(57)【要約】  本発明は、電気エネルギーを車両（８１）へ、特にライトレール用車両のようなトラックに拘束される車両または道路用車両へ伝送するシステムに関し、ここで、−システムは、交流電磁界を生成して、それによってエネルギーを車両（８１）へ伝送する電気導体構成を含み、−導体構成は複数の連続するセグメント（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３）を含み、ここで、セグメント（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３）は車両（８１）の走行路に沿って延在し、各セグメント（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３）は交流電磁界を生成するために交流電流を伝送する少なくとも１本の交流電流線を含み、−システムは、セグメント（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３）に電気エネルギーを供給するために電流供給（４）を含み、−セグメントは電流供給（４）に互いに並列に電気的に接続され、−連続するセグメントの１つの列に対して、１つの変換器（Ｋ）が各セグメントに指定され且つ接続され、ここで、指定の変換器（Ｋ）は、指定の変換器（Ｋ）の列が連続するセグメント（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３）の対応する列に対して存在するように、電流供給（４）に接続され且つ電流供給（４；１０８）によって伝送される電流を、セグメントの少なくとも１本の交流電流線によって伝送される交流電流に変換するように適合され、−指定の変換器（Ｋ）の列の中の変換器（Ｋ）の各々は、指定の変換器（Ｋ）の列の動作を同期させるために同期リンク（ＳＬ）に接続され、−システムは、連続するセグメントの列によって生成される電磁界が連続するセグメントの間の境界または境界群において連続的になるように、指定の変換器（Ｋ）の列を同期させるように適合される。【選択図】図１２
2015504016.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気エネルギーを車両（８１）へ、特にライトレール用車両のようなトラックに拘束される車両または道路用車両へ伝送するシステムであって、
−前記システムは、交流電磁界を生成して、それによって前記エネルギーを前記車両（８１）へ伝送する電気導体構成を備え、
−前記導体構成は複数の連続するセグメント（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５）を備え、ここで、前記セグメント（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５）は前記車両（８１）の走行路に沿って延在し、各セグメント（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５）は前記交流電磁界を生成するために交流電流を伝送する少なくとも１本の交流電流線（１、２、３）を備え、
−前記システムは、前記セグメント（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５）に電気エネルギーを供給するために電流供給（４；１０８）を備え、
−前記セグメントは前記電流供給（４；１０８）に互いに並列に電気的に接続され、
−連続するセグメントの１つの列に対して、１つの変換器（Ｋ；Ｐ）が各セグメントに指定され且つ接続され、ここで、前記指定の変換器（Ｋ；Ｐ）は、指定の変換器（Ｋ；Ｐ）の列が前記連続するセグメント（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５）の対応する列に対して存在するように、前記電流供給（４；１０８）に接続され、且つ前記電流供給（４；１０８）によって伝送される電流を、前記セグメントの前記少なくとも１本の交流電流線（１、２、３）によって伝送される交流電流に変換するように適合され、
−前記指定の変換器（Ｋ；Ｐ）の列の中の前記変換器（Ｋ；Ｐ）の各々は、前記指定の変換器（Ｋ；Ｐ）の列の動作を同期させるために同期リンク（ＳＬ）に接続され、
−前記システムは、前記連続するセグメントの列によって生成される前記電磁界が前記連続するセグメントの間の境界または境界群において連続的になるように、前記指定の変換器（Ｋ；Ｐ）の列を同期させるように適合される、
システム。
【請求項２】
