(57)【要約】【課題】非接触で給電する際のインフラ設備を小さくする。【解決手段】略一列に並んだ複数の電力伝送装置１を備える電力伝送システムであって、電力伝送装置１００−１は、前段の電力伝送装置１００−０により生成された交流磁界を介してエネルギーを受信する第１のアンテナ部１３０−１と、第１のアンテナ部１３０−１が受信したエネルギーを交流磁界により次段の電力伝送装置１００−２へ伝送する第２のアンテナ部１５０−１と、第１のアンテナ部１３０−１及び第２のアンテナ部１５０−１の間に挿入され、第１のアンテナ部１３０−１が受信したエネルギーに基づいて負荷に電圧または電流を供給することが可能な電源１４０−１と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
略一列に並んだ複数の電力伝送装置を備える電力伝送システムであって、
前記電力伝送装置は、
前段の前記電力伝送装置により生成された交流磁界を介してエネルギーを受信する第１のアンテナ部と、
前記第１のアンテナ部が受信したエネルギーを交流磁界により次段の前記電力伝送装置へ伝送する第２のアンテナ部と、
前記第１のアンテナ部及び前記第２のアンテナ部の間に挿入され、前記第１のアンテナ部が受信したエネルギーに基づいて負荷に電圧または電流を供給することが可能な供給部と、
を備える電力伝送システム。
【請求項２】
各段の供給部が生成する電圧は、前段の供給部が生成する電圧と比べて振幅または位相のうち少なくともいずれかが異なるか、または各段の供給部が生成する電流は、前段の供給部が生成する電流と比べて振幅または位相のうち少なくともいずれかが異なる請求項１に記載の電力伝送システム。
【請求項３】
各段の供給部が生成する電圧は、前段の供給部が生成する電圧より位相が９０度進んでいるか、または各段の供給部が生成する電流は、前段の供給部が生成する電流より位相が９０度遅れている請求項２に記載の電力伝送システム。
【請求項４】
前記複数の電力伝送装置のうち一の電力伝送装置がエネルギーを発する段の電力伝送装置であり、
エネルギーを発する段の電力伝送装置が備える供給部が生成する電圧は、隣り合う電力伝送装置の一方が備える第１のアンテナ部と他方が備える第２のアンテナ部の結合インピーダンスの虚部の絶対値と、前記エネルギーを発する段の電力伝送装置以外の電力伝送装置が要求する電力の総和との積の平方根の定数倍の電圧である請求項１から３のいずれか一項に記載の電力伝送システム。
【請求項５】
エネルギーを発する段の電力伝送装置が備える供給部が生成する電圧は、隣り合う電力伝送装置の一方が備える第１のアンテナ部と他方が備える第２のアンテナ部の結合インピーダンスの虚部の絶対値と、前記一の電力伝送装置以外の電力伝送装置が要求する電力の総和との積の平方根と略一致する請求項４に記載の電力伝送システム。
【請求項６】
各段の電力伝送装置が要求する電力に応じて、該段の電力伝送装置が備える供給部が生成する電圧の値または電流の値を算出する制御部を備え、
各段の電力伝送装置が備える供給部は、前記制御部が算出した電圧の値または電流の値を振幅とする電圧または電流をそれぞれ生成する請求項１から５のいずれか一項に記載の電力伝送システム。
【請求項７】
前記供給部は、複数のスイッチング素子を備え、
前記制御部は、前記スイッチング素子のスイッチングのタイミングを前記供給部が生成する電圧と前記負荷の要求電圧との電圧値のずれを調整するように決定する請求項６に記載の電力伝送システム。
【請求項８】
前記供給部は、前記第１のアンテナ部及び前記第２のアンテナ部に対して並列に挿入されている請求項１から７のいずれか一項に記載の電力伝送システム。
【請求項９】
全ての段の前記供給部が生成する電圧の絶対値が等しい請求項２に記載の電力伝送システム。
【請求項１０】
エネルギーの送信段を最前段として、対象段の供給部が生成する電圧の位相から前段の供給部が生成する電圧の位相を引いた位相差の正弦が、前記対象段の段数を経る毎に順次減少する請求項９に記載の電力伝送システム。
【請求項１１】
前記複数の電力伝送装置に含まれる第１の電力伝送装置の前記第１のアンテナ部は、該第１の電力伝送装置に隣り合う第２の電力伝送装置の前記第２のアンテナ部と略平行に配置されており、
前記第１の電力伝送装置の前記第２のアンテナ部は、該第１の電力伝送装置に対して前記第２の電力伝送装置とは異なる位置で隣り合う第３の電力伝送装置の前記第１のアンテナ部と略平行に配置されている
請求項１から１０のいずれか一項に記載の電力伝送システム。
【請求項１２】
前段の前記電力伝送装置が備える前記第２のアンテナ部と当該電力伝送装置が備える前記第１のアンテナ部の共振周波数は略等しい
請求項１から１１のいずれか一項に記載の電力伝送システム。
【請求項１３】
前記電力伝送装置を備えるコンテナが略一列に並んでいる
請求項１から１２のいずれか一項に記載の電力伝送システム。
【請求項１４】
前記第１のアンテナ部は、第１のインダクタを備え
前記第２のアンテナ部は、第２のインダクタを備え、
前記コンテナは重力がかかる方向と平行に順に積み上げられており、
前記第１のインダクタは前記コンテナの床面に設置され、第２のインダクタは前記コンテナの天井に設置され、第２のインダクタは次段のコンテナの第１のインダクタと略平行である
請求項１３に記載の電力伝送システム。
【請求項１５】
前記負荷は連続制御をおこなう圧縮機のモーターであり
前記供給部は、前記圧縮機に電圧を供給するコンバーター回路を備え、
前記コンバーター回路のチョッパー波形の基本周波数を前記交流磁界の周波数と同一にする
請求項１３に記載の電力伝送システム。
【請求項１６】
前記チョッパー波形の基本波と前記交流磁界の波形は同期がとれた制御信号で駆動される
請求項１５に記載の電力伝送システム。
【請求項１７】
各段の前記供給部は、有線の電力線から電力を取ることが可能である
請求項１３から１６のいずれか一項に記載の電力伝送システム。
【請求項１８】
各段の前記供給部は、エネルギー伝送に必要ない前記第１のアンテナ部または前記第２のアンテナ部に通電しない
請求項１３から１７のいずれか一項に記載の電力伝送システム。
【請求項１９】
前記コンテナの情報を複数の前記コンテナのうちの一台に集約して表示させる制御部を備える請求項１３から１８のいずれか一項に電力伝送システム。
【請求項２０】
前記電力伝送装置を備える電力消費ユニットが略一列に並んだ
請求項１から１２のいずれか一項に記載の電力伝送システム。
【請求項２１】
前記電力伝送装置は、
前記第１のアンテナ部に接続される容量を切り替える第１の可変容量スイッチ部と、
前記第２のアンテナ部に接続される容量を切り替える第２の可変容量スイッチ部と、のうち少なくともいずれか一つを備え、
前記電力伝送装置の段数に応じて、前記第１の可変容量スイッチ部による切り替えまたは第２の可変容量スイッチ部による切り替えの少なくともいずれか一つを制御する制御部を備える請求項１から５のいずれか一項に記載の電力伝送システム。
【請求項２２】
略一列に並んだ複数の電力伝送装置を備える電力伝送システムに用いられる前記電力伝送装置であって、
前段の前記電力伝送装置から交流磁界によりエネルギーを受信する第１のアンテナ部と、
前記第１のアンテナ部が受信したエネルギーを交流磁界により次段の前記電力伝送装置へ伝送する第２のアンテナ部と、
前記第１のアンテナ部及び前記第２のアンテナ部の間に挿入され、前記第１のアンテナ部が受信したエネルギーに基づいて負荷に電圧または電流を供給することが可能な供給部と、
を備える電力伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力伝送システム及び電力伝送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
元来電力は有線で供給されるものである。しかし、有線であるためにその利便性に問題が出てくる。例えば、海洋冷凍コンテナに電力を供給するには、有線で人手にて電力を供給している。しかし、コンテナを船に積み込むあるいは積み出す時にコンセントの抜き差しミスなどを原因とする電線の破損などのトラブルを抱える。また、コンテナヤードや船の甲板などではコンテナを積み上げた時に人が操作できるのは下から１段目と２段目のみであり、冷凍コンテナを高く積み上げることはできない。
【０００３】
さらに、船の中では高さの制限から冷凍コンテナは船倉内に積まれる。このために冷凍コンテナの排熱により船倉内が高温になり、コンテナ壁面からの熱の流入増加や冷凍機の使用電力増加をもたらす。それに対し、特許文献１では、壁面から誘導磁界により冷凍コンテナに電力を供給する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２０５７８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１の技術では、電力の供給設備のインフラ整備が大きくなってしまう。また、特許文献１の技術ではアクチュエータを使用するが、アクチュエータを使用することは破損の原因になる。
【０００６】
そこで本発明の一態様は、上記問題に鑑みてなされたものであり、非接触で給電する際のインフラ設備を小さくすることを可能とする電力伝送システム及び電力伝送装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明の一態様は、略一列に並んだ複数の電力伝送装置を備える電力伝送システムであって、前記電力伝送装置は、前段の前記電力伝送装置により生成された交流磁界を介してエネルギーを受信する第１のアンテナ部と、前記第１のアンテナ部が受信したエネルギーを交流磁界により次段の前記電力伝送装置へ伝送する第２のアンテナ部と、前記第１のアンテナ部及び前記第２のアンテナ部の間に挿入され、前記第１のアンテナ部が受信したエネルギーに基づいて負荷に電圧または電流を供給することが可能な供給部と、
を備える電力伝送システムである。
【０００８】
（２）また、本発明の一態様は、上述の電力伝送システムであって、各段の供給部が生成する電圧は、前段の供給部が生成する電圧と比べて振幅または位相のうち少なくともいずれか異なるか、または各段の供給部が生成する電流は、前段の供給部が生成する電流と比べて振幅または位相のうち少なくともいずれかが異なる。
【０００９】
（３）また、本発明の一態様は、上述の電力伝送システムであって、各段の供給部が生成する電圧は、前段の供給部が生成する電圧より位相が９０度進んでいるか、または各段の供給部が生成する電流は、前段の供給部が生成する電流より位相が９０度遅れている。
【００１０】
（４）また、本発明の一態様は、上述の電力伝送システムであって、記複数の電力伝送装置のうち一の電力伝送装置がエネルギーを発する段の電力伝送装置であり、エネルギーを発する段の電力伝送装置が備える供給部が生成する電圧は、隣り合う電力伝送装置の一方が備える第１のアンテナ部と他方が備える第２のアンテナ部の結合インピーダンスの虚部の絶対値と、前記エネルギーを発する段の電力伝送装置以外の電力伝送装置が要求する電力の総和との積の平方根の定数倍の電圧である。
【００１１】
（５）また、本発明の一態様は、上述の電力伝送システムであって、エネルギーを発する段の電力伝送装置が備える供給部が生成する電圧は、隣り合う電力伝送装置の一方が備える第１のアンテナ部と他方が備える第２のアンテナ部の結合インピーダンスの虚部の絶対値と、前記一の電力伝送装置以外の電力伝送装置が要求する電力の総和との積の平方根と略一致する。
【００１２】
（６）また、本発明の一態様は、上述の電力伝送システムであって、各段の電力伝送装置が要求する電力に応じて、該段の電力伝送装置が備える供給部が生成する電圧の値または電流の値を算出する制御部を備え、各段の電力伝送装置が備える供給部は、前記制御部が算出した電圧の値または電流の値を振幅とする電圧または電流をそれぞれ生成する。
【００１３】
（７）また、本発明の一態様は、上述の電力伝送システムであって、前記供給部は、複数のスイッチング素子を備え、前記制御部は、前記スイッチング素子のスイッチングのタイミングを前記供給部が生成する電圧と前記負荷の要求電圧との電圧値のずれを調整するように決定する。
【００１４】
（８）また、本発明の一態様は、上述の電力伝送システムであって、前記供給部は、前記第１のアンテナ部及び前記第２のアンテナ部に対して並列に挿入されている。
【００１５】
（９）また、本発明の一態様は、上述の電力伝送システムであって、全ての段の前記供給部が生成する電圧の絶対値が等しい。
【００１６】
（１０）また、本発明の一態様は、上述の電力伝送システムであって、エネルギーの送信段を最前段として、対象段の供給部が生成する電圧の位相から前段の供給部が生成する電圧の位相を引いた位相差の正弦が、前記対象段の段数を経る毎に順次減少する。
【００１７】
（１１）また、本発明の一態様は、上述の電力伝送システムであって、前記複数の電力伝送装置に含まれる第１の電力伝送装置の前記第１のアンテナ部は、該第１の電力伝送装置に隣り合う第２の電力伝送装置の前記第２のアンテナ部と略平行に配置されており、
前記第１の電力伝送装置の前記第２のアンテナ部は、該第１の電力伝送装置に対して前記第２の電力伝送装置とは異なる位置で隣り合う第３の電力伝送装置の前記第１のアンテナ部と略平行に配置されている。
【００１８】
（１２）また、本発明の一態様は、上述の電力伝送システムであって、前段の前記電力伝送装置が備える前記第２のアンテナ部と当該電力伝送装置が備える前記第１のアンテナ部の共振周波数は略等しい。
【００１９】
（１３）また、本発明の一態様は、上述の電力伝送システムであって、前記電力伝送装置を備えるコンテナが略一列に並んでいる。
【００２０】
（１４）また、本発明の一態様は、上述の電力伝送システムであって、前記第１のアンテナは、第１のインダクタを備え前記第２のアンテナは、第２のインダクタを備え、前記コンテナは重力がかかる方向と平行に順に積み上げられており、前記第１のインダクタは前記コンテナの床面に設置され、第２のインダクタは前記コンテナの天井に設置され、第２のインダクタは次段のコンテナの第１のインダクタと略平行である。
【００２１】
（１５）また、本発明の一態様は、上述の電力伝送システムであって、前記負荷は連続制御をおこなう圧縮機のモーターであり前記供給部は、前記圧縮機に電圧を供給するコンバーター回路を備え、前記コンバーター回路のチョッパー波形の基本周波数を前記交流磁界の周波数と同一にする。
【００２２】
（１６）また、本発明の一態様は、上述の電力伝送システムであって、前記チョッパー波形の基本波と前記交流磁界の波形は同期がとれた制御信号で駆動される。
【００２３】
（１７）また、本発明の一態様は、上述の電力伝送システムであって、各段の前記供給部は、有線の電力線から電力を取ることが可能である。
【００２４】
（１８）また、本発明の一態様は、上述の電力伝送システムであって、各段の前記供給部は、エネルギー伝送に必要ない前記第１のアンテナ部または前記第２のアンテナ部に通電しない。
【００２５】
