였다. 중계기사용에 따른 효율을 극대화하기 위하여 중계기 또한 공진방식을 적용하였으며 자기공진방식 무선전력전송 시스템[8-12]에서 송신부와 수신부 사이에 공진 중계기를 배치하여 이에 따른 효율을 비교 분석하는 실험을 수행하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
현재 개발되고 있는 무선전력전송기술에는 어떤 것들이 있는가? 최근의 무선전력전송 기술의 개발은 상당히 진행 중에 있으며 이 기술의 발전으로 수 십 [W] 또는 그 이상의 전력을 높은 효율로 전송할 수 있다면 에너지-IT 기술 성장에 높은 활용가치를 제공할 수 있을 것으로 판단되며 이를 위한 에너지 하베스팅 기술에 접목을 위한 연구도 진행 중에 있다[4]. 무선전력전송기술은 현재까지 자기유도방식, 자기공진방식, 전자기파방식 등이 개발되고 있다[2, 3]. 자기유도방식은 코일 간 전자기 유도현상을 이용하는 기술이며 근접거리에서 높은 시스템 효율을 나타내는 특징이 있다.
자기유도방식이 가지고 있는 단점은 무엇인가? 자기유도방식은 코일 간 전자기 유도현상을 이용하는 기술이며 근접거리에서 높은 시스템 효율을 나타내는 특징이 있다. 자기유도방식에 의한 무선전력전송은 국제 표준화를 위해 WPC(Wireless Power Consortium)를 구성하고 기술 개발과 표준화를 진행하려 노력하고 있으나 이의 자기유도방식은 전력을 전달할 수 있는 거리가 수 [mm] 정도이기 때문에 전력 전송 거리가 짧다는 단점을 갖고 있다[4, 5].
자기공진방식의 무선전력전송 시스템에서 공진 중계기를 사용했을 때는 사용하지 않았을 때보다 어떤 이점이 있는가? 공진 중계기 사용에 앞서 공진주파수가 형성되었을시 전력전송의 효율과 전송 거리를 공진주파수가 형성되지 않았을 때와의 비교를 통해서 이에 대한 효과를 검증한 후송·수신부 사이에 공진 중계기를 적용하여 이에 대한 실험을 진행하였다. 실험결과로 무선전력전송의 최대 효율 상승은 약 36.23[%]이며 전력전송 거리는 20[cm] 이상 까지 확장된 결과를 얻었다.
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참고문헌 (12)

  1. Namgul Oh, and Hoon Kim, "Analysis on Deduction of Energy-IT Convergence Technologies by the Analytic Hierarchy Process," The Journal of The Korean Institute of Communication Sciences, vol. 35, no. 7, July 2010. 

  2. Ikuo Awai, Tetsuya Ishida "Design of Resonator-Coupled Wireless Power Transfer System by Use of BPF Theory," JKIEES, vol. 10, no. 4, pp. 237-243, 2010. 

  3. Bryan Esteban, Maher Sid-Ahmed and Narayan C. Kar, "A Comparative Study of Power Supply Architectures in Wireless EV Charging Systems," IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 30, no. 11, November 2015. 

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  4. Yamen Alsaba, Sharul Kamal Abdul Rahim and Chee Yen Leow, "Beamforming in Wireless Energy Harvesting Communication Systems: A Survey," IEEE Communications Surveys & Tutorials, vol. 20, no. 2, Second quarter 2018. 

  5. T. Miyamoto, S. Komiyama, H. Mita, and K. Fujimaki, "Wireless power transfer system with a simple receiver coil," Microwave Workshop Series on Innovative Wireless Power Transmission: Technologies, Systems, and Applications(IMWS), 2011 IEEE MTT-S International, pp. 131-134, May 2011. 

  6. T. Imura, "Equivalent circuit for repeater antenna for wireless power transfer via magnetic resonant coupling considering signed coupling," Industrial Electronics and Applications (ICIEA), 2011 6th IEEE Conference on, pp. 1501-1506, Jun. 2011 

  7. Benjamin L. Cannon, James F. Hoburg, and Seth Copen Goldstein, "Magnetic Resonant Coupling As a Potential Means for Wireless Power Transfer to Multiple Small Receivers," IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 24, no. 7, July 2009. 

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  8. A. Kurs, A. Karalis, R. Moffatt, J. D. Joannopoulos, P. Fisher, and M. Soljaucic, "Wireless power transfer via strongly coupled magnetic resonances," Science, vol. 317, no. 83, pp. 83-86, May 2007. 

  9. A. P. Sample, D. A. Meyer, and J. R. Smith, "Analysis, experimental results, and range adaptation of magnetically coupled resonators for wireless power transfer," Industrial Electronics, IEEE Transactions on, vol. 58, no. 2, pp. 544-554, Jan. 2011. 

  10. B. L. Cannon, J. F. Hoburg, D. D. Stancil, and S. C. Goldstein, "Magnetic resonant coupling as a potential means for wireless power transfer to multiple small receivers," IEEE Trans. Power Electron., vol. 24, no. 7, pp. 1819-1825, Jul. 2009. 

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  11. Dukju Ahn and Songcheol Hong, "A Study on Magnetic Field Repeater in Wireless Power Transfer," IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 60, no. 1, Jan. 2013. 

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  12. Olutola Jonah, and Stavros V. Georgakopoulos, "Wireless Power Transfer in Concrete via Strongly Coupled Magnetic Resonance," IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 61, no. 3, March 2013. 

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