各セグメントは前記交流電流の異なる位相を伝送する少なくとも２本の交流電流線（１、２、３）を備え、且つ前記システムは、前記連続するセグメントの列によって生成される前記電磁界が前記車両（８１）の走行方向またはその反対に移動し、前記連続するセグメントの前記境界または境界群において連続である波を形成するように、前記指定の変換器（Ｋ；Ｐ）の列を同期するように適合されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記変換器（Ｋ；Ｐ）の各々は、前記同期リンク（ＳＬ）によって伝送される同期信号を受信するための前記同期リンク（ＳＬ）に接続されている制御デバイスを備え、且つ前記指定の変換器（Ｋ；Ｐ）の列の前記制御デバイスは同期信号を前記同期リンク（ＳＬ）を介して前記指定の変換器（Ｋ；Ｐ）の列の中の後続の変換器（Ｋ；Ｐ）に出力するように適合されている、請求項１または２に記載のシステム。
【請求項４】
前記指定の変換器（Ｋ；Ｐ）の列の前記制御デバイスは、前記制御デバイスを備える前記変換器（Ｋ；Ｐ）が動作している、すなわち、前記連続するセグメント（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５）の列の前記対応するセグメントによって伝送される前記交流電流を生成している場合にのみ、前記同期信号を出力するように適合されている、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記システムは、前記同期リンク（ＳＬ）に接続され且つ方向選択信号を前記同期リンク（ＳＬ）を介して前記変換器（Ｋ；Ｐ）の少なくとも１つの前記制御デバイスへ出力するように適合されている制御ユニットを備え、且つ、前記システムは、前記方向選択信号を受信する前記制御デバイス（群）が前記同期信号を前記同期リンク（ＳＬ）を介して、前記方向選択信号に対応する前記指定の変換器（Ｋ；Ｐ）の列の方向での前記後続の変換器（Ｋ；Ｐ）である前記変換器（Ｋ；Ｐ）へ出力するように適合されている、すなわち、前記同期信号は、前記方向選択信号に応じて、第１の方向における前記後続の変換器（Ｋ；Ｐ）または前記反対の方向における前記後続の変換器（Ｋ；Ｐ）のいずれかに出力される、請求項３〜４の何れか１項に記載のシステム。
【請求項６】
前記変換器（Ｋ；Ｐ）の各々は前記変換器（Ｋ；Ｐ）の動作を開始する起動デバイスを備え、前記起動デバイスは、前記変換器（Ｋ；Ｐ）の前記動作を、電源をオンに切り替える第１のステップと、所定の遅延期間後または前記電源が安定したことが検出された時に、前記対応するセグメントによって伝送される前記交流電流の生成を可能にする第２のステップと、の２つのステップで開始するように適合されている、請求項１〜５の何れか１項に記載のシステム。
【請求項７】
電気エネルギーを車両（８１）へ、特にライトレール用車両のようなトラックに拘束される車両または道路用車両へ伝送する方法であって、
−電気導体構成が、交流電磁界を生成して、それによって前記エネルギーを前記車両（８１）へ伝送するように運転され、
−前記導体構成は複数の連続するセグメント（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５）を備え、ここで、前記セグメント（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５）は前記車両（８１）の走行路に沿って延在し、各セグメント（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５）は、前記セグメントの運転中、前記交流電磁界を生成するために交流電流を伝送する少なくとも１本の交流電流線（１、２、３）を備え、
−電流供給（４；１０８）が前記セグメント（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５）に電気エネルギーを供給するために使用され、
−前記セグメントは前記電流供給（４；１０８）に互いに並列に電気的に接続され、
−連続するセグメントの１つの列に対して、１つの変換器（Ｋ；Ｐ）が各セグメントに指定され且つ接続され、ここで、前記指定の変換器（Ｋ；Ｐ）は、指定の変換器（Ｋ；Ｐ）の列が前記連続するセグメント（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５）の対応する列に対して存在するように、前記電流供給（４；１０８）に接続され、且つ、前記セグメントの運転中、前記電流供給（４；１０８）によって伝送される電流を、前記セグメントの前記少なくとも１本の交流電流線（１、２、３）によって伝送される交流電流に変換し、
−前記指定の変換器（Ｋ；Ｐ）の列の中の前記変換器（Ｋ；Ｐ）の各々は、前記指定の変換器（Ｋ；Ｐ）の列の動作を同期させるために同期リンク（ＳＬ）に接続され、前記セグメントの運転中で且つ前記指定の変換器（Ｋ；Ｐ）の列の別の変換器（Ｋ；Ｐ）も動作している場合、同期信号を前記同期リンク（ＳＬ）を介して受信および／または出力し、