（１９）また、本発明の一態様は、上述の電力伝送システムであって、前記コンテナの情報を複数の前記コンテナのうちの一台に集約して表示させる。
【００２６】
（２０）また、本発明の一態様は、上述の電力伝送システムであって、前記電力伝送装置を備える電力消費ユニットが略一列に並んだ。
【００２７】
（２１）また、本発明の一態様は、上述の電力伝送システムであって、前記電力伝送装置は、前記第１のアンテナ部に接続される容量を切り替える第１の可変容量スイッチ部と、前記第２のアンテナ部に接続される容量を切り替える第２の可変容量スイッチ部と、のうち少なくともいずれか一つを備え、前記電力伝送装置の段数に応じて、前記第１の可変容量スイッチ部による切り替えまたは第２の可変容量スイッチ部による切り替えの少なくともいずれか一つを制御する制御部を備える。
【００２８】
（２２）また、本発明の一態様は、略一列に並んだ複数の電力伝送装置を備える電力伝送システムに用いられる前記電力伝送装置であって、前段の前記電力伝送装置から交流磁界によりエネルギーを受信する第１のアンテナ部と、前記第１のアンテナ部が受信したエネルギーを交流磁界により次段の前記電力伝送装置へ伝送する第２のアンテナ部と、前記第１のアンテナ部及び前記第２のアンテナ部の間に挿入され、前記第１のアンテナ部が受信したエネルギーに基づいて負荷に電圧または電流を供給することが可能な供給部と、を備える電力伝送装置である。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の一態様によれば、非接触で給電する際のインフラ設備を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】第１の実施形態における電力伝送システムの構成を示す概略ブロック図である。
【図２】図１の電力伝送システムの等価回路である。
【図３】Ｅ０＝Ｅ２＝Ｅ３＝０のときの電力伝送システムの等価回路である。
【図４】図３の向かって右側半分の回路である。
【図５】図４の等価回路である。
【図６】最初の段以外の電源の電圧の絶対値を最初の段の電源の電圧の絶対値の関数とした場合のグラフの一例である。
【図７】図６の拡大図である。
【図８】第２の実施形態における電力伝送システムの構成を示す概略ブロック図である。
【図９】第２の実施形態における各電力電送装置が生成する電力の組の例を七つ示したものである。
【図１０】各電力伝送装置の電力パターンが図９としたときの、電圧の二条和／１０５をプロットした図である。
【図１１】図１０の各系列を当該系列のｘ＝１の値で縦軸の値を規格化したグラフである。
【図１２】第３の実施形態における電力伝送システムの構成を示す概略ブロック図である。
【図１３】第４の実施形態における電力伝送システムの構成を示す概略ブロック図である。
【図１４】タイミングチャートの一例である。
【図１５】第４の実施形態における初段の電力伝送装置の電源の回路図の一例である。
【図１６】第５の実施形態における電力伝送システムの構成を示す概略ブロック図である。
【図１７】第５の実施形態における電力伝送装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図１８】ＳＷ部の回路の一例である。
【図１９】各トランジスタのＯＮ時の機能を示す表である。
【図２０】第６の実施形態における電力伝送システムの構成を示す概略ブロック図である。
【図２１】第６の実施形態における電力伝送装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図２２】第１スイッチ部の構成を示す概略ブロック図である。
【図２３】第２スイッチ部の構成を示す概略ブロック図である。
【図２４】電力伝送システムが４段の場合の電力伝送システム１ｆの概略等価回路である。
【図２５】図２４の概略等価回路を別の形式で表した等価回路である。
【図２６】電力伝送システム１ｆが４段の電力伝送装置を備える場合に、必要となる伝送パワー、そのときの最適な電源の電圧及び最適な電流の一例を示す表である。
【図２７】最適電圧Ｅｎ’と、各コンデンサの容量と、負荷の入力電圧Ｅｎとの組の一例である。
【図２８】第６の実施形態の変形例における電力伝送システムの構成を示す概略ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。後述する第３の実施形態の電力伝送システムは、電力を底面にあるコンテナに搭載された電力伝送装置より供給し、さらに上部のコンテナに搭載された電力伝送装置へ電力を送電する電力伝送システムである。また、この電力伝送システムでは磁界誘導を使用した電力伝送が行われるが、カスケードにつないだ負荷への電力供給となる。さらに、各コンテナには商用電源とワイヤレスの送受電の両方に対応する回路構成をとることにより、一番下のコンテナが既存のインフラより有線で電力の供給を受け、自分の冷凍機を動作させ、さらに上部へ電力をおくることのできる構成である。これらの電力送電は時分割的に一番下の電力伝送装置からｎ番目のコンテナに電力を送ることにより途中の他の負荷変動の影響をなくすことができる。しかし、時分割では蓄電デバイスがないとコンテナに搭載された冷凍機はＯＮ−ＯＦＦ制御になり、冷凍効率が下がる。そこで、第１の実施形態では、連続制御可能なアルゴリズムについて説明する。
【００３２】
＜第１の実施形態＞
図１は、第１の実施形態における電力伝送システム１の構成を示す概略ブロック図である。電力伝送システム１は、電力伝送装置１００−０、１００−１、１００−２、１００−３の四つの電力伝送装置を備える。ここで、電力伝送装置１００−０〜１００−３を総称して電力伝送装置１００という。電力伝送システム１は、対象段の電力伝送装置１００−ｎ（ｎは０から３までの整数）が対象段の直後の段である後段の電力伝送装置１００−（ｎ＋１）へ非接触で給電する。本実施形態では、一例として、各電源１４０−ｎは電圧源である。
【００３３】
電力伝送装置１００−０は、制御部１１０−０と、無線通信部１２０−０と、電源（供給部）１４０−０と、第２のアンテナ部１５０−０とを備える。制御部１１０−０は、各段の電力伝送装置１００が要求する電力に応じて、それぞれの段の電力伝送装置１００−ｎ（ｎは０から３までの整数）が備える電源１４０−ｎが生成する電圧の値を算出する。また、例えば、制御部１１０−０は、対象段の直前の段である前段の電力伝送装置１００−（ｎ−１）の電源１４０−（ｎ−１）の電圧に対して、対象段の電力伝送装置１００−ｎの電源１４０−ｎの電圧の位相が９０度進むように、電源１４０−ｎを駆動するための基準信号を生成する。これにより、対象段用の基準信号が、前段用の基準信号より９０度進む。制御部１１０−０は、生成した基準信号を無線通信部１２０−０を介して他の無線通信部１２０−１〜１２０−３へ送信する。
【００３４】
また、制御部１１０−０は、各電源１４０−ｎが生成する電圧の値を算出する。この制御部１１０−０における算出処理については、後述する。制御部１１０−０は、例えば算出した電圧の値を示す指示情報を無線通信部１２０−０を介して他の無線通信部１２０−１〜１２０−３へ送信する。
【００３５】
なお、各電源１４０−ｎが電流源の場合、制御部１１０−０は、各段の電力伝送装置１００が要求する電力に応じて、それぞれの段の電力伝送装置１００−ｎ（ｎは０から３までの整数）が備える電源１４０−ｎが生成する電流の値を算出してもよい。また、例えば、制御部１１０−０は、前段の電力伝送装置１００−（ｎ−１）の電源１４０−（ｎ−１）の電流に対して、対象段の電力伝送装置１００−ｎの電源１４０−ｎの電流の位相が、９０度遅れるように電源１４０−ｎを駆動するための基準信号を生成してもよい。これにより、対象段用の基準信号が前段用の基準信号より９０度遅れる。その場合、制御部１１０−０は、生成した基準信号を無線通信部１２０−０から他の無線通信部１２０−１〜１２０−３へ送信してもよい。
また、各電源１４０−ｎが電流源の場合、制御部１１０−０は、各電源１４０−ｎが生成する電流の値を算出してもよい。その場合、制御部１１０−０は、算出した電流の値を示す指示情報を無線通信部１２０−０から他の無線通信部１２０−１〜１２０−３へ送信してもよい。
【００３６】
無線通信部１２０−０は、制御部１１０−０から受信した指示情報を、次段以降の電力伝送装置１００が備える無線通信部１２０−１〜１２０−３へ無線で送信する。
【００３７】
電源１４０−０は、例えば、制御部１１０−０が算出した電圧の値を振幅とする電圧を生成する。また、後述する各段の電力伝送装置１００−ｎが備える電源１４０−ｎは、例えば、制御部１１０が算出した電圧の値を振幅とする電圧を生成する。そして、電源１４０−０は、生成した電圧を第２のアンテナ部１５０−０のコンデンサ１５１−０に供給する。
【００３８】
第２のアンテナ部１５０−０は、電源１４０−０から供給された電圧または電流に応じて共振する共振回路である。第２のアンテナ部１５０−０は、交流磁界を発生させることにより、次段の電力伝送装置１００−１へエネルギーを伝送する。第２のアンテナ部１５０−０は、コンデンサ１５１−０と、インダクタ１５２−０と、寄生抵抗１５３−０とを備える。コンデンサ１５１−０と、インダクタ１５２−０と、寄生抵抗１５３−０とが順に直列に接続されている。具体的には、第２のアンテナ部１５０−０における各素子の接続関係は以下の通りである。コンデンサ１５１−０の一端は電源１４０−０に、他端はインダクタ１５２−０の一端に接続されている。また、インダクタ１５２−０の他端はインダクタ１５２−０の寄生抵抗１５３−０の一端に接続されている。寄生抵抗１５３−０の他端は電源１４０−０に接続されている。インダクタ１５２−０は、例えばコイルである。なお、寄生抵抗（１５３−０〜１５３−２、１３３−１〜１３３−３）は具体的な抵抗素子があるわけでなく、コイルやコンデンサが有する抵抗である。
【００３９】
インダクタ１５２−０は、電源１４０−０からコンデンサを介して供給された交流電流に応じて周囲に交流磁界を発生させる。これにより、インダクタ１５２−０は、次段の電力伝送装置１００−１へエネルギーを伝送する。
【００４０】
続いて、電力伝送装置１００−１は、制御部１１０−１と、無線通信部１２０−１と、電源（供給部）１４０−１と、第１のアンテナ部１３０−１と、第２のアンテナ部１５０−１とを備える。
無線通信部１２０−１は、無線通信部１２０−０から送信された指示情報と基準信号を受信する。制御部１１０−１は、例えば、無線通信部１２０−１が受信した指示情報が示す電圧の値を振幅とし、無線通信部１２０−１が受信した基準信号と同期した電圧を生成するように電源１４０−１を制御してもよい。
これにより、電源１４０−１は、例えば、電源１４０−１の電圧を前段の電力伝送装置１００−０の電源１４０−０の電圧に対して、位相が９０度進むようにすることができる。あるいは、電源１４０−１は、例えば、電源１４０−１の電流を前段の電力伝送装置１００−０の電源１４０−０の電流に対して、位相が９０度遅れるようにすることができる。
【００４１】
なお、各電源１４０−ｎが電流源の場合、制御部１１０−１は、例えば、無線通信部１２０−１が受信した指示情報が示す電流の値を振幅とし、無線通信部１２０−１から受信した基準信号と同期した電流を生成するように電源１４０−１を制御してもよい。
【００４２】
第１のアンテナ部１３０−１は、前段の電力伝送装置１００−０から、前段の電力伝送装置１００−０により生成された交流磁界を介してエネルギーを受信する。ここで、第１のアンテナ部１３０−１は、コンデンサ１３１−１と、インダクタ１３２−１と、寄生抵抗１３３−１を備える。コンデンサ１３１−１と、インダクタ１３２−１と、寄生抵抗１３３−１とが順に直列に接続されている。
【００４３】
第１のアンテナ部１３０−１における各素子の接続関係は以下の通りである。コンデンサ１３１−１の一端は電源１４０−１の一端とコンデンサ１５１−１の一端に、他端はインダクタ１３２−１の一端に接続されている。また、インダクタ１３２−１の他端は寄生抵抗１３３−１の一端に接続されている。寄生抵抗１３３−１の他端は電源１４０−１の他端に接続されている。インダクタ１３２−１は、例えばコイルである。
インダクタ１３２−１には、前段の電力伝送装置１００−０が発生させた交流磁界により誘導電流が生じる。インダクタ１３２−１は、生じた誘導電流を、コンデンサ１３１−１を介して電源１４０−１と第２のアンテナ部１５０−１へ供給する。
【００４４】
第２のアンテナ部１５０−１は、第１のアンテナ部１３０−１が受信したエネルギーを交流磁界により次段の電力伝送装置１００−２へ伝送する。ここで、第２のアンテナ部１５０−１は、コンデンサ１５１−１と、インダクタ１５２−１と、寄生抵抗１５３−１を備える。インダクタ１５２−１は、例えばコイルである。コンデンサ１５１−１と、インダクタ１５２−１と、寄生抵抗１５３−１とが順に直列に接続されている。
【００４５】
具体的には、第２のアンテナ部１５０−１における各素子の接続関係は以下の通りである。コンデンサ１５１−１の一端は電源１４０−１の一端とコンデンサ１３１−１の一端に、コンデンサ１５１−１の他端はインダクタ１５２−１の一端に接続されている。また、インダクタ１５２−１の他端は寄生抵抗１５３−１の一端に接続されている。寄生抵抗１５３−１の他端は電源１４０−１の他端に接続されている。インダクタ１５２−１は、例えばコイルである。
インダクタ１５２−１には、第１のアンテナ部１３０−１のインダクタ１３２−１からコンデンサ１３１−１及びコンデンサ１５１−１を介して供給された誘導電流により、周囲に交流磁界を発生させる。
【００４６】
続いて、電力伝送装置１００−２は、制御部１１０−２と、無線通信部１２０−２と、電源（供給部）１４０−２と、第１のアンテナ部１３０−２と、第２のアンテナ部１５０−２とを備える。電力伝送装置１００−２の構成は、電力伝送装置１００−１と同様であるので、その説明を省略する。
【００４７】
続いて、電力伝送装置１００−３は、無線通信部１２０−３と、第１のアンテナ部１３０−３と、電源（供給部）１４０−３とを備える。
無線通信部１２０−３は、無線通信部１２０−０から送信された指示情報と基準信号を受信する。制御部１１０−３は、例えば、無線通信部１２０−３が受信した指示情報が示す電圧の値を振幅とし、無線通信部１２０−３が受信した基準信号と同期した電圧を生成するように電源１４０−３を制御する。これにより、電源１４０−３は、例えば、電源１４０−３の電圧を前段の電力伝送装置１００−２の電源１４０−２の電圧に対して、位相が９０度進むようにすることができる。
なお、各電源１４０−ｎが電流源の場合、制御部１１０−３は、無線通信部１２０−３が受信した指示情報が示す電流の値を振幅とし、無線通信部１２０−３が受信した基準信号と同期した電流を生成するように電源１４０−３を制御してもよい。これにより、電源１４０−３は、例えば、電源１４０−３の電流を前段の電力伝送装置１００−２の電源１４０−２の電流に対して、位相が９０度遅れるようにすることができる。
なお、各電源１４０−ｎが電流源の場合、電源１４０−３は、例えば、無線通信部１２０−３から受信した指示情報が示す電流の値を振幅とし、無線通信部１２０−３から受信した駆動信号と同期した電流を生成してもよい。