−前記指定の変換器（Ｋ；Ｐ）の列は、前記連続するセグメントの列によって生成される前記電磁界が前記連続するセグメントの間の境界または境界群において連続的になるように、同期される、
方法。
【請求項８】
各セグメントは、前記セグメントの運転中、前記交流電流の異なる位相を伝送する少なくとも２本の交流電流線（１、２、３）を備え、前記指定の変換器（Ｋ；Ｐ）の列は、前記連続するセグメントの列によって生成される前記電磁界が前記車両（８１）の走行方向またはその反対に移動し、前記連続するセグメントの前記境界または境界群において連続である波を形成するように、同期される、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記変換器（Ｋ；Ｐ）の各々は、前記対応するセグメントの運転中に前記同期リンク（ＳＬ）によって伝送される同期信号を受信するための前記同期リンク（ＳＬ）に接続されている制御デバイスを備え、前記指定の変換器（Ｋ；Ｐ）の列の前記制御デバイスは同期信号を前記同期リンク（ＳＬ）を介して前記指定の変換器（Ｋ；Ｐ）の列の中の後続の変換器（Ｋ；Ｐ）に出力する、請求項７または８に記載の方法。
【請求項１０】
前記指定の変換器（Ｋ；Ｐ）の列の前記制御デバイスは、前記制御デバイスを備える前記変換器（Ｋ；Ｐ）が動作している、すなわち、前記連続するセグメント（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５）の列の前記対応するセグメントによって伝送される前記交流電流を生成している場合にのみ、前記同期信号を出力する、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記同期リンク（ＳＬ）に接続されている制御ユニットは、方向選択信号を前記同期リンク（ＳＬ）を介して前記変換器（Ｋ；Ｐ）の少なくとも１つの前記制御デバイスへ出力し、前記方向選択信号を受信する前記制御デバイス（群）は、前記同期信号を前記同期リンク（ＳＬ）を介して、前記方向選択信号に対応する前記指定の変換器（Ｋ；Ｐ）の列の方向での前記後続の変換器（Ｋ；Ｐ）である前記変換器（Ｋ；Ｐ）へ出力する、すなわち、前記同期信号は、前記方向選択信号に応じて、第１の方向における前記後続の変換器（Ｋ；Ｐ）または前記反対の方向における前記後続の変換器（Ｋ；Ｐ）のいずれかに出力される、請求項９〜１０の何れか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記変換器（Ｋ；Ｐ）の動作が、電源をオンに切り替える第１のステップと、所定の遅延期間後または前記電源が安定したことが検出された時に、前記対応するセグメントによって伝送される前記交流電流の生成を可能にする第２のステップと、の２つのステップで開始される、請求項７〜１１の何れか１項に記載の方法。
【請求項１３】
電気エネルギーを車両（８１）へ、特にライトレール用車両のようなトラックに拘束される車両または道路用車両へ伝送するシステムを製造する方法であって、次のステップ：
−交流電磁界を生成して、それによって前記エネルギーを前記車両（８１）へ伝送する電気導体構成を設けるステップ、
−前記導体構成に対して複数の連続するセグメント（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５）を設けるステップであって、前記セグメント（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５）は前記車両（８１）の走行路に沿って延在し、各セグメント（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５）は、前記交流電磁界を生成するために交流電流を伝送する少なくとも１本の交流電流線（１、２、３）を備える、ステップ、
−前記セグメント（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５）に電気エネルギーを供給する電流供給（４；１０８）を設けるステップ、
−前記セグメントを前記電流供給（４；１０８）に互いに並列に電気的に接続するステップ、
−連続するセグメントの１つの列に対して、１つの変換器（Ｋ；Ｐ）を各セグメントに指定し且つ接続するステップであって、前記指定の変換器（Ｋ；Ｐ）は、指定の変換器（Ｋ；Ｐ）の列が前記連続するセグメント（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５）の対応する列に対して存在するように、前記電流供給（４；１０８）に接続され且つ前記電流供給（４；１０８）によって伝送される電流を前記セグメントの前記少なくとも１本の交流電流線（１、２、３）によって伝送される交流電流に変換するように適合される、ステップ、
−前記指定の変換器（Ｋ；Ｐ）の列の中の前記変換器（Ｋ；Ｐ）の各々を前記指定の変換器（Ｋ；Ｐ）の列の動作を同期させるために同期リンク（ＳＬ）に接続するステップ、
−前記システムが前記指定の変換器（Ｋ；Ｐ）の列を、前記連続するセグメントの列によって生成される前記電磁界が前記連続するセグメントの間の境界または境界群において連続的になるように、同期することを可能にするステップ、
を備える方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両への、特にライトレール用車両（例えば、路面電車）のようなトラックに拘束される車両へのまたはバスのような道路用車両への電気エネルギーの伝送に関する。対応するシステムは、交流電磁界を生成して、それによって電磁エネルギーを車両へ伝送する電気導体構成を含む。電気導体構成は複数の連続するセグメントを含み、各セグメントは車両の走行路の異なるセクションに沿って延在する。セグメントは指定の変換器を介して電流供給に結合される。指定の変換器は、電流供給に接続され、セグメントまたはセグメント群の少なくとも１本の交流電流線によって伝送される交流電流を生成するように適合される。指定の変換器の論理的な列が連続するセグメントの物理的な列に対応して存在する。電流供給は直流電流供給であってもよい。この場合、変換器はインバータである。あるいは、電流供給は交流電流供給であってもよい。この場合、変換器は、特に、交流電流供給の交流電流を別の周波数を有するセグメントに通す交流電流へ変換するＡＣ／ＡＣ変換器である。２つ以上の電流供給を組み合わせること、すなわち、少なくとも１つの交流電流供給を少なくとも１つの直流電流供給と組み合わせることもまた可能であり、ここで、各供給はインバータまたはＡＣ／ＡＣ変換器のいずれかを介してそれぞれのセグメントに接続される。
【０００２】
本発明はまた上記システムを製造するための対応する方法および上記システムを動作させるための対応する方法にも関する。
【背景技術】
【０００３】
従来の鉄道車両、モノレール車両、トロリーバス並びに他の機械的手段、磁気的手段、電子的手段および／または光学的手段のような他の手段によってトラック上を導かれる車両のようなトラックに拘束される車両は、トラック上を推進するためにおよび車両に対して牽引力を生成しない補助システムを動作させるために電気エネルギーを必要とする。そのような補助システムは、例えば、照明システム、暖房および／または空調システム、空気の換気並びに乗客情報システムである。しかしながら、より具体的に言えば、本発明は、必ずしも限定されるわけではないが（しかし好ましくは）トラックに拘束される車両に電気エネルギーを伝送するシステムに関する。トラックに拘束される車両以外の車両は、例えばバスである。本発明の応用分野は公共交通用の車両へのエネルギーの伝送である。しかしながら、本発明のシステムを用いて、自家用車にエネルギーを伝送することも可能である。一般的に言えば、その車両は、例えば、電気的に動作する推進用のモータを有する車両であってよい。その車両はまた、ハイブリッド駆動システム、例えば電気エネルギーによりまたは電気化学的に蓄積されたエネルギーもしくは燃料（例えば、天然ガス、ガソリンまたは石油）により動作することができるシステムを有する車両であってもよい。
【０００４】
車両がある時点で１台も駆動されていない場所において、電磁界を削減するまたは回避するために、電気導体構成のセグメントを必要な場所においてのみ運転することができる。例えば、走行路に沿うセグメントの長さは走行方向において車両の長さより短く、そしてセグメントは、車両が、そのセグメントが延在している走行路のそれぞれの領域を既に占有している場合にのみ運転されることができる。特に、鉄道車両で占有されているということは、その車両が、そのセグメントが延在している線路上を走行していることを意味する。好ましくは、セグメントは、走行路のそれぞれの領域を完全に占有している場合にのみ運転される。例えば、車両はセグメントより（走行方向において）長く且つ車両の前端および後端は、セグメントの中心から見る場合セグメントの境界を越えて走行している。それ故に、伝送されたエネルギーを受け取るための車両の受信デバイスが、セグメントが延在する走行路の領域に入る前に、セグメントはオンに切り替えられる（すなわち、指定の変換器はセグメントに通す交流電流の生成を始める）ことが提案されている。しかしながら、これは、２つ以上の連続するセグメントが同時に運転されている可能性があることを意味する。そうでなければ、車両へのエネルギー伝送が中断される可能性があり、車両のレシーバに誘起された過渡電圧が生成される可能性がある。
【０００５】