【００４８】
第１のアンテナ部１３０−３は、前段の電力伝送装置１００−２により生成された交流磁界を介してエネルギーを受信する。ここで、第１のアンテナ部１３０−３は、コンデンサ１３１−３と、インダクタ１３２−３と、寄生抵抗１３３−３を備える。コンデンサ１３１−３と、インダクタ１３２−３と、寄生抵抗１３３−３とが順に直列に接続されている。
【００４９】
第１のアンテナ部１３０−３における各素子の接続関係は以下の通りである。コンデンサ１３１−３の一端は電源１４０−３の一端に、コンデンサ１３１−３の他端はインダクタ１３２−３の一端に接続されている。また、インダクタ１３２−３の他端は寄生抵抗１３３−３の一端に接続されている。寄生抵抗１３３−３の他端は電源１４０−３の他端に接続されている。インダクタ１３２−３は、例えばコイルである。
【００５０】
インダクタ１３２−３には、前段の電力伝送装置１００−２が発生させた交流磁界により誘導電流が生じる。インダクタ１３２−３は、生じた誘導電流を、コンデンサ１３１−３を介して電源１４０−３へ供給する。
【００５１】
＜各電源の電圧または電流の算出処理の詳細＞
続いて、各電源の電圧または電流の算出処理の詳細について説明する。図１の電力伝送システム１において、ｋを磁界結合の結合係数とすると、相互インダクタンスＭ＝ｋＬである。図１において、一例として、全てのコンデンサの容量がＣで、全てのインダクタのインダクタンスがＬで、全ての寄生抵抗の抵抗値がｒである。また、一例として各電源が生成する電圧の角周波数ｗ０が１／√（ＬＣ）であるものとする。
【００５２】
ここで各段の電源１４０−ｎは、各第１のアンテナ部１３０−ｎまたは第２のアンテナ部１５０−ｎに並列に挿入されているために、電源１４０−ｎでの交流ラインの切断がない。このため、電源１４０−ｎでは交流を直流に変換せずに交流のまま送電するので、損出が少なく伝送効率低下が少ない。
【００５３】
電源１４０−０、１４０−１、１４０−２、１４０−３の電圧をそれぞれＥ０、Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３とし、電流をそれぞれＩ０、Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３とする。
電流Ｉ０、Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３を要素とする列ベクトルは、次の式（１）で表される。
【００５４】
【数１】
2014079149.tif 000003
【００５５】
ここで、式（１）の矢印は、各寄生抵抗の抵抗値ｒを０にすることを意味する。また、式（１）の右辺の電圧ベクトル［Ｅ０、Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３］ｔにかけられた係数は、アドミッタンス行列Ｙである。なお、式（１）の導出は後述する。各電源１４０−ｎの電圧Ｅｎは、次の式（２）で表される。
【００５６】
Ｅｎ＝ｊｎ×ｅ［ｎ］  …式（２）
【００５７】
ここで、ｅ［ｎ］は、各電源１４０−ｎの電圧Ｅｎの絶対値であり、実数である。各電源１４０−ｎの電圧Ｉｎ＝ｊｎ×ｉ［ｎ］と表せる。ここでｉ［ｎ］は、各電源１４０−ｎの電流Ｉｎの絶対値であり、実数である。すると、式（１）の行列から、電流Ｉｎの絶対値ｉ［ｎ］は、次の式（３）で表される。
【００５８】
ｉ［ｎ］＝１／Ｘ（ｅ［ｎ＋１］−ｅ［ｎ−１］）  …式（３）
【００５９】
ただし、ｅ［−１］＝ｅ［４］＝０とする。また、各電源１４０−ｎから発せられる電力は、次の式（４）で表される。
【００６０】
Ｐｏｗｅｒ［ｎ］＝ｉ［ｎ］×ｅ［ｎ］  …式（４）
【００６１】
ここで、各電源１４０−ｎから発せられる電力が負の時は電源に入り込む電力となり、これは当該電源１４０−ｎで使われる電力となる。これは当該電源１４０−ｎに負荷が接続されていればそこで消費される電力となる。この場合、負荷の電圧と電流はあらかじめ設定することができず、負荷の要求する電力（以下、デマンドともいう）次第となる。例えば、コンテナ（例えば、リーファーコンテナ）にワイヤレス給電にて電力を供給するときなどがこの場合となる。ここで、一例として、電源１４０−１〜電源１４０−３がパワーを吸収し、電源１４０−０がパワーを発生させる場合を考える。
【００６２】
制御部１１０−０は、各電源１４０−ｎが発生する電力Ｐｏｗｅｒ［ｎ］が、当該電源１４０−ｎが接続されている負荷のデマンドの反対符号とするよう制御する。ただし、Ｐｏｗｅｒ［０］からＰｏｗｅｒ［３］の和は０とする。式（３）及び式（４）から、次の式（５）及び式（６）の漸化式が導出される。
【００６３】
ｉ［ｎ］＝Ｐｏｗｅｒ［ｎ］／ｅ［ｎ］  …式（５）
【００６４】
ｅ［ｎ＋１］＝ｅ［ｎ−１］＋Ｘｉ［ｎ］  …式（６）
【００６５】
式（５）及び式（６）から、電源１４０−０の電圧Ｅ０の絶対値ｅ［０］が決まれば−ｎ［０］〜ｉ［３］及びｅ［１］〜ｅ［３］が求められる。ここで、電源１４０−０の電力は、電源１４０−１〜１４０−３が要求する電力Ｐｏｗｅｒ［１］〜Ｐｏｗｅｒ［３］の総和に−１を掛けた量である。よって、制御部１１０−０は、例えば、電源１４０−０の電圧Ｅ０の絶対値ｅ［０］と、電源１４０−１〜１４０−３が要求する電力−Ｐｏｗｅｒ［１］〜−Ｐｏｗｅｒ［３］とを参照して、各電源１４０−ｎが生成する電流及び電圧を算出する。ここで、例えば、電源１４０−１〜１４０−３が要求する電力Ｐｏｗｅｒ［１］〜Ｐｏｗｅｒ［３］と電源１４０−０の電圧Ｅ０の絶対値ｅ［０］は、予め決められていてもよい。
【００６６】
続いて、式（１）の導出について説明する。図２は、図１の電力伝送システム１の等価回路である。同図においてＣｈ０は電力伝送装置１００−０で、Ｃｈ１は電力伝送装置１００−１で、Ｃｈ２は電力伝送装置１００−２で、Ｃｈ３は電力伝送装置１００−３である。
Ｅ０＝Ｅ２＝Ｅ３＝０とすると、図２の等価回路は、次の図３の回路と等価になる。図３は、Ｅ０＝Ｅ２＝Ｅ３＝０のときの電力伝送システム１の等価回路である。
【００６７】
図３の回路は左右対称であるから、図３の向かって右側半分の回路は、次の図４の回路になる。図４は、図３の向かって右側半分の回路である。
ここで、Ｃｈ１とＣｈ２の相互リアクタンスがＸで、図４の向かって左側の回路の自己リアクタンスがＸで、図４の向かって右側の回路の自己リアクタンスがＸである。そうすると、図４の回路は、次の図５の等価回路で表される。図５は、図４の等価回路である。同図において、点Ｐ５１における電圧はＶ’である。矢印Ａ５２からみたインピーダンスＺは、次の式（７）で表される。
【００６８】
【数２】
2014079149.tif 000004
【００６９】
式（７）からｎ番目の電力伝送装置１００−ｎのアドミッタンスＹｎは、左右の対称性から次の式（８）で表される。
【００７０】
【数３】
2014079149.tif 000005
【００７１】
式（７）から点Ｐ５１における電圧Ｖ’は、次の式（９）で表される。
【数４】
2014079149.tif 000006
【００７２】
式（９）から図５における電流Ｉ２は、次の式（１０）で表される。
【００７３】
【数５】
2014079149.tif 000007
【００７４】
Ｅ０＝Ｅ２＝Ｅ３＝０だけでなく、他のパターンの場合にも上述のような処理を行うことで、式（１）の右辺の電圧ベクトル［Ｅ０、Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３］ｔにかけられた係数であるアドミッタンス行列Ｙは、次の式（１１）で表される。ここで、上付きのｔは転置を表す。
【００７５】
【数６】
2014079149.tif 000008
【００７６】
ここで、式（１１）の矢印は、各寄生抵抗の抵抗値ｒを０にすることを意味する。
【００７７】
続いて、図６は、電源１４０−１〜１４０−３の電圧の絶対値ｅ［１］〜ｅ［３］を電源１４０−０の電圧の絶対値ｅ［０］の関数とした場合のグラフの一例である。図７は、図６の拡大図である。図６及び図７は、Ｐｏｗｅｒ［１］〜Ｐｏｗｅｒ［３］が−５０００Ｗ、Ｘ＝５０Ωの時の例である。同図の横軸は電源１４０−０の電圧の絶対値ｅ［０］で縦軸は電源１４０−ｎの電圧の絶対値ｅ［ｎ］である。図６において、ｎ＝１のときの直線Ｗ１１、ｎ＝２のときの直線Ｗ１２、ｎ＝３のときの直線１３が示されている。この図６より、電源１４０−ｎの電圧の絶対値ｅ［ｎ］は、ｎが奇数の場合、電源１４０−０の電圧の絶対値ｅ［０］と反比例し、偶数の場合、電源１４０−０の電圧の絶対値ｅ［０］に比例する。また、図７の拡大図において、ｎ＝１のときの直線Ｗ２１、ｎ＝２のときの直線Ｗ２２、ｎ＝３のときの直線２３が示されている。
【００７８】
式（１）より、ｒで消費されるエネルギーすなわちＬｏｓｓは、関数ｆ＝｜Ｅ０｜２＋２×｜Ｅ１｜２＋２×｜Ｅ２｜２＋｜Ｅ３｜２＝（ｅ［０］）２＋２×（ｅ［１］）２＋２×（ｅ［２］）２＋ｅ［３］２に比例する。従って関数ｆを最小にすることがＬｏｓｓを最小にすることとなる。
また、図６における曲線Ｗ１４及び図７の拡大図における曲線Ｗ２４は関数ｆを１０５で割った値であり、電源１４０−０の電圧の絶対値ｅ［０］＝√（Ｐｏｗｅｒ［０］  Ｘ）＝２７００Ｖ程度で最少となる。この量は寄生抵抗で消費される熱に比例するため、この電圧が最適値となる。
関数ｆが最小となるときに、電力伝送システム１における電力の伝送ロスが最小となるので、電源１４０−０の電圧の絶対値ｅ［０］は、√（Ｐｏｗｅｒ［０］  Ｘ）程度であることが望ましい。すなわち、エネルギーを発する段の電力伝送装置が備える供給部が生成する電圧は、隣り合う電力伝送装置の一方が備える第１のアンテナ部と他方が備える第２のアンテナ部の結合インピーダンスの虚部の絶対値と、上記エネルギーを発する段の電力伝送装置以外の電力伝送装置が要求する電力の総和との積の平方根と略一致することが望ましい。これにより、電力の伝送ロスを低くすることができる。
【００７９】
以上、第１の実施形態では、電力伝送システム１は略一列に並んだ複数の電力伝送装置１００−ｎを備える。電力伝送装置１００−ｎは、前段の電力伝送装置１００−（ｎ−１）により生成された交流磁界を介してエネルギーを受信する第１のアンテナ部１３０−ｎと、第１のアンテナ部１３０−ｎが受信したエネルギーを交流磁界により次段の電力伝送装置１００−（ｎ＋１）へ伝送する第２のアンテナ部１５０−ｎと、第１のアンテナ部１３０−ｎ及び第２のアンテナ部１５０−ｎの間に挿入され、第１のアンテナ部１３０−ｎが受信したエネルギーに基づいて負荷に電圧または電流を供給することが可能な電源（供給部）１４０−ｎと、を備える。
これにより、各電力伝送装置１００−ｎが電源１４０−ｎを有することで、その電源にかかる電圧の位相を適切に変化させることにより、電源１４０−ｎにかかる電圧とそこから流れ出る電流の同相成分が負になるので、前段の電力伝送装置１００−（ｎ−１）から供給されたエネルギーの一部または全部を電源１４０−ｎが吸収し、残りを後段の電力伝送装置１００−（ｎ＋１）に供給することができる。
【００８０】
各段の電源が生成する電圧は、それぞれの段の前段の電源が生成する電圧より位相が９０度進んでいるか、または各段の電源が生成する電流は、それぞれの段の前段の電源が生成する電流より位相が９０度遅れている。これにより、その電源にかかる電圧と電流は丁度逆符号になるので、前段からそれぞれの段へ供給される電力のロスを他の位相差のときよりも小さくすることができ、伝送効率を向上させることができる。
【００８１】
ここで、９０°で効率が向上する理由を以下に示す。式（３）は、ｅ［ｎ］及びｉ［ｎ］が複素数であるときもそのまま成立する。しかし、式（４）は、ｅ［ｎ］及びｉ［ｎ］が複素数のときは、以下の式（４´）で表される。
【００８２】
Ｐｏｗｅｒ［ｎ］＝（ｉ＊［ｎ］ｅ［ｎ］＋ｉ［ｎ］ｅ＊［ｎ］）／２  …式（４´）
【００８３】
ここで、ｉ＊［ｎ］はｉ［ｎ］の複素共役で、ｅ＊［ｎ］はｅ［ｎ］の複素共役である。式（３）より、ｎ＝１〜Ｎ−１までのｎに対して、次の式（１２）が成り立つ。
【００８４】
【数７】
2014079149.tif 000009
【００８５】
ここで、関数ｇを、次の式（１３）に定義する。これは式（１）の極限をとる前の式にある行列の実数成分の期待値に比例し、関数ｇは損失に比例する。
【００８６】
【数８】
2014079149.tif 000010
【００８７】
ここで、Ｐｏｗｅｒ［ｎ］は設定値であるから、ｎ＝１〜Ｎ−１までのｎの拘束条件となり、この条件の下で、関数ｇを最小にできればよい。そこで、ラグランジュの未定定数法によりλ１、…、λＮ−１を実数として、関数εを次の式（１４）で定義する。
【００８８】
【数９】
2014079149.tif 000011
【００８９】
式（１４）中の正方行列は実対称行列だから、固有値は実数となり、この最小固有値に対する固有ベクトルを実ベクトルにできる。この固有ベクトルに対してＮ−１個のλ１〜λＮ−１を式（１２）のＮ−１個の方程式を満たすように定め、そのときの固有ベクトルは最も小さな関数εを与える。いずれにしても、ｅ［０］〜ｅ［Ｎ−１］は実数であり、Ｅ［ｎ］∝ｎとなる。これから、式（３）より、ｉ［ｎ］も実数となり、Ｅ［ｎ］∝ｊｎとなる。
【００９０】
なお、対象段の前段の電源と対象段の電源の位相差は９０度に限らず、各段の供給部が生成する電圧は、前段の供給部が生成する電圧と比べて位相が異なるか、または各段の供給部が生成する電流は、前段の供給部が生成する電流と比べて位相が異なっていてもよい。
というのは、もし、電圧のすべての位相が同一であるとすると、Ｅ０〜Ｅ４は実数となり、式（１）より電流は純虚数となる。これは各ｃｈの電圧と電流の位相が９０°ずれていることを指し、各ｃｈからのエネルギーの出入りがない。すなわちエネルギー伝送が行われないからである。
また、各段の供給部が生成する電圧は、前段の供給部が生成する電圧と比べて振幅が異なるか、または各段の供給部が生成する電流は、前段の供給部が生成する電流と比べて振幅が異なっていてもよい。
以上のことをまとめると、各段の供給部が生成する電圧は、前段の供給部が生成する電圧と比べて振幅または位相の少なくともいずれかが異なるか、または各段の供給部が生成する電流は、前段の供給部が生成する電流と比べて振幅または位相の少なくともいずれかが異なっていてもよい。
【００９１】
本実施形態において、制御部１１０−０は、各段の電力伝送装置１００−ｎが要求する電力に応じて、それぞれの段の電力伝送装置１００−ｎが備える電源１４０−ｎが生成する電圧または電流の値を算出する。そして、制御部１１０−０は、それぞれの段に対して算出した電圧の値または電流の値を、一例として無線により、対応する段の電力伝送装置に送信させる。そして、各段の電力伝送装置１００−ｎが備える電源１４０−ｎは、制御部１１０−０が算出した電圧の値または電流の値を振幅とする電圧または電流をそれぞれ生成する。
これにより、各電源１４０−ｎにかかる電圧または電流の振幅を制御部１１０−０がそれぞれに対して算出した値とすることで、各インダクタにかかる関数ｆを小さくすることができるので、電力の伝送ロスを小さくすることができる。