特許文献１は、電気エネルギーを車両へ伝送するシステムおよび方法を説明しており、そのシステムは上述の特徴を含む。しかしながら、セグメントは電気的に互いに直列に接続され、２つの連続するセグメントの間の各境界に１つのインバータが存在する。インバータのスイッチは交流電流を生成するために制御されることが開示されている。各スイッチは、そのスイッチをオンおよびオフに切り替えるという個別の処理のタイミングを制御する駆動ユニットによって制御されることができる。駆動ユニットは、全ての駆動ユニットのタイミングを調整するインバータのコントローラによって制御されることができる。異なるインバータの同期は、同期されるべきインバータの各コントローラへ同期信号を伝送することにより、単一の上位制御デバイスによって実行されることができる。デジタル・データ・バスである可能性がある同期リンクが設けられてもよい。リンクは車両の走行路に沿って延在し、同期信号を伝送するための各コントローラへの接続を含む。更に、各コントローラから同期リンクへの接続も存在する。逆の接続は、信号を、コントローラから同期リンクおよび、それにより、同期リンクに接続されている他のコントローラへ伝送するために使われる。ある時点においてマスター・コントローラであるコントローラの１つは、同期信号を、逆の接続を介しておよび同期リンクを介して、同時に動作している全てのコントローラの動作を同期するために、他のコントローラへ出力する。マスター・コントローラによって制御されているインバータが動作を停止する場合、別のコントローラが、マスター・コントローラになるというタスクを引き継ぐ。新しいマスター・コントローラは、同期信号を逆の接続を介しておよび同期リンクを介して他のコントローラへ出力する。
【０００６】
特許文献１によれば、同期は位相シフト有りまたは位相シフト無しのいずれかで行われる。これは、１つのセグメントまたは連続するセグメントの両端において、インバータは、位相シフト有りまたは位相シフト無しのいずれかで動作することを意味し、従って、交流電流は、位相シフトがある場合、セグメントまたは連続するセグメントの位相線を通って流れ、位相シフトが無い場合、電流は位相線を通って流れない。その結果、特許文献１に開示されている同期は、セグメントまたは連続するセグメントに交流電流を生成するかまたは交流電流を生成しないかのいずれかを行うという目的のためだけに、実行される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第２０１０／０３１５９３（Ａ１）号
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
セグメントの位相線によって伝送される交流電流がゼロの場合に、セグメントの交流電流位相線と基準電位との間に電圧が未だあるということは、互いに直列に接続されている連続するセグメントを有するこの導体構成の欠点である。それ故に、電磁適合性（ＥＭＣ）に関する要件を満たすことがより困難である。更に、セグメントまたは連続するセグメントの両端におけるインバータの間の位相シフトは正確にゼロではない可能性がある。その結果、電流が意図せずにセグメント（群）の位相線を通って流れる可能性がある。
【０００９】
電気エネルギーを車両に誘導的に伝送し、電界および／または電磁界放射を低減するシステムを提供することが本発明の１つの目的である。そのシステムを製造するための対応する方法およびそのシステムを動作させるための対応する方法を提供することも更なる目的である。
【００１０】
互いに並列に電気的に接続されている複数の連続するセグメントを含む導体構成を提供するまたは使用することが本発明の基本的な概念である。セグメントの運転中に、それぞれのセグメントの少なくとも１本の交流電流線は、電磁誘導によるエネルギー伝送のための交流電磁界を生成するために交流電流を伝送する。
【００１１】
セグメントの異なる交流電流線の間の電圧は、セグメントが運転されていない間、例えば、交流電流線をオフに切り替えることによって、それにより交流電流線の電位をゼロに設定することによって、ゼロであることが可能であるということは並列セグメントの利点である。
【００１２】
本発明者らは同時に２つ以上の連続するセグメントを運転する方法も電磁界に影響を及ぼすことを観察した。特に、境界における電磁界の不連続が、その電磁界自体の中でおよび電磁界を受ける車両のレシーバ・システムの中で望ましくない周波数信号を生成する。その影響は電流の階段状の変化の影響と同様である。
【００１３】
各セグメントに対して、変換器の（直流電流供給およびインバータの場合、「直流電流側」と呼ぶことができる）供給側において電流供給線に接続され、変換器の（インバータの場合、「交流電流側」と呼ぶことができる）セグメント側においてセグメントに接続されている指定の変換器が存在する。従って、各セグメントは、指定の変換器、供給線および他のセグメントのそれぞれの指定の変換器を介して他のセグメントに間接的にのみ接続される。しかしながら、特定の実施形態によれば、同一の変換器が複数のセグメントに指定されることができる。この場合、共通の指定の変換器に接続される個別のセグメントは、隣接するセグメントではなく、好ましくは同時に運転されない。例えば、対応するスイッチまたは一組のスイッチは、変換器のセグメント側とセグメントの少なくとも１つとの間の交流電流接続に設けられる。スイッチまたはスイッチ群を制御することにより、同時にその変換器によって（セグメントに交流電流を供給することによって）運転させられることができるセグメントまたはセグメント群が選択される。
【００１４】
更に、変換器の動作を同期するために変換器に接続される同期リンクが存在する。システムは、連続するセグメントによって生成される電磁界が連続するセグメントの間の境界または境界群において連続になるように、同時に運転される連続するセグメントの指定の変換器を同期するように適合される。例えば、同時に運転される２つの連続するセグメントの場合、セグメント間に境界が存在する。しかしながら、その境界は１本の電線または電線群によって構成されていないが、連続するセグメントが互いに移行する領域である。例えば、セグメント毎に１本の交流電流線の場合、第１のセグメントの交流電流線は、走行路の第１のセクション内で車両の走行方向に延在し、第２の連続するセグメントの交流電流線は、走行路の第２のセクション内で走行路に沿って延在し、第１のセクションおよび第２のセクションは互いに隣接しているまたは殆ど互いに隣接している。この場合、連続するセクションの境界は、セクションが互いに隣接する所にまたはセクション間の中間領域に位置する。しかしながら、交流電流の異なる位相を伝送するための、セグメント毎に少なくとも２本の異なる交流電流線の場合、走行方向に移行ゾーンが存在することが好ましく、両方の連続するセグメントの交流電流線のセクションは移行ゾーン内に配置される。具体的な例を以下に説明する。
【００１５】
連続するセグメントの指定の変換器の同期により、電磁界は、連続するセグメントが共に運転されている間、各時点において、境界において、電界強度の階段状変化を含まない。特に、走行方向の電磁界の推移は、同期することで、連続するセグメントの間の境界において変化することはない。セグメント毎に、交流電流の異なる位相を伝送するための少なくとも２本の交流電流線の場合、電磁界は走行方向にまたは走行の反対の方向に移動する移動波（例が以下に説明される）として生成されることができ、この場合、移動波は連続するセグメントの境界を、２つの連続するセグメントが延在する領域内の他の位置を通過するのと同様に通過する。
【００１６】
具体的には、以下の：
電気エネルギーを車両へ、特にライトレール用車両のようなトラックに拘束される車両または道路用車両へ伝送するシステムであって、
−システムは、交流電磁界を生成して、それによってエネルギーを車両へ伝送する電気導体構成を含み、
−導体構成は複数の連続するセグメントを含み、ここで、セグメントは車両の走行路に沿って延在し、各セグメントは交流電磁界を生成するために交流電流を伝送する少なくとも１本の交流電流線を含み、
−システムは、セグメントに電気エネルギーを供給するための電流供給を含み、
−セグメントは電流供給に互いに並列に電気的に接続され、
−連続するセグメントの１つの列に対して、１つの変換器が各セグメントに指定され且つ接続され、ここで、指定の変換器は、指定の変換器の列が連続するセグメントの対応する列に対して存在するように、流供給に接続され、且つ電流供給によって伝送される電流を、セグメントの少なくとも１本の交流電流線によって伝送される交流電流に変換するように適合され、
−指定の変換器の列の中の変換器の各々は、指定の変換器の列の動作を同期させるために同期リンクに接続され、
−システムは、連続するセグメントの列によって生成される電磁界が連続するセグメントの間の境界または境界群において連続的になるように、指定の変換器の列を同期させるように適合される、
システムが提案されている。
【００１７】
更に、電気エネルギーを車両へ、特にライトレール用車両（８１）のようなトラックに拘束される車両または道路用車両へ伝送する方法であって、
−電気導体構成は、交流電磁界を生成して、それによってエネルギーを車両へ伝送するように運転され、
−導体構成は複数の連続するセグメントを含み、ここで、セグメントは車両の走行路に沿って延在し、各セグメントは交流電磁界を生成するために交流電流を、セグメントの運転中に、伝送する少なくとも１本の交流電流線を含み、
−電流供給がセグメントに電気エネルギーを供給するために使用され、
−セグメントは電流供給に互いに並列に電気的に接続され、
−連続するセグメントの１つの列に対して、１つの変換器が各セグメントに指定され且つ接続され、ここで、指定の変換器は、指定の変換器の列が連続するセグメントの対応する列に対して存在するように、電流供給に接続され且つ、セグメントの運