【００９２】
また、本実施形態において、電源（供給部）１４０−ｎは、第１のアンテナ部１３０−ｎ及び第２のアンテナ部１５０−ｎに対して並列に挿入されている。また、複数の電力伝送装置に含まれる第１の電力伝送装置の第１のアンテナ部は、該第１の電力伝送装置に隣り合う第２の電力伝送装置の第２のアンテナ部と略平行に配置されている。また、第１の電力伝送装置の第２のアンテナ部は、該第１の電力伝送装置に対して第２の電力伝送装置とは異なる位置で隣り合う第３の電力伝送装置の第１のアンテナ部と略平行に配置されている。
【００９３】
また、本実施形態において、対象段の前段の電力伝送装置１００−（ｎ−１）が備える第２のアンテナ部１５０−（ｎ−１）と対象段の電力伝送装置１００−ｎが備える第１のアンテナ部１３０−ｎの共振周波数は略等しいことが望ましい。これにより、第２のアンテナ部１５０−（ｎ−１）が周囲に発生させる磁界により第１のアンテナ部１３０−ｎに誘導される誘導電流の周波数と第１のアンテナ部１３０−ｎの電流の共振周波数を略等しくすることができる。その結果、前段の電力伝送装置１００−（ｎ−１）が備える第２のアンテナ部１５０−（ｎ−１）が生成した交流磁界を介して当該電力伝送装置１００−ｎが備える第１のアンテナ部１３０−ｎへ伝送するエネルギーのロスを少なくすることができる。
【００９４】
なお、本実施形態では、電力伝送装置の数を四つとしたが、これに限らず、二つまたは三つでもよいし、五つ以上であってもよい。
【００９５】
＜第２の実施形態＞
続いて、第２の実施形態について説明する。図８は、第２の実施形態における電力伝送システム１ｂの構成を示す概略ブロック図である。図１と同一の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。第２の実施形態における電力伝送システム１ｂは、第１の実施形態における電力伝送システム１と比べて、電力伝送装置が四つから七つに増えたものである。
【００９６】
図９は、第２の実施形態における各電力伝送装置１００−ｎ（本実施形態では、ｎは０から６までの整数）が生成する電力の組の例を七つ示したものである。Ｐｏｗｅｒ［ｎ］は、電力伝送装置１００−ｎが発生させる電力を意味する。プラスの値は、電力を作り出すことを意味し、マイナスの値は、電力を消費することを意味する。また、全てのパターンにおいて、Ｐｏｗｅｒ０〜Ｐｏｗｅｒ６の総和は０である。
【００９７】
図１０は、各電力伝送装置１００−ｎの電力パターンが図９としたときの、関数ｆ／１０５をプロットした図である。同図の縦軸は電圧の二条和／１０５で、横軸はｘ＝√（Ｐｏｗｅｒ［０］／Ｘ）である。図１０のグラフ中系列番号は、図９のパターン番号に対応する。同図には、系列１〜７に対応する曲線Ｗ３１〜Ｗ３７が示されている。各系列における最小値は横軸が０．９５〜１．０５の間にある。最小値の平均値は０．９８５で最小値の標準偏差σは０．０３８である。よって、最小値±σはｘ＝０．９５〜１．０２であり、最小値±２σでは０．９１〜１．０６、最小値±３σでは１．１〜０．９５である。したがって、例えば、ｘが０．９１から１．０６の間に最小値が９５％の確率で存在する。
【００９８】
図１１は、図１０の各系列を当該系列のｘ＝１の値で縦軸の値を規格化したグラフである。同図の縦軸は規格化された関数ｆで、横軸はｘ＝√（Ｐｏｗｅｒ［０］／Ｘ）である。同図には、系列１〜７に対応する曲線Ｗ４１〜Ｗ４７が示されている。同図から、ｘを０．８５〜１．２５にとるとほぼ最適値の１．６倍以下の損失となり、損失が抑えられる。また、ｘ＝１にすれば最適値の１．０５倍以下に損失を抑えられる。
【００９９】
以上、第２の実施形態において、電力伝送システム１ｂが備える複数の電力伝送装置のうち一の電力伝送装置１００−０がエネルギーを発する段の電力伝送装置である。そして、エネルギーを発する段の電力伝送装置１００−０が備える電源（供給部）１４０−０が生成する電圧は、隣り合う電力伝送装置の一方が備える第１のアンテナ部と他方が備える第２のアンテナ部の結合インピーダンスの虚部の絶対値と、エネルギーを発する段の電力伝送装置以外の電力伝送装置が要求する電力の総和との積の平方根の定数倍（例えば、０．８５〜１．２５倍）の電圧である。
【０１００】
＜第３の実施形態＞
続いて、第３の実施形態について説明する。図１２は、第３の実施形態における電力伝送システム１ｃの構成を示す概略ブロック図である。図１と同一の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。第３の実施形態における電力伝送システム１ｃは、第１の実施形態の電力伝送システム１をリーファコンテナ（冷凍コンテナということもある）に応用したものである。第３の実施形態における電力伝送システム１ｃは、第１の実施形態における電力伝送システム１と比べて、電力伝送装置が四つから三つに減っている。
【０１０１】
電力伝送システム１ｃは、リーファコンテナ１０−０、１０−１、１０−２の三つのリーファコンテナを備える。各リーファコンテナ１０−ｎ（第３の実施形態ではｎは、０から２までの整数）は、それぞれ電力伝送装置１００ｃ−ｎとＤＣ冷凍機１８０−ｎを備える。電力伝送システム１ｃは、電力伝送装置を備えるリーファコンテナ１０−ｎが略一列に積み上がったものである。電力伝送装置１００ｃ−ｎを総称して電力伝送装置１００ｃともいう。第３の実施形態ではＤＣ制御のＤＣ冷凍機１８０−ｎをリーファコンテナ１０−ｎが搭載することにより、部品の増分を小さくさせ電力伝送効率を向上させる。
なお、図１２において、図の記載の便宜上、各リーファコンテナ１０−ｎの間に隙間が存在しているが、この隙間は図示しないがコンテナの足で距離を保っている。
【０１０２】
各電力伝送装置１００ｃ−ｎは、制御部１１０ｃ−ｎと、無線通信部１２０ｃ−ｎと、第１のアンテナ部１３０−ｎと、電源１４０−ｎと、第２のアンテナ部１５０−ｎと、リレー１６０−ｎと、リレー１７０−ｎとを備える。本実施形態では、一例として、各電源１４０−ｎは電圧源とする。
【０１０３】
電源１４０−ｎが商用電源に接続されると、電源１４０−ｎは外部電源に接続された旨を制御部１１０−ｃに通知する。制御部１１０ｃ−ｎは、外部電源に接続された旨の通知を電源１４０−ｎから受け取ると、マスターとして動作する。この場合、他の制御部はスレーブとして動作する。本実施形態では、一例として、電源１４０−０が商用電源に接続されて、制御部１１０ｃ−０がマスターとして動作するものとして説明する。
【０１０４】
マスターとして動作する制御部１１０ｃ−０は、各電力伝送装置１００ｃ−ｎが備える電源１４０−ｎが生成する電圧の値を決定する。また、制御部１１０ｃ−０は、例えば、次の段の電力伝送装置１００ｃ−１の電源１４０−１の電圧の位相が自装置の電源１４０−０の位相より９０度早くなるように、電源１４０−１を駆動するための基準信号を生成する。また、制御部１１０ｃ−０は、例えば、次の次の段の電力伝送装置１００ｃ−２の電源１４０−２の電圧の位相が自装置の電源１４０−０の位相より１８０度早くなるように、電源１４０−２を駆動するための基準信号を生成する。そして、制御部１１０ｃ−０は、電源１４０−１が生成する電圧の値を示す指示情報と電源１４０−１の駆動信号、無線通信部１２０ｃ−０から他の無線通信部１２０ｃ−１へ無線で送信させる。そして、制御部１１０ｃ−０は、電源１４０−２が生成する電圧の値を示す指示情報と電源１４０−２の基準信号を、無線通信部１２０ｃ−０から他の無線通信部１２０ｃ−１へ無線で送信させる。
【０１０５】
一方、スレーブとして動作する他の制御部１１０ｃ−１は、無線通信部１２０ｃ−１から受信した指示情報と電源１４０−１の基準信号を用いて、電源１４０−１が、その指示情報が示す電圧の値を振幅とし、無線通信部１２０ｃ−１から受信した基準信号と同期した電圧を生成するよう、電源１４０−１を制御する。
同様に、スレーブとして動作する他の制御部１１０ｃ−２は、無線通信部１２０ｃ−２から受信した指示情報と電源１４０−２の基準信号を用いて、電源１４０−２が、その指示情報が示す電圧の値を振幅とし、無線通信部１２０ｃ−２から受信した基準信号と同期した電圧を生成するよう、電源１４０−２を制御する。
【０１０６】
また、電源１４０−０が商用電源に接続された場合、マスターとして動作する制御部１１０ｃ−０は、自装置のリレー１６０−０を切断する。これにより、余計な第１のアンテナ部１３０−０に電力を供給しないようにすることができ、無駄な電力消費をなくすことができる。その結果、電力の伝送効率を向上させることができる。また、電源１４０−０が商用電源に接続された場合、マスターとして動作する制御部１１０ｃ−０は、自装置とは反対の端の電力伝送装置１００ｃ−２のリレー１７０−２を切断するよう制御する。
【０１０７】
以下、リレー１７０−２の切断制御処理の具体的処理の一例について説明する。まず、自装置とは反対の端の電力伝送装置の判定処理の一例は、以下の通りである。各電力伝送装置１００ｃ−ｎは、不図示の重さ計測部を備える。重さ計測部は、リーファコンテナ１０−２の外側の上面にかかる重さを計測する。この場合、例えば、リーファコンテナ１０−２の重さ計測部が計測する重さは０である。
よって、例えば、マスターとして動作する制御部１１０ｃ−０は、他の各電力伝送装置１００ｃ−ｎに対して、重さ計測部が計測した重さを無線で送信するように要求する。制御部１１０ｃ−０は、例えば、その要求に応じて他の各電力伝送装置１００ｃ−ｎが無線で送信した重さのうち、最も小さい重さを送信した電力伝送装置１００ｃ−ｎ（ここでは、電力伝送装置１００ｃ−２）を、自装置とは反対の端の電力伝送装置と判定する。以上で、自装置とは反対の端の電力伝送装置の判定処理の一例の説明を終了する。
【０１０８】
次に、自装置とは反対の端の電力伝送装置１００ｃ−２のリレー１７０−２を切断する処理の一例は以下の通りである。制御部１１０ｃ−０は、例えば、自装置とは反対の端の電力伝送装置１００−２が備える無線通信部１２０ｃ−２へ、リレー１７０−２を切断するように要求する切断要求情報を無線通信部１２０ｃ−０から送信する。無線通信部１２０−２は、例えば無線通信部１２０ｃ−０から送信された切断要求情報を受信し、受信した切断要求情報を制御部１１０ｃ−２へ出力する。制御部１１０ｃ−２は、例えば無線通信部１２０−２から入力された切断要求情報に応じて、リレー１７０−２を切断する。これにより、電源１４０−２が第２のアンテナ部１５０−２に電力を供給しないようにすることができるので、第２のアンテナ部１５０−２における無駄な電力消費をなくすことができる。その結果、電力の伝送効率を向上させることができる。以上で、自装置とは反対の端の電力伝送装置１００ｃ−２のリレー１７０−２を切断する処理の一例の説明を終了する。
【０１０９】
リレー１７０−０は、電源１４０−０と第２のアンテナ部１５０−０とを電気的に接続している。これにより、電源１４０−０は、第２のアンテナ部１５０−０に電圧を供給する。同様に、リレー１７０−１は、電源１４０−１と第２のアンテナ部１５０−１とを電気的に接続している。これにより、電源１４０−１は、第２のアンテナ部１５０−１に電圧を供給する。
また、リレー１６０−１は、電源１４０−１と第１のアンテナ部１３０−１とを電気的に接続している。これにより、電源１４０−１は、第１のアンテナ部１３０−１に電圧を供給する。同様に、リレー１６０−２は、電源１４０−２と第１のアンテナ部１３０−２とを電気的に接続している。これにより、電源１４０−２は、第１のアンテナ部１３０−２に電圧を供給する。
また、各電源１４０−ｎは、対応するＤＣ冷凍機１８０−ｎに電圧を供給する。
【０１１０】
各第１のアンテナ部１３０−ｎは、第１の実施形態と同様に、コンデンサ１３１−ｎと、インダクタ１３２−ｎと寄生抵抗１３３−ｎとを備える。各インダクタ１３２−ｎは、リーファコンテナ１０−ｎの床面に該床面と略平行に設置されている。
また、各第２のアンテナ部１５０−ｎは、第１の実施形態と同様に、コンデンサ１５１−ｎと、インダクタ１５２−ｎと寄生抵抗１５３−ｎとを備える。各インダクタ１５２−ｎは、リーファコンテナ１０−ｎの天井に該天井と略平行に設置されている。
これにより、ある段の電力伝送装置１００ｃ−ｎが備える第１のアンテナ部１３０−ｎが有するインダクタ１５２−ｎと、前段の電力伝送装置１００ｃ−（ｎ−１）が備える第２のアンテナ部１５０−（ｎ−１）が有するインダクタ１５２−（ｎ−１）とが略並行になっている。
また、例えば、マスターとしての電力伝送装置１００ｃ−ｎの制御部１１０ｃ−０は、無線通信部１２０ｃ−０が受信した他のリーファコンテナの情報を用いて、全てのリーファコンテナの情報を自装置の表示部（不図示）に集約して表示させてもよい。これにより、マスターの表示部（不図示）にはスレーブのリーファコンテナの温度などを無線通信により集約表示できる。ゆえに、人がコンテナに上らなくても上部のリーファコンテナの状態を知ることができる。このようにマスターの制御部は、リーファコンテナの情報を複数のリーファコンテナのうちの一台の表示部（不図示）に集約して表示させてもよい。
【０１１１】
以上、第３の実施形態において、電力伝送システム１ｃは、電力伝送装置を備えるコンテナが略一列に並んだものである。各第１のアンテナは、第１のインダクタを備え、各第２のアンテナは、第２のインダクタを備える。コンテナは重力がかかる方向と平行に順に積み上げられており、第１のインダクタはコンテナの床面に設置され、第２のインダクタはコンテナの天井に設置され、第２のインダクタは次段のコンテナの第１のインダクタと略平行である。これにより、第２のインダクタと第１のインダクタと略平行で、かつ、第２のインダクタと第１のインダクタとの距離を短くすることができるので、第２のインダクタは次段のコンテナの第１のインダクタへエネルギーを伝送することができる。
また、一番下のコンテナが備える電源が商用電源より有線で電力を供給されている。このため、コンテナヤードや船倉において、上に積まれたコンテナに電力を供給するために新たにインフラを構築する必要がないので、容易に電力伝送システム１ｃを導入することができる。
また、各段の電源（供給部）は、有線の電力線から電力を取ることが可能である。また、各段の電源（供給部）は、エネルギー伝送に必要ない第１のアンテナ部または第２のアンテナ部に通電しない。
【０１１２】
なお、第３の実施形態において、リーファコンテナに応用した例を示したが、これに限らず、他のコンテナ（例えば、ベンチレータコンテナ）に応用してもよい。また、コンテナに限らず、電力伝送装置を備える電力消費ユニットが略一列に並んだ構成であってもよい。ここで、複数の電力消費ユニットのうち少なくとも一つの電力消費ユニットは、電力を消費する負荷を備える。
なお、本実施形態では、リーファコンテナ１０−ｎが略一列に積み上がっていたが、水平方向に略一列に並んでいてもよい。このことから、電力伝送装置を備えるコンテナが略一列に並んでいてもよい。
【０１１３】
なお、各電源１４０−ｎが電流源の場合、マスターとしての制御部１１０ｃ−０は、各電力伝送装置１００ｃ−ｎが備える電源１４０−ｎが生成する電圧を決定してもよい。
【０１１４】
なお、自装置とは反対の端の電力伝送装置を判定する処理は、以下の処理であってもよい。無線通信部１２０ｃ−０は、例えば、他の無線通信部１２０ｃ−１または１２０ｃ−２から送信されたパイロット信号を受信する。マスターとして動作する制御部１１０ｃ−０は、無線通信部１２０ｃ−０が受信したパイロット信号の受信信号強度を計測する。そして、制御部１１０ｃ−０は、一例として、受信信号強度が最も小さくなるパイロット信号を送信した無線通信部１２０ｃ−２を備える電力伝送装置１００ｃ−２を自装置とは反対の端の電力伝送装置であると判定してもよい。これにより、リーファコンテナが水平方向に略一列に配置されていたとしても、制御部１１０ｃ−０は、自装置とは反対の端の電力伝送装置を判定することができる。
【０１１５】
＜第４の実施形態＞
続いて、第４の実施形態について説明する。図１３は、第４の実施形態における電力伝送システム１ｄの構成を示す概略ブロック図である。図１または図１２と同一の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。第４の実施形態における電力伝送システム１ｄは、第１の実施形態における電力伝送システム１と比べて、それぞれの電力伝送装置１００ｄ−ｎ（本実施形態ではｎは０から４までの整数）の電源１４０−ｎが電源１４０ｄ−ｎに、制御部１１０−ｎが制御部１１０ｄ−ｎに変更され、負荷１４４−ｎとリレー１６０−ｎとリレー１７０−ｎが追加されたものになっている。各電源１４０ｄ−ｎは、同一のインデックス値を有する負荷１４４−ｎに接続されている。
【０１１６】
図１３では、各段の電源１４０ｄ−ｎが商用電源からの電力の供給を受けてかつその段の負荷に電力を供給し、なおかつ各段の電源１４０ｄ−ｎが第２のアンテナ部１５０−ｎに電力を送り、他の電源に接続された負荷にも電力を供給する。
また、リレー１６０−１が開いているのに対し、リレー１６０−１〜４は、閉じている。リレー１７０−０〜３が閉じているのに対し、リレー１７０−４は開いている。
【０１１７】
また、電力伝送装置１００ｄ−０は、第１の実施形態における電力伝送装置１００−０と比べて、第１のアンテナ部１３０−０が追加されたものになっている。第１のアンテナ部１３０−０は、リレー１６０−０とコンデンサ１３１−０とインダクタ１３２−０とが順に直列に接続されており、この回路が電源１４０ｄ−０に対して並列に挿入されている。具体的な接続関係は以下の通りである。リレー１６０−０の一端が電源１４０ｄ−０の一端に接続されている。リレー１６０−０の他端がコンデンサ１３１−０の一端に接続されている。コンデンサ１３１−０の他端がインダクタ１３２−０の一端に接続されている。インダクタ１３２−０の他端は、電源１４０ｄ−０の他端に接続されている。リレー１６０−０は、コンデンサ１３１−０と電源１４０ｄ−０との電気的な接続を切断している。これにより、電源１４０ｄ−０が、インダクタ１３２−０へ電圧を供給しないようにすることができ、無駄な電力消費をなくすことができる。
【０１１８】
また、電力伝送装置１００ｄ−４は、第１の実施形態における電力伝送装置１００−３と比べて、第１のアンテナ部１３０−３が第１のアンテナ部１３０−４に変更され、第２のアンテナ部１５０−４が追加されたものになっている。第１のアンテナ部１３０−４は、第１のアンテナ部１３０−３と同様の構成であるので、その説明を省略する。第２のアンテナ部１５０−４は、リレー１７０−４とコンデンサ１５１−４とインダクタ１５２−４とが順に直列に接続された直列回路であり、この直列回路が電源１４０ｄ−４に対して並列に挿入されている。具体的な接続関係は以下の通りである。リレー１７０−４の一端が電源１４０ｄ−４の一端に接続されている。リレー１７０−４の他端がコンデンサ１５１−４の一端に接続されている。コンデンサ１５１−４の他端がインダクタ１５２−４の一端に接続されている。インダクタ１５２−４の他端は、電源１４０ｄ−４の他端に接続されている。リレー１７０−０は、コンデンサ１５１−４と電源１４０ｄ−４との電気的な接続を切断している。これにより、電源１４０ｄ−４が、インダクタ１５２−４へ電圧を供給しないようにすることができ、無駄な電力消費をなくすことができる。
【０１１９】
図１３において、電源１４０ｄ−１の回路の詳細が示されている。なお、電源１４０ｄ−２〜１４０ｄ−４の構成は、電源１４０ｄ−１の構成と同じであるので、その説明を省略する。同図において、第１の回路１４１−１と、第２の回路（コンバーター回路）１４３−１とを備える。第２の回路１４３−１は負荷（モーター）１４４−１をドライブするスイッチング回路であるが、位相が異なる複数の電流を負荷（モーター）１４４−１に流す時はこの第２の回路１４３−１が複数になる。ここでは、簡単のためその一つのみが図示されている。
第１の回路１４１−１は、整流回路１４２−１、コンデンサＣ１、コンデンサＣ２、ｎＭＯＳトランジスタＱ１、及びｐＭＯＳトランジスタＱ２を備える。コンデンサＣ１とコンデンサＣ２とが直列に接続されている第１のコンデンサ回路が整流回路１４２−１に対して並列に接続されている。また、ｎＭＯＳトランジスタＱ１とｐＭＯＳトランジスタＱ２とが直列に接続されており、この直列に接続された回路が上述の第１のコンデンサ回路に並列に接続されている。
【０１２０】
具体的な接続関係は、以下の通りである。コンデンサＣ１の一端が整流回路１４２−１の一端及びｎＭＯＳトランジスタＱ１のソースに、コンデンサＣ１の他端がコンデンサＣ２の一端に接続され、更に接点Ｓ１を介してインダクタ１３２−１の他端及びインダクタ１５２−１の他端に接続されている。コンデンサＣ２の他端はコンデンサＣ２の他端は、整流回路１４２−１の他端及びｐＭＯＳトランジスタＱ２のソースに接続されている。また、ｎＭＯＳトランジスタＱ１のゲートは、制御部１１０ｄ−１に接続されている。ｎＭＯＳトランジスタＱ１のドレインは、ｐＭＯＳトランジスタＱ２のドレインに接続され、更に接点Ｓ２を介して、リレー１６０−１の一端とリレー１７０−１の一端に接続されている。ｐＭＯＳトランジスタＱ２のゲートは、制御部１１０ｄ−１に接続されている。
【０１２１】
整流回路１４２−１は、ダイオードＤ１〜Ｄ４を備える。ダイオードＤ１のプラス側が商用交流電源の一端とダイオードＤ４のマイナス側に接続されている。ダイオードＤ１のマイナス側がダイオードＤ２のマイナス側、コンデンサＣ１の一端及びｎＭＯＳトランジスタＱ１のソースと接続されている。また、ダイオードＤ２のプラス側は、ダイオードＤ３のマイナス側と商用電源の他端に接続されている。また、ダイオードＤ３のプラス側は、ダイオードＤ４のプラス側とｐＭＯＳトランジスタＱ２のソースに接続されている。
【０１２２】
第２の回路（コンバーター回路）１４３−１は、負荷１４４−１に電圧を供給する。第２の回路１４３−１は、コンデンサＣ３、コンデンサＣ４、ｐＭＯＳトランジスタＱ３、及びｎＭＯＳトランジスタＱ４を備える。コンデンサＣ３とコンデンサＣ４とが直列に接続された第２のコンデンサ回路が、ｐＭＯＳトランジスタＱ３とｎＭＯＳトランジスタＱ４とが直列に接続された回路と並列になっている。また、その第２のコンデンサ回路の両端に負荷（ここでは一例として、モーター）１４４−１が接続されている。
【０１２３】
負荷１４４−１は、例えば、連続制御をおこなう圧縮機である。その場合、コンバーター回路１４３−１は、圧縮機に電圧を供給する。制御部１１０ｄ−０は、第１の実施形態の制御部１１０−０と同様に機能を有するが、以下の点で異なる。制御部１１０ｄ−０は、無線通信部１２０−０と無線通信部１２０−１を介して、コンバーター回路１４３−１のチョッパー波形の基本周波数を、第２のアンテナ部１５０ｄ−１がエネルギーを伝送させるために発生させる交流磁界の周波数と同一にする。その際、制御部１１０ｄ−０は、同期がとれた制御信号で上記チョッパー波形の基本波と上記交流磁界の波形を生成する。
【０１２４】
具体的な接続関係は、以下の通りである。コンデンサＣ３の一端が負荷１４４−１の一端とｐＭＯＳトランジスタＱ３のソースに接続されている。コンデンサＣ３の他端がコンデンサＣ４の一端に接続され、更にインダクタ１３２−１の他端とインダクタ１５２−１の他端に接続されている。また、コンデンサＣ４の他端がｎＭＯＳトランジスタＱ４のソースと接続されている。ｐＭＯＳトランジスタＱ３のソースは、制御部１１０ｄ−１と接続されている。また、ｐＭＯＳトランジスタＱ３のドレインは、ｎＭＯＳトランジスタＱ４のドレインと接続され、更にリレー１６０−１の一端及びリレー１７０−１の一端と接続されている。ｎＭＯＳトランジスタＱ４のソースは、制御部１１０ｄ−１と接続されている。
【０１２５】
続いて、第１の回路１４１−１と第２の回路１４３−１の動作について説明する。通常は商用電源がＯＦＦモード（受電モード）で動作する。この場合、商用電源は非接続とするためｎＭＯＳトランジスタＱ１、ｐＭＯＳトランジスタＱ２はオフである。
【０１２６】
はじめに電力伝送装置１００ｄ−０が送電し、電力伝送装置１００ｄ−１〜１００ｄ−４が受電する場合を説明する。第２のアンテナ部１５０−０の両端にかかる電圧（Ａ点の電位−Ｂ点の電位）はｎＭＯＳトランジスタＱ４、ｐＭＯＳトランジスタＱ３のスイッチングのタイミングで変化する。制御部１１０ｄ−０は、このタイミングを、以下の条件を満たすように決定する。
負荷にかかる直流電圧（Ｃ点の電位−Ｄ点の電位）は、その負荷について予め決められた電力をその負荷が消費する際の値をとる。各第２のアンテナ部の両端にかかる電圧信号の基本波は、第一の実施形態に示したように、段数が増える毎に９０°ずつずれる。これはｐＭＯＳトランジスタＱ３とｎＭＯＳトランジスタＱ４のＯＮ−ＯＦＦの時刻で、位相を調整し、ｐＭＯＳトランジスタＱ３、ｎＭＯＳトランジスタＱ４のデューティをかえることにより実現できる。損失を無視すれば、各第２のアンテナ部の両端にかかる電圧（以下、アンテナ電圧ともいう）は第１の実施形態に示された電圧と同じとなる。
【０１２７】
そして、制御部１１０ｄ−０が決定したｐＭＯＳトランジスタＱ３とｎＭＯＳトランジスタＱ４のＯＮ−ＯＦＦタイミングに基づいて、ｎＭＯＳトランジスタＱ４のゲート、ｐＭＯＳトランジスタＱ３のゲートそれぞれに供給する二つの駆動信号を決定する。そして、決定した基準信号を無線通信部１２０−０を介して無線で無線通信部１２０−１へ送信する。無線通信部１２０−１は、無線通信部１２０−０から二つの基準信号を受信し、その受信した二つの基準信号を制御部１１０ｄ−１に出力する。制御部１１０ｄ−１は、二つの基準信号それぞれに同期した二つの駆動信号を生成し、生成した二つの駆動信号をそれぞれｎＭＯＳトランジスタＱ４のゲート、ｐＭＯＳトランジスタＱ３のゲートへ供給する。
【０１２８】
図１４は、タイミングチャートの一例である。同図において、曲線Ｗ５１及びＷ５５は、ｐＭＯＳトランジスタＱ３の、曲線Ｗ５２及びＷ５６は、ｎＭＯＳトランジスタＱ４のＯＮ／ＯＦＦを表している。曲線Ｗ５３及びＷ５７は、Ａ点の電位−Ｂ点の電位（ＶＡ―ＶＢ）で高調波を含む。また、比較のためにＣ点の電位を表す直線が示されている。曲線Ｗ５４及びＷ５８は、それぞれ曲線Ｗ５３、Ｗ５７の基本波成分（サイン波）である。
【０１２９】
曲線Ｗ５１〜Ｗ５４はｐＭＯＳトランジスタＱ３、ｎＭＯＳトランジスタＱ４のＯＮ時間が短い場合を示し、曲線Ｗ５５〜Ｗ５８は長い場合を示す。曲線Ｗ５１、Ｗ５２、Ｗ５５、Ｗ５６は、簡単のためトランジスタの種類（ｐＭＯＳかｎＭＯＳ）に関わらず、＋１がＯＮ、０がＯＦＦを表す。
例えば、曲線Ｗ５４に対して曲線Ｗ５３で減った電圧分の電流が負荷に供給されるので、ｐＭＯＳトランジスタＱ３がＯＮ状態のときに電流が負荷に供給される。このことから、ｐＭＯＳトランジスタＱ３のデューティを大きくすれば、すなわちｐＭＯＳトランジスタＱ３のＯＮ時間を長くすれば、負荷に供給する電流を多くすることができる。これにより、ｐＭＯＳトランジスタＱ３のデューティを負荷のデューティに合わせることで、負荷のデューティに応じた電圧を負荷に供給することができる。
【０１３０】
図１５は、第４の実施形態における初段の電力伝送装置１００ｄ−０の電源１４０ｄ−０の回路図の一例である。電源１４０ｄ−０は、第１の回路１４１−０と、第２の回路１４３−０とを備える。図１３の電源１４０ｄ−１と同じ要素については、同一の符号を付しその説明を省略する。
【０１３１】
初段の電力伝送装置１００ｄ−０の電源１４０ｄ−０は商用交流電源より有線にて電力の供給を受け、自分自身の負荷１４４−０に電力を供給し、なおかつ第２のアンテナ部１５０ｄ−０にも電力を供給する。ｎＭＯＳトランジスタＱ１、ｐＭＯＳトランジスタＱ２、ｐＭＯＳトランジスタＱ３、ｎＭＯＳトランジスタＱ４はすべて基本角周波数ｗ０で動作しており、電源１４０ｄ−１〜１４０ｄ−４も同期して動作する。制御部１１０ｄ−０は、ｎＭＯＳトランジスタＱ１、ｐＭＯＳトランジスタＱ２、ｐＭＯＳトランジスタＱ３、ｎＭＯＳトランジスタＱ４のＯＮ／ＯＦＦのタイミングを変更させることにより、以下の条件を満足させる。
【０１３２】
制御部１１０ｄ−０は、第１の実施形態または第２の実施形態で示したように、電源１４０ｄ−１から電源１４０ｄ−４の消費電力に応じて、それぞれ電源１４０ｄ−１から電源１４０ｄ−４の両端にかかる電圧の値を決定する。より詳細には、制御部１１０ｄ−０は、例えば、電源１４０ｄ−１から電源１４０ｄ−４の両端にかかる電圧のｗ０成分の振幅及び位相を決定する。ｐＭＯＳトランジスタＱ３、ｎＭＯＳトランジスタＱ４のゲート電圧の切り替えにより高調波が含まれるので、実際に、電源１４０ｄ−１から電源１４０ｄ−４の両端にかかる電圧には、この高周波成分が含まれる。制御部１１０ｄ−０は、決定した各振幅及び位相を示す情報を、それぞれ他の電力伝送装置１００ｄ−１〜１００ｄ−４の無線通信部１２０−１〜１２０−４へ無線通信部１２０−０を介して無線で送信させる。これにより、各制御部１１０ｄ−ｎ（ここではｎは１から４までの整数）は、対応する無線通信部１２０−ｎ（ここではｎは１から４までの整数）が受信した情報が示す振幅及び位相の電圧を電源１４０ｄ−ｎ（ここではｎは１から４までの整数）が生成するよう電源１４０ｄ−ｎ（ここではｎは１から４までの整数）を制御する。
これにより、電源１４０ｄ−１〜１４０ｄ−４が要求する消費電力を満たす電圧を供給することができる。また、各電源の電圧が前段の電源の電圧の位相より９０度進むようにすることができるので、電力伝送効率を向上させることができる。
【０１３３】
また、制御部１１０ｄ−０は、ｐＭＯＳトランジスタＱ３のゲート電圧及びｎＭＯＳトランジスタＱ４のゲート電圧を変更して、自装置の負荷１４４−０の所要電力を満足させる。この処理により、ｐＭＯＳトランジスタＱ３のゲート電圧及びｎＭＯＳトランジスタＱ４のゲート電圧を変更すると、それに伴って電源１４０ｄ−０の両端にかかる電圧も変化する。この変化による電圧の差異を、制御部１１０ｄ−０は、ｎＭＯＳトランジスタＱ１及びｐＭＯＳトランジスタＱ２のＯＮ／ＯＦＦを変化させて順次小さくしていく。
【０１３４】
以上、第４の実施形態において、各電源（供給部）１４０ｄ−ｎは、複数のスイッチング素子（例えば、ｐＭＯＳトランジスタＱ３、ｎＭＯＳトランジスタＱ４）を備える。そして、制御部１１０ｄ−０は、該スイッチング素子のスイッチングのタイミングを、各電源（供給部）１４０ｄ−ｎが生成する電圧と負荷１４４−ｎの要求電圧との電圧値のずれを調整するように決定する。これにより、各電源（供給部）１４０ｄ−ｎが生成する電圧を負荷の要求電圧に合わせることができる。
【０１３５】
なお、ＭＯＳトレンジスタＱ１〜Ｑ４は、ＭＯＳトランジスタに限らずＩＧＢＴでもよい。また、これらに限らずスイッチング素子であればよい。
【０１３６】
＜第５の実施形態＞
続いて、第５の実施形態について説明する。図１６は、第５の実施形態における電力伝送システム１ｅの構成を示す概略ブロック図である。電力伝送システム１ｅは、電力伝送装置１００ｅ−０、１００ｅ−１、…１００ｅ−Ｎ（Ｎは正の整数）までのＮ個の電力伝送装置１００ｅ−ｎ（本実施形態ではｎは１からＮまでの整数）を備える。各電力伝送装置１００ｅ−ｎを総称して電力伝送装置１００ｅという。本実施形態では、リーファコンテナが電力伝送装置１００ｅを備えるという例を用いて、電力伝送装置１００ｅの処理を説明する。
【０１３７】
図１７は、第５の実施形態における電力伝送装置１００ｅの構成を示す概略ブロック図である。第１の実施形態における図１及び第３の実施形態における図１２と同一の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。電力伝送装置１００ｅは、ワイヤレス給電部１０１と、モーター駆動回路１０２とを備える。
モーター駆動回路１０２は、商用電源から電源をとり、インバーター回路にてモーターを駆動させる駆動回路である。モーター駆動回路１０２自体は、従来のモーター駆動回路である。
【０１３８】
ワイヤレス給電部１０１は、ＣＰＵ１１１と、無線通信部１２０ｃと、第１のアンテナ部１３０ｅと、第２のアンテナ部１５０ｅと、バッテリー１９７と、ＳＷ（スイッチ）部２００とを備える。
ＣＰＵ１１１は、第３の実施形態における制御部１１０ｃと同様の機能を有する。第１のアンテナ部１３０ｅは、コンデンサ１３１、インダクタ１３２、電圧検出回路１９１、電流検出回路１９２、及びリレー１６０ｅを備える。電圧検出回路１９１の一端がコンデンサＣ１の一端に接続され、電圧検出回路１９１の他端が電流検出回路１９２の一端に接続されている。電流検出回路１９２の他端は、リレー１６０ｅの一端に接続されている。またリレー１６０ｅの他端は、ＳＷ部２００のＡ＋端子とリレー１７０ｅの一端に接続されている。電圧検出回路１９１は、コンデンサＣ１の一端の電圧を検出する。また、電流検出回路１９２は、電圧検出回路１９１からリレー１６０ｅへ流れる電流を計測する。リレー１６０ｅは、同じ段のモーター駆動回路１０２が商用電源に接続されている場合、一例としてＣＰＵ１１１により切断される。それ以外の段のリレー１６０ｅは、閉じている。リレー１６０ｅは、電流切断部であり、本実施形態ではＳＷ部２００の切り替えは、モーター駆動回路１０２の後述するインバーター部２３０とは同期していない。
【０１３９】
一方、第２のアンテナ部１５０ｅは、リレー１７０ｅ、電流検出回路１９５、電圧検出回路１９６、コンデンサ１５１、及びインダクタ１５２を備える。リレー１７０ｅの他端は、電流検出回路１９５の一端に、電流検出回路１９５の他端は電圧検出回路１９６の一端に接続されている。また、電圧検出回路１９６の他端はコンデンサ１５１の一端に接続されている。
商用電源と接続された電力伝送装置を基準として、反対の端に位置する電力伝送装置が備えるリレー１７０ｅは、ＣＰＵ１１１の制御により開いている。それ以外の電力伝送装置では、リレー１７０ｅは閉じている。電流検出回路１９５は電流を検出する。
【０１４０】
バッテリー１９７は、例えば、０〜７００Ｖｒｍｓ、０〜３０Ａｒｍｓ、５０ｋＨｚである。バッテリー１９７は、ＣＰＵ１１１と無線通信部１２０ｃに、各部が駆動するための駆動電圧を供給する。
ＳＷ部２００は、モーター駆動回路１０２の後述するコンバーター部２２０と後述するインバーター部２３０の接続ラインから接点Ｓ３と接点Ｓ４で分岐し接続されている。これにより、ＳＷ部２００は、コンバーター部２２０から直流電圧を受け取る。ＳＷ部２００は、例えば、５０ｋＨｚで定格電圧１ｋＶで電流が４０Ａである。
【０１４１】
モーター駆動回路１０２は、ノイズフィルター２１０と、コンバーター部２２０とインバーター（パワートランジスタ）部２３０と、コンプレッサー（ブラシレスＤＣモーターまたは圧縮機）２４０と、ローター磁極位置検出回路２５０と、ＣＰＵ（マイコン）２６０と、シャント抵抗２７１と、電流検出回路２７２と、チョッパー制御回路２７３と、インバーター制御回路２７４とを備える。
【０１４２】
ノイズフィルター２１０は、商用電源から供給された交流電圧（例えば、４４０Ｖ、５０／６０Ｈｚ）のノイズを低減し、低減することで得られたノイズ低減交流電圧をコンバーター部２２０に供給する。
コンバーター部２２０は、ノイズフィルター２１０から供給されたノイズ低減交流電圧を直流電圧に変換し、変換後の直流電圧をインバーター部２３０へ供給する。
インバーター部２３０は、直流電圧を、予め周波数が決められた（例えば、１０Ｈｚ）のモーター駆動用の交流電圧に変換し、変換後の交流電圧をコンプレッサー２４０に供給する。
【０１４３】
ローター磁極位置検出回路２５０は、コンプレッサー２４０のローターの磁極の位置を検出し、検出した位置を示す位置情報をＣＰＵ２６０へ出力する。
シャント抵抗（電流検出抵抗）２７１の一端はコンバーター部２２０のマイナスの出力端子に、シャント抵抗（電流検出抵抗）２７１の他端はインバーター部２３０のマイナスの入力端子に接続されている。シャント抵抗（電流検出抵抗）２７１は、コンバーター部２２０のマイナスの出力端子からインバーター部２３０のマイナスの入力端子へ流れる電流に応じて生じる電圧が生じる。
【０１４４】
電流検出回路２７２は、シャント抵抗（電流検出抵抗）２７１の両端にかかる電圧からコンバーター部２２０のマイナスの出力端子からインバーター部２３０のマイナスの入力端子へ流れる電流の値を検出する。電流検出回路２７２は、検出した電流の値を示す電流値情報をＣＰＵ２６０へ供給する。
ＣＰＵ２６０は、チョッパー制御回路２７３とインバーター制御回路２７４を制御する。チョッパー制御回路２７３は、インバーター制御回路２７４に対してＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ：パルス幅変調）制御を行う。
インバーター制御回路２７４は、チョッパー制御回路２７３からのＰＷＭ制御に従って、インバーター部２３０を制御する。
【０１４５】
コンバーター部２２０は、リアクターＬ１と、コンデンサＣ５と、ダイオードＤ５〜Ｄ８、コンデンサＣ６と、コンデンサＣ７とを備える。リアクターＬ１と、コンデンサＣ５とが並列回路を構成している。リアクターＬ１の一端及びコンデンサＣ５の一端がノイズフィルター２１０に接続されており、リアクターＬ１の一端及びコンデンサＣ５の他端がダイオードＤ５のプラス側及びダイオードＤ６のマイナス側、ダイオードＤ７のプラス側及びダイオードＤ８のマイナス側に接続されている。
コンデンサＣ６の一端（＋端）がダイオードＤ５のマイナス側、ダイオードＤ７のマイナス側、及びインバーター部２３０の一端に接続されている。コンデンサＣ６の他端（−端）が、コンデンサＣ７の一端（＋端）、ノイズフィルター２１０の他端、及び接点Ｓ５を介してＳＷ部２００のＡ−端子に接続されている。また、コンデンサＣ７の他端（−端）がダイオードＤ６のプラス側、ダイオードＤ８のプラス側に接続されている。
【０１４６】
続いて、電力伝送装置１００ｅの処理について説明する。一番下のリーファコンテナは商用電源からエネルギーをとり、一番下のリーファコンテナのコンバーター部２２０は自装置が有するインバーター部２３０に直流電圧を供給する。それとともに、コンバーター部２２０は、分岐された電源ラインを介して、ＤＣ電圧をＳＷ部２００に送る。このときのコンバーター部２２０が生成するＤＣ電圧は商用電源が作るうる最大電圧である。
【０１４７】
これにより、ＳＷ部２００は、パルス幅モジュレーション（ＰＷＭ）によりコンバーター部２２０から供給されたＤＣ電圧を所望の電圧に変換し、変換後の電圧をＳＷ部２００のＡ＋端子とＡ−端子の間に供給する。その結果、ＳＷ部２００は、変換後の電圧を第２のアンテナ部１５０ｅに供給することができる。
また、上段のリーファコンテナが直接商用電源から電力の供給を受けない場合、上段のリーファコンテナが備えるワイヤレス給電部１０１は第１の実施形態に示された電圧を同じ段のインバーター部２３０に供給する。当該インバーター部２３０はその電圧を用いて所望の軸力が得られるようにインバーター制御を行う。
【０１４８】
なお、図１７において、不図示の電源１４０−ｅは、ＳＷ部２００とコンプレッサー２４０を除くモーター駆動回路１０２を備えるものとしてもよい。
【０１４９】
続いて、ＳＷ部２００の回路の一例について説明する。図１８は、ＳＷ部２００の回路の一例である。同図において、ＳＷ部２００は、パワーＭＯＳトランジスタＱ５〜Ｑ８、ダイオードＤ５〜Ｄ８、電流検出部２０１、及び電圧検出部２０２を備える。Ｑ５〜Ｑ８はそれぞれｐ、ｎ、ｎ、ｐチャンネルのＭＯＳトランジスタである。
【０１５０】
ＳＷ部２００の回路の接続関係は、以下の通りである。ダイオードＤ５のプラス側が、ダイオードＤ７のマイナス側及びＤＣ＋端子（図１７参照）に接続されている。ダイオードＤ５のマイナス側が、パワーＭＯＳトランジスタＱ５のドレインに接続されている。パワーＭＯＳトランジスタＱ５〜Ｑ８のゲートは、ＣＰＵ１１１に接続されている。また、パワーＭＯＳトランジスタＱ５のソースは接点Ｓ６に接続されている。接点Ｓ６は、電流検出部２０１のマイナス端子、パワーＭＯＳトランジスタＱ５及びＱ６のソース、及び接点Ｓ７に接続されている。接点Ｓ７は、パワーＭＯＳトランジスタＱ７及びＱ８のソースに接続されている。パワーＭＯＳトランジスタＱ６のドレインは、ダイオードＤ６のプラス側に接続されている。ダイオードＤ６のマイナス側は、ダイオードＤ８のプラス側とＤＣ−端子（図１７参照）に接続されている。
【０１５１】
ダイオードＤ７のマイナス側は、パワーＭＯＳトランジスタＱ７のドレインに接続されている。パワーＭＯＳトランジスタＱ８のドレインは、ダイオードＤ８のマイナス側に接続されている。電流検出部２０１は、プラス側がＡ＋端子（図１７参照）及び電圧検出部２０２の一端に接続されている。電圧検出部２０２の他端は、Ａ−端子（図１７参照）に接続されている。
【０１５２】
パワーＭＯＳトランジスタＱ５及びＱ６は第２のアンテナ部１５０ｅに電力を送るときに動作し、パワーＭＯＳトランジスタＱ７及びＱ８は電力を受けるときに動作する。Ｑ５〜Ｑ８のＯＮ／ＯＦＦの制御は図中の他のコンテナが備えるＣＰＵと連携し、位相を調整しながら自コンテナが備えるＣＰＵ１１１が行う。
【０１５３】
図１９は、各パワーＭＯＳトランジスタのＯＮ時の機能を示す表である。ただし、パワーＭＯＳトランジスタＱ５〜Ｑ８はすべてＯＦＦ状態か、ただ一つだけＯＮ状態にあり、２個以上が同時にＯＮすることはない。第２のアンテナ部１５０ｅに電力を送電するときに、コンデンサＣ６が放電しているときは、ＣＰＵ１１１は、パワーＭＯＳトランジスタＱ５をＯＮ状態にし、他のパワーＭＯＳトランジスタＱ６〜Ｑ８をＯＦＦ状態にする。また、第２のアンテナ部１５０ｅに電力を送電するときに、コンデンサＣ７が放電しているときは、パワーＭＯＳトランジスタＱ６をＯＮ状態にし、他のパワーＭＯＳトランジスタＱ５、Ｑ７、Ｑ８をＯＦＦ状態にする。
【０１５４】
一方、第１のアンテナ部１３０ｅから電力を受電するときに、コンデンサＣ６が充電しているときは、ＣＰＵ１１１は、パワーＭＯＳトランジスタＱ７をＯＮ状態にし、他のパワーＭＯＳトランジスタＱ５、Ｑ６、Ｑ８をＯＦＦ状態にする。また、第１のアンテナ部１３０ｅから電力を受電するときに、コンデンサＣ７が充電しているときは、ＣＰＵ１１１は、パワーＭＯＳトランジスタＱ８をＯＮ状態にし、他のパワーＭＯＳトランジスタＱ５〜Ｑ７をＯＦＦ状態にする。
【０１５５】
以上、第５の実施形態において、一番下のリーファコンテナは商用電源からエネルギーをとり、一番下のリーファコンテナのコンバーター部２２０は自装置が有するインバーター部２３０に直流電圧を供給する。それとともに、コンバーター部２２０は、分岐された電源ラインを介して、ＤＣ電圧をＳＷ部２００に送る。これにより、ＳＷ部２００は、パルス幅モジュレーション（ＰＷＭ）によりコンバーター部２２０から供給されたＤＣ電圧を所望の電圧に変換し、変換後の電圧をＳＷ部２００のＡ＋端子とＡ−端子の間に供給する。その結果、ＳＷ部２００は、変換後の電圧を第２のアンテナ部１５０ｅに供給することができる。
【０１５６】
また、上段のリーファコンテナが直接商用電源から電力の供給を受けない場合、上段のリーファコンテナが備えるワイヤレス給電部１０１は第１の実施形態に示された電圧を上段のリーファコンテナが備えるインバーター部２３０に供給する。当該インバーター部２３０はその電圧を用いて所望の軸力が得られるようにインバーター制御を行う。これにより、上段のリーファコンテナのコンプレッサー２４０を駆動することができる。
【０１５７】
続いて、第５の実施形態の変形例について説明する。図１７のモーター駆動回路１０２で、インバーター部２３０の電圧は固定値であるほうが、制御が単純で安定化する。従って、第１の実施形態または第２の実施形態２のように電圧が変化するシステムよりも望ましい場合がある。そこで、例えば、電力伝送装置１００ｅ―０が備えるＣＰＵ１１１は、各段の電圧を固定し、電圧の位相差を変化させる。ここで、各段に共通の電圧の絶対値をＶ≧０とするとｎ≧１なる各段で消費される電力−Ｐｏｗｅｒ［ｎ］は、次の式（１５）で表される。ここで、Ｐｏｗｅｒ［ｎ］は発するエネルギーなので消費される電力は−Ｐｏｗｅｒ［ｎ］）と表す。
【０１５８】
−Ｐｏｗｅｒ［ｎ］＝Ｖ２／Ｘｓｉｎ（φｎ−φｎ−１）−Ｖ２／Ｘｓｉｎ（φｎ＋１−φｎ）
＝Ｖ２／Ｘ｛ｓｉｎ（φｎ−φｎ−１）−ｓｉｎ（φｎ＋１−φｎ）｝  …式（１５）
【０１５９】
ここで、Ｘは各第１のアンテナ部または各第２のアンテナ部のリアクタンスで、φｎをｎ段目の電圧位相である。式（１５）の一段目の第１項は、各電力伝送装置１００ｄ−ｎが、前段から受信した電力であり、第２項は次段へ送信する電力である。なお、ｎ＝Ｎの場合、第二項はない。ここで、ｎ段目の電力伝送装置１００ｄ−ｎでエネルギーＰｏｗｅｒ［ｎ］を消費することから、エネルギーＰｏｗｅｒ［ｎ］は０以上であるので、次の式（１６）が成り立つ。
【０１６０】
ｓｉｎ（φｎ−φｎ−１）−  ｓｉｎ（φｎ＋１−φｎ）≧０  １≦ｎ≦Ｎ−１
ｓｉｎ（φｎ−φｎ−１）≧０      ｎ＝Ｎ  …式（１６）
【０１６１】
このことから、送信をｎ＝０としてすべてのｎで、１≧ｓｉｎ（φｎ−φｎ−１）≧ｓｉｎ（φｎ＋１−φｎ）≧０をみたす。すなわち、エネルギーの送信段を最前段として、対象段の供給部が生成する電圧の位相から前段の供給部が生成する電圧の位相を引いた位相差の正弦が、上記対象段の段数を経る毎に順次減少する。
【０１６２】
例えば、最前段の電力伝送装置１００ｅ―０が備えるＣＰＵ１１１は、全ての段の電源（供給部）１４０−ｎが生成する電圧の絶対値が等しくなるよう電源（供給部）１４０−ｎを制御する。その一方で、例えば、最前段の電力伝送装置１００ｅ―０が備えるＣＰＵ１１１は、エネルギーの送信段を最前段として、対象段の供給部が生成する電圧の位相から前段の供給部が生成する電圧の位相を引いた位相差の正弦が、上記対象段の段数を経る毎に順次減少するように、前記位相差を変化させるよう各電源（供給部）１４０−ｎを制御する。
【０１６３】
以上、第５の実施形態の変形例において、全ての段の電源（供給部）１４０−ｎが生成する電圧の絶対値が等しい。その一方で、エネルギーの送信段を最前段として、対象段の供給部が生成する電圧の位相から前段の供給部が生成する電圧の位相を引いた位相差の正弦が、上記対象段の段数を経る毎に順次減少する。
【０１６４】
＜第６の実施形態＞
続いて、第６の実施形態について説明する。電源の位相を電力伝送装置の段数を経る毎に９０°ずつずらす方式では要求電圧は負荷により変動するために受電した電圧で負荷を動作させることは困難である場合がある。そのためには要求電圧を一定にして位相を変える方式があるが、この方式は必要以上に電圧を上げるために効率が悪い。そこで、本実施形態はその問題を解決する。
【０１６５】
図２０は、第６の実施形態における電力伝送システム１ｆの構成を示す概略ブロック図である。電力伝送システム１ｆは、リーファコンテナ１０ｆ−０、１０ｆ−１、…１０ｆ−Ｎ（Ｎは正の整数）までのＮ個のリーファコンテナ１０ｆ−ｎ（本実施形態ではｎは１からＮまでの整数）を備える。各リーファコンテナ１０ｆ−ｎは、同一インデックス値を有する電力伝送装置１００ｆ−ｎを備える。各電力伝送装置１００ｆ−ｎを総称して電力伝送装置１００ｆという。第６の実施形態では、一例としてリーファコンテナ１０ｆ−ｎがインデックスｎが小さい順に積み上げられているものとし、リーファコンテナ１０ｆ−０が一番下に設置され、リーファコンテナ１０ｆ−ｎが一番上に設置されている。
【０１６６】
図２１は、第６の実施形態における電力伝送装置１００ｆの構成を示す概略ブロック図である。第４の実施形態における図１３及び図１７と同一の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。電力伝送装置１００ｆは、制御部１１０ｆ、無線通信部１２０ｆ−ｎ、第１のアンテナ部１３０ｆ、第１の可変容量スイッチ部１６５、第２のアンテナ部１５０ｆ、コンデンサ１４５、ＤＣ電源１４０ｆ、インバーター電源２３０ｆ及び負荷１４４−ｎを備える。第１の可変容量スイッチ部１６５は、コンデンサ１３４、コンデンサ１３５、第１スイッチ部１６１、及び第２スイッチ部１６４を備える。第２の可変容量スイッチ部１７５は、コンデンサ１５４、コンデンサ１５５、第３スイッチ部１７１、第４スイッチ部１７４を備える。ＤＣ電源１４０ｆは、ノイズフィルター２１０、及びコンバーター部２２０を備える。第１のアンテナ部１３０ｆは、インダクタ１３２を備える。第２のアンテナ部１５０ｆは、インダクタ１５２を備える。第１の可変容量スイッチ部１６５と第２の可変容量スイッチ部１７５は高速のスイッチング機能を有する。
【０１６７】
無線通信部１２０ｆ−ｎそれぞれは、対応する第４の実施形態における無線通信部１２０ｄ−ｎと同様の構成であるので、その説明を省略する。インバーター電源２３０ｆは、図１７におけるインバーター部２３０と同様の構成であるので、その説明を省略する。また、負荷１４４−ｎにかかる電圧の最適な範囲は、一例として３４５Ｖ〜６９０Ｖの範囲である。
第１の可変容量スイッチ部１６５は、第１のアンテナ部としてのインダクタ１３２に並列に接続される容量を切り替える。第２の可変容量スイッチ部１７５は、第２のアンテナ部としてのインダクタ１５２に接続される容量を切り替える。
【０１６８】
制御部１１０ｆは、第４の実施形態における制御部１１０ｄ−ｎと同様の機能を有するが、以下の点で異なる。制御部１１０ｆは、第１スイッチ部１６１、第２スイッチ部１６４、第３スイッチ部１７１及び第４スイッチ部１７４へスイッチを制御する制御信号を出力する。
【０１６９】
コンデンサ１３４の一端は、インダクタ１３２の一端とコンデンサ１３５の一端に接続されている。コンデンサ１３４の他端は、第１スイッチ部１６１のＡ端子に接続されている。コンデンサ１３４の容量は、一例として２Ｃ／３である。
コンデンサ１３５の一端は、インダクタ１３２とコンデンサ１３４の一端に接続されている。コンデンサ１３５の他端は、第２スイッチ部１６４のＡ端子に接続されている。コンデンサ１３５の容量は、一例としてＣ／３である。
【０１７０】
第１スイッチ部１６１のＡ端子はコンデンサ１３４に接続されている。第１スイッチ部１６１のＢ端子は、第２スイッチ部１６４のＢ端子、コンデンサ１４５の一端、第３スイッチ部１７１のＢ’端子、及び第４スイッチ部１７４のＢ’端子に接続されている。第１スイッチ部１６１のＣ端子は、インダクタ１３２の他端、第２スイッチ部１６４のＣ端子、コンデンサ１４５の他端、第３スイッチ部１７１のＣ’端子、第４スイッチ部１７４のＣ’端子、及びインダクタ１５２の他端に接続されている。
【０１７１】
第２スイッチ部１６４のＡ端子はコンデンサ１３５に接続されている。第２スイッチ部１６４のＢ端子は、第１スイッチ部１６１のＢ端子、コンデンサ１４５の一端、第３スイッチ部１７１のＢ’端子、及び第４スイッチ部１７４のＢ’端子に接続されている。第１スイッチ部１６４のＣ端子は、インダクタ１３２の他端、第１スイッチ部１６１のＣ端子、コンデンサ１４５の他端、第３スイッチ部１７１のＣ’端子、第４スイッチ部１７４のＣ’端子、及びインダクタ１５２の他端に接続されている。
【０１７２】
第３スイッチ部１７１のＡ’端子はコンデンサ１５４に接続されている。第３スイッチ部１７１のＢ’端子は、第１スイッチ部１６１のＢ端子、第２スイッチ部１６４のＢ端子、コンデンサ１４５の一端、及び第４スイッチ部１７４のＢ’端子に接続されている。第３スイッチ部１７１のＣ’端子は、インダクタ１３２の他端、第１スイッチ部１６１のＣ端子、第２スイッチ部１６４のＣ端子、コンデンサ１４５の他端、第３スイッチ部１７４のＣ’端子、及びインダクタ１５２の他端に接続されている。
【０１７３】
第４スイッチ部１７４のＡ’端子はコンデンサ１５５に接続されている。第４スイッチ部１７４のＢ’端子は、第１スイッチ部１６１のＢ端子、第２スイッチ部１６４のＢ端子、コンデンサ１４５の一端、及び第３スイッチ部１７１のＢ’端子に接続されている。第４スイッチ部１７４のＣ’端子は、インダクタ１３２の他端、第１スイッチ部１６１のＣ端子、第２スイッチ部１６４のＣ端子、コンデンサ１４５の他端、第３スイッチ部１７１のＣ’端子、及びインダクタ１５２の他端に接続されている。
【０１７４】
コンデンサ１５４の一端は、第３スイッチ部１７１のＡ’端子に接続されている。一方、コンデンサ１５４の他端は、コンデンサ１５５の他端及びインダクタ１５２に接続されている。コンデンサ１５４の容量は、一例として２Ｃ／３である。
コンデンサ１５５の一端は、第４スイッチ部１７４のＡ’端子に接続されている。一方、コンデンサ１５５の他端は、コンデンサ１５４の他端及びインダクタ１５２に接続されている。コンデンサ１５５の容量は、一例としてＣ／３である。
【０１７５】
コンデンサ１４５は、電圧を平滑するために設けられている。コンデンサ１４５の一端は、第１スイッチ部１６１のＢ端子及び第３スイッチ部１７１のＢ’端子に接続されている。コンデンサ１４５の他端は、インダクタ１３２及びインダクタ１５２に接続されている。
【０１７６】
図２２は、第１スイッチ部１６１の構成を示す概略ブロック図である。第１スイッチ部１６１は、第１トランジスタ１６２と、第２トランジスタ１６３とを備える。第１トランジスタ１６２は、一例としてｐＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）である。第１トランジスタ１６２において、Ｄ１端子を介してゲートＧに入力される電圧が予め決められた電位より低いレベル（L）の場合、ソース（Ｓ）とドレイン（Ｄ）が導通する。このソース（Ｓ）とドレイン（Ｄ）が導通した状態をＯＮ状態ともいう。ＯＮ状態に遷移した結果、図２１におけるインダクタ１３２の一端とコンデンサ１４５の一端との間で、コンデンサ１３４が直列に挿入される。一方、ＯＦＦ状態に遷移した結果、図２１におけるインダクタ１３２と並列にコンデンサ１３４が挿入される。
【０１７７】
図２２の第２トランジスタ１６３は、一例としてｎＭＯＳＦＥＴである。第２トランジスタ１６３において、Ｄ２端子を介してゲートＧに入力される電圧が予め決められた電位より高いレベル（H）の場合、ソース（Ｓ）とドレイン（Ｄ）が導通する。このソース（Ｓ）とドレイン（Ｄ）が導通した状態をＯＮ状態ともいう。ＯＮ状態に遷移した結果、図２１におけるインダクタ１３２の一端とコンデンサ１４５の一端との間で、コンデンサ１３５が直列に挿入される。一方、ＯＦＦ状態に遷移した結果、図２１におけるインダクタ１３２と並列にコンデンサ１３５が挿入される。
なお、第２スイッチ部１６４の構成は、第１スイッチ部１６１の構成と同一であるので、その説明を省略する。
【０１７８】
図２３は、第３スイッチ部１７１の構成を示す概略ブロック図である。第３スイッチ部１７１は、第３トランジスタ１７２と、第４トランジスタ１７３とを備える。第３トランジスタ１７２は、一例としてｎＭＯＳＦＥＴである。第３トランジスタ１７２においてＤ１’端子を介してゲートＧに入力される電圧が予め決められた電位より高いハイレベル（Ｈ）の場合、ソース（Ｓ）とドレイン（Ｄ）が導通しＯＮ状態になる。ＯＮ状態に遷移した結果、図２１におけるインダクタ１５２の一端とコンデンサ１４５の一端との間で、コンデンサ１５４が直列に挿入される。一方、ＯＦＦ状態に遷移した結果、図２１におけるインダクタ１５２と並列にコンデンサ１５４が挿入される。
【０１７９】
図２３の第４トランジスタ１７３は、一例としてｐＭＯＳＦＥＴである。第４トランジスタ１７３においてＤ１’端子を介してゲートＧに入力される電圧が予め決められた電位より低いローレベル（Ｌ）の場合、ソース（Ｓ）とドレイン（Ｄ）が導通しＯＮ状態になる。ＯＮ状態に遷移した結果、図２１におけるインダクタ１５２の一端とコンデンサ１４５の一端との間で、コンデンサ１５５が直列に挿入される。一方、ＯＦＦ状態に遷移した結果、図２１におけるインダクタ１５２と並列にコンデンサ１５５が挿入される。なお、第４スイッチ部１７４の構成は、第３スイッチ部１７１の構成と同一であるので、その説明を省略する。
【０１８０】
例えば一番下に設置されているリーファコンテナ１０ｆ−０が備える電力伝送装置１００ｆ−０の制御部１１０ｆは、第１スイッチ部１６１と第２スイッチ部１６４の双方のＤ１端子の電圧をハイレベル（Ｈ）にする。これにより、制御部１１０ｆは第１スイッチ部１６１と第２スイッチ部１６４の双方でＡ端子とＢ端子を導通させないので、エネルギー伝送に関係のない電力伝送装置１００ｆ−０が備えるインダクタ１３２に電流を供給しないようにすることができ、インダクタ１３２の通電を停止することができる。同様に、例えば一番上に設置されているリーファコンテナ１０ｆ−ｎが備える電力伝送装置１００ｆ−ｎの制御部１１０ｆは、第３スイッチ部１７１と第４スイッチ部１７４の双方のＤ１端子の電圧をローレベル（Ｌ）にする。これにより、制御部１１０ｆは第３スイッチ部１７１と第４スイッチ部１７４の双方でＡ端子とＢ端子を導通させないので、エネルギー伝送に関係のない電力伝送装置１００ｆ−０が備えるインダクタ１５２に電流を供給しないようにすることができ、インダクタ１５２の通電を停止することができる。
【０１８１】
図２４は、電力伝送システム１ｆが４段の場合の電力伝送システム１ｆの概略等価回路である。電力伝送システム１ｆの概略等価回路は、電力伝送装置１００ｆ−０〜１００ｆ−４の等価回路を備える。電力伝送装置１００ｆ−０の等価回路は、容量がＣ０’のコンデンサ３０３とインダクタンスがＬのインダクタ３０４とが並列に接続された並列回路と、容量がＣ０”のコンデンサ３０２と、電圧がＥ０（実行値）の高周波（たとえば５０ｋＨｚ）の電源３０１とが直列に接続された回路である。
【０１８２】
電力伝送装置１００ｆ−１の等価回路において、インダクタンスがＬのインダクタ３１１の一端が、容量がＣ１’のコンデンサ３１２の一端及び容量がＣ１”のコンデンサ３１３の一端に接続されている。コンデンサ３１３の他端が、電圧（実行値）がＥ１の高周波（たとえば５０ｋＨｚ）の電源３１４の一端及び容量がＣ１”のコンデンサ３１５の一端に接続されている。コンデンサ３１５の他端が、容量がＣ１’のコンデンサ３１６の一端及びインダクタンスがＬのインダクタ３１７の一端に接続されている。コンデンサ３１６の他端が、インダクタ３１１の他端、コンデンサ３１２の他端、電源３１４の他端、及びインダクタ３１７の他端に接続されている。図２４では例えばコンデンサ３１３とコンデンサ３１５の容量が同一であり、コンデンサ３１２とコンデンサ３１６の容量も同一である。これは制御パラメーターが少ないので制御しやすいが、これらは互いに異なってもよい。
【０１８３】
電力伝送装置１００ｆ−２の等価回路において、インダクタンスがＬのインダクタ３２１の一端が、容量がＣ２’のコンデンサ３２２の一端及び容量がＣ２”のコンデンサ３２３の一端に接続されている。コンデンサ３２３の他端が、電圧（実行値）がＥ２の高周波（たとえば５０ｋＨｚ）の電源３２４の一端及び容量がＣ２”のコンデンサ３２５の一端に接続されている。コンデンサ３２５の他端が、容量がＣ２’のコンデンサ３２６の一端及びインダクタンスがＬのインダクタ３２７の一端に接続されている。コンデンサ３２６の他端が、インダクタ３２１の他端、コンデンサ３２２の他端、電源３２４の他端、及びインダクタ３２７の他端に接続されている。
【０１８４】
電力伝送装置１００ｆ−３の等価回路において、インダクタンスがＬのインダクタ３３１と容量がＣ３’のコンデンサ３２２とが並列に接続された並列回路と、容量がＣ３”のコンデンサ３３３と、電圧がＥ３（実行値）の高周波（たとえば５０ｋＨｚ）の電源３３４とが直列に接続されている。
【０１８５】
図２５は、図２４の概略等価回路を別の形式で表した等価回路である。同図における電力伝送システム１ｆの等価回路は、電力伝送装置１００ｆ−０〜１００ｆ−４の等価回路を備える。図２５の等価回路は、図２４の概略等価回路に比べて、インダクタに並列に挿入されたコンデンサがなくなり、インダクタに直列に挿入されたコンデンサの容量がその分増加し、電源の電圧Ｅｎが電圧Ｅｎ’に変更されたものになっている。ここで、電圧Ｅｎ’はＥｎＣｎ”／（Ｃｎ’＋Ｃｎ”）である。
【０１８６】
具体的には、電力伝送装置１００ｆ−０に等価回路において、電源３０１ｂと、コンデンサ３０２ｂと、インダクタ３０４とが直列に接続されている。
電力伝送装置１００ｆ−１に等価回路において、インダクタ３１１の一端とコンデンサ３１３ｂの一端が接続されている。コンデンサ３１３ｂの他端が電源３１４ｂの一端及びコンデンサ３１５ｂの一端に接続されている。また、インダクタ３１１の他端と電源３１４ｂの他端とが接続されている。コンデンサ３１５ｂの他端は、インダクタ３１７の一端と接続されている。インダクタ３１７の他端は、電源３１４ｂの他端及びインダクタ３１１の他端と接続されている。
【０１８７】
電力伝送装置１００ｆ−２に等価回路において、インダクタ３２１の一端とコンデンサ３２３ｂの一端が接続されている。コンデンサ３２３ｂの他端が電源３２４ｂの一端及びコンデンサ３２５ｂの一端に接続されている。また、インダクタ３２１の他端と電源３２４ｂの他端とが接続されている。コンデンサ３１５ｂの他端は、インダクタ３２７の一端と接続されている。インダクタ３２７の他端は、電源３２４ｂの他端及びインダクタ３２１の他端と接続されている。
電力伝送装置１００ｆ−３に等価回路において、インダクタ３３１と、コンデンサ３３３ｂと、電源３３４ｂとが直列に接続されている。
【０１８８】
図２６は、電力伝送システム１ｆが４段の電力伝送装置を備える場合に、必要となる伝送パワー、そのときの最適な電源の電圧及び最適な電流の一例を示す表である。同図において、伝送効率が最大になるときの図２５の等価回路における電源の電圧（以下、最適電圧ともいう）Ｅｎ’と電源から流れ出す電流Ｉｎ’が示されている。同図において、ケース（Ｃａｓｅ）０とケース（Ｃａｓｅ）１の二つの場合について示されている。伝送パワーは、プラスでパワーを供給することを示し、マイナスでパワーを受け取ることを示す。よって、インデックスｎが０の電力伝送装置１００ｆ−０がパワーを供給し、他の電力伝送装置１００ｆ−１〜１００ｆ−３がそのパワーを受け取る。電流は、負荷１４４−ｎへ流れ出す電流を正にしている。
【０１８９】
同図のケース１での最大電圧が６７０Ｖで、ケース２の最小電圧が１３４Ｖである。この電圧の範囲が、負荷１４４−ｎへの入力電圧の範囲となる。これにより、リーファコンテナが詰まれる順番によっては、負荷１４４−ｎへの入力電圧は最小で１３４Ｖとなり、最大で６７０Ｖとなる。負荷１４４−ｎにインバーター２３０が接続されているので、ある程度、入力電圧の変動に対応することができるが、６７０Ｖから１３４Ｖまでといった大きな電圧変動に追従することは困難である。
そこで、本実施形態における制御部１１０ｆは、段数（インデックスｎ）に応じて、第１スイッチ部１６１及び第２スイッチ部１６４を制御して、インダクタ１３２に並列なコンデンサの容量Ｃ１’を変更する。また、制御部１１０ｆは、段数（インデックスｎ）に応じて、第３スイッチ部１７１及び第４スイッチ部１７４を制御して、インダクタ１５２に並列なコンデンサの容量Ｃ２’を変更する。
【０１９０】
図２７は、最適電圧Ｅｎ’と、各コンデンサの容量と、負荷の入力電圧Ｅｎとの組の一例である。同図において、最適電圧Ｅｎ’が１１５〜２３０Ｖの場合、容量Ｃｎ”が（１／３）Ｃ、容量Ｃｎ’が（２／３）Ｃ、負荷の入力電圧Ｅｎが３４５〜６９０Ｖであることが示されている。これは、負荷の入力電圧Ｅｎは、Ｅｎ’＝ＥｎＣｎ”／（Ｃｎ’＋Ｃｎ”）に最適電圧Ｅｎ’＝１１５または２３０Ｖ、容量Ｃｎ”＝（１／３）Ｃ、及び容量Ｃｎ’＝（２／３）Ｃを代入して得られたものである。
【０１９１】
続いて図２６の例を用いて、制御部１１０ｆの処理を説明する。例えば、最適電圧Ｅｎ’が１１５〜２３０Ｖである場合、制御部１１０ｆは、第１スイッチ部１６１をＯＦＦ状態、第２スイッチ部１６４をＯＮ状態にして、インダクタ１３２に直列に接続されるコンデンサの容量Ｃｎ”をＣ／３とし、インダクタ１３２に並列に接続されるコンデンサの容量Ｃｎ’を２Ｃ／３とする。更に制御部１１０ｆは、第３スイッチ部１７１をＯＦＦ状態、第４スイッチ部１７４をＯＮ状態にして、インダクタ１５２に直列に接続されるコンデンサの容量Ｃｎ”をＣ／３とし、インダクタ１３２に並列に接続されるコンデンサの容量Ｃｎ’を２Ｃ／３とする。
【０１９２】
例えば、最適電圧Ｅｎ’が２３０〜４６０Ｖである場合、制御部１１０ｆは、第１スイッチ部１６１をＯＮ状態、第２スイッチ部１６４をＯＦＦ状態にして、インダクタ１３２に直列に接続されるコンデンサの容量Ｃｎ”を２Ｃ／３とし、インダクタ１３２に並列に接続されるコンデンサの容量Ｃｎ’をＣ／３とする。更に制御部１１０ｆは、第３スイッチ部１７１をＯＮ状態、第４スイッチ部１７４をＯＦＦ状態にして、インダクタ１５２に直列に接続されるコンデンサの容量Ｃｎ”を２Ｃ／３とし、インダクタ１３２に並列に接続されるコンデンサの容量Ｃｎ’をＣ／３とする。
【０１９３】
例えば、最適電圧Ｅｎ’が４６０〜６９０Ｖである場合、制御部１１０ｆは、第１スイッチ部１６１をＯＮ状態、第２スイッチ部１６４をＯＮ状態にして、インダクタ１３２に直列に接続されるコンデンサの容量Ｃｎ”をＣとし、インダクタ１３２に並列に接続されるコンデンサの容量Ｃｎ’を０とする。更に制御部１１０ｆは、第３スイッチ部１７１をＯＮ状態、第４スイッチ部１７４をＯＮ状態にして、インダクタ１５２に直列に接続されるコンデンサの容量Ｃｎ”をＣとし、インダクタ１５２に並列に接続されるコンデンサの容量Ｃｎ’を０とする。このようにすることで、負荷の入力電圧Ｅｎを３４５Ｖから６９０Ｖの範囲に設定することができる。
【０１９４】
以下に、インバーター電源２３０ｆの入力端子にかかる電圧が変更される原理について図２４のインダクタ３１１〜電源３１４の部分を例にとり説明する。例えば、制御部１１０ｆは、図２１におけるインダクタ１３２に並列なコンデンサの容量Ｃ１’を小さくする（例えば０にする）ことで、電力伝送装置１００ｆ−ｎをインダクタ１３２とコンデンサの直列共振回路に近づける。図２４において、直列共振回路では、インダクタ３１１にかかる電圧と反対符号の電圧がコンデンサ３１３にかかるので、インダクタ３１１にかかる電圧が大きくても電源３１４にかかる電圧が小さくなり、ひいてはインバーター入力端子にかかる電圧が小さくなる。
【０１９５】
一方、例えば、制御部１１０ｆは、図２１におけるインダクタ１３２に並列なコンデンサの容量Ｃ１’を大きくする（例えば、容量Ｃ１’をＣとする）ことで、電力伝送装置１００ｆ−ｎをインダクタ１３２とコンデンサの並列共振回路とする。図２４において、並列共振回路では、前述のようにインダクタ３１１にかかる電圧をキャンセルするコンデンサ３１３がなくなるまたはその容量が小さくなるので、インダクタ３１１にかかる電圧は直接電源３１４にかかる電圧と等しくなる。このため直列共振回路の場合と比較して相対的に電源３１４にかかる電圧を増やすことができる。
【０１９６】
以上、第６の実施形態において、制御部１１０ｆは、インバーター電源２３０ｆの入力端子にかける最適な電圧を参照して、第１スイッチ部１６１及び第２スイッチ部１６４を制御して、インダクタ１３２に並列に接続されるコンデンサの容量Ｃｎ’及びインダクタ１３２に直列に接続されているコンデンサの容量Ｃｎ”を変更する。また、制御部１１０ｆは、第３スイッチ部１７１及び第４スイッチ部１７４を制御して、負荷１４４−ｎにかける最適な電圧を参照して、インダクタ１５２に並列に接続されるコンデンサの容量Ｃｎ’及びインダクタ１３２に直列に接続されているコンデンサの容量Ｃｎ”を変更する。これにより、制御部１１０ｆは、負荷１４０−ｎの入力電圧を予め決めた範囲にすることができるので、負荷に適切な電圧を供給することができる。この結果、例えば負荷がモーターの場合、制御部１１０ｆは、モーターを適切に駆動することができる。
【０１９７】
このことから、第６の実施形態における電力伝送装置１００ｆ−ｎにおいて、第１の可変容量スイッチ部１６５は、第１のアンテナ部１３０ｆに並列に接続される容量を切り替える。第２の可変容量スイッチ部１７５は、第２のアンテナ部１５０ｆに並列に接続される容量を切り替える。制御部１１０ｆは、制御部１１０ｆが含まれる当該電力伝送装置１００ｆ−ｎの段数に応じて、第１の可変容量スイッチ部１６５による切り替え及び第２の可変容量スイッチ部１７５による切り替えを制御する。
【０１９８】
なお、本実施形態では、インダクタ１３２またはインダクタンス１５２に並列に挿入可能なコンデンサの数を二つとしたが、これに限らず、一つでもよいし、三つ以上であってもよい。コンデンサの数がＵ個の場合、例えばＵ個のコンデンサの容量は、２０／（２Ｕ―１）、…、２Ｕ−１／（２Ｕ―１）であることが好ましい。これにより、制御部１１０ｆは、インダクタ１３２またはインダクタンス１５２に並列に挿入可能なコンデンサの容量を、１／（２Ｕ―１）刻みで変更することができる。
【０１９９】
また、最適電圧Ｅｎ’が０〜１１５Ｖである場合には、以下のようにしてもよい。制御部１１０ｆは、直列に接続されたコンデンサ容量を０にしてすべて並列接続にする。こうすることにより、制御部１１０ｆは完全にコイルと電源の接続を切ることができる。制御部１１０ｆは、この状態を高周波周期の整数倍のある一定時間継続し、残りの時間を直列コンデンサの容量が１／３Ｃになるようにする。制御部１１０ｆは、この状態を短い時間間隔で繰り返すようにして、負荷（モーター）１４４−ｎをＯＮ−ＯＦＦ制御する。
【０２００】
図２８は第６の実施形態の変形例における電力伝送システム１ｇの構成を示す概略ブロック図である。電力伝送システム１ｇは、リーファコンテナ２８１〜２８４、電源コンテナ２８５、及び滑車２８６を備える。図２０ではリーファコンテナが地面に対して垂直に積み上げられていたのに対し、本変形例では、リーファコンテナ２８１〜２８４及び電源コンテナ２８５が地面に対して平行に並んでいる。図２８では、レール２８７に載った貨物列車の貨車２８６に複数のリーファコンテナ２８１〜２８４が設置され、そのうちの一つが大容量バッテリー及びエンジン発電機を搭載した電源コンテナ２８５である。同図では、一例として、各コンテナ間の間隙の長さを0.33ｍ、リーファコンテナ２８１の端からリーファコンテナ２８４の端までの長さを19.6mである。なお、各コンテナ間の間隙の長さ及びリーファコンテナ２８１の端からリーファコンテナ２８４の端までの長さは、これに限ったものではない。
【０２０１】
電源コンテナ２８５は、リーファコンテナ２８２へ電力を供給する。リーファコンテナ２８２は、供給された電力を用いてリーファコンテナ２８１へ電力を供給する。また、電源コンテナ２８５は、リーファコンテナ２８３へ電力を供給する。リーファコンテナ２８３は、供給された電源を用いてリーファコンテナ２８４へ電力を供給する。このようにすることで、その電源コンテナ２８５から、リーファコンテナ２８１〜２８４へ電力を供給することができる。これにより、既存のコンテナ貨車の改造や、コンテナ搭載時の電源の接続作業を行う手間が必要ないというメリットがある。
【０２０２】
なお、各実施形態の制御部またはＣＰＵ１１１の各処理を実行するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、当該記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、制御部またはＣＰＵ１１１に係る上述した種々の処理を行ってもよい。
【０２０３】
なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。
【０２０４】
さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（例えばＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ））のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【０２０５】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではない。各実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはなく、特許請求の範囲によってのみ限定される。
【符号の説明】
【０２０６】
１、１ｆ、１ｇ  電力伝送システム
１０−０、１０−１、１０−２、１０ｆ−０、１０ｆ−１、１０ｆ−２、…、１０ｆ−Ｎ  リーファコンテナ
１００、１００−０、１００−１、１００−２、１００−３、１００−４、１００−５、１００−６、１００ｃ−０、１００ｃ−１、１００ｃ−２、１００ｄ−０、１００ｄ−１、１００ｄ−２、１００ｄ−３、１００ｄ−４、１００ｅ−０、１００ｅ−１、…、１００ｅ−Ｎ、１００ｆ−１、１００ｆ−２、…、１００ｆ−Ｎ  電力伝送装置
１１０−０〜１１０−３、１１０ｄ−０〜１１０ｄ−４、１１０ｆ  制御部
１１１、２６０  ＣＰＵ
１２０−０、１２０−１、１２０−２、１２０−３、１２０−４、…、１２０−６、１２０ｃ−０、１２０ｃ−１、１２０ｃ−２、１２０ｆ−ｎ  無線通信部
１３０−０、１３０−１、１３０−２、１３０−３、１３０ｅ、１３０ｆ  第１のアンテナ部
１３１−０〜１３１−４、１５１−０〜１５１−４  コンデンサ
１３２、１３２−０〜１３２−４、１５２−０〜１５２−４  インダクタ
１３３−１〜１３３−３、１５３−０〜１５３−２  寄生抵抗
１３４  コンデンサ
１３５  コンデンサ
１４０−０、１４０−１、１４０−２、１４０−３、…、１４０−６、１４０ｄ−０、１４０ｄ−１、１４０ｄ−２、１４０ｄ−３、１４０ｄ−４  電源（供給部）
１４０ｆ  ＤＣ電源１４０ｆ
１４１−０、１４１−１  第１の回路
１４３−０、１４３−１  第２の回路（コンバーター回路）
１４４−０、１４４−１、１４４−２、１４４−３、１４４−４、１４４−ｎ  負荷
１４５  コンデンサ
１５０−０、１５０−１、１５０−２、１５０ｅ、１５０ｆ  第２のアンテナ部
１５２  インダクタ
１５４  コンデンサ
１５５  コンデンサ
１６０−０、１６０−１、１６０−２、１６０ｅ  リレー
１６１  第１スイッチ部
１６２  第１トランジスタ
１６３  第２トランジスタ
１６４  第２スイッチ部
１６５  第１の可変容量スイッチ部
１７０−０、１７０−１、１７０−２、１７０ｅ  リレー
１７１  第３スイッチ部
１７２  第３トランジスタ
１７３  第４トランジスタ
１７４  第４スイッチ部
１７５  第２の可変容量スイッチ部
１８０−０、１８０−１、１８０−２  ＤＣ冷凍機
１９１、１９６  電圧検出回路
１９２、１９５、２７２  電流検出回路
１９７  バッテリー
２００  ＳＷ（スイッチ）部
２０１  電流検出部
２０２  電圧検出部
２１０  ノイズフィルター
２２０  コンバーター部
２３０  インバーター（パワートランジスタ）部
２３０ｆ  インバーター電源
２４０  コンプレッサー（ブラシレスＤＣモーターまたは圧縮機）
２７１  シャント抵抗
２７３  チョッパー制御回路
２７４  インバーター制御回路
２８１、２８２、２８３、２８４  リーファコンテナ
２８５  電源コンテナ
２８６  滑車
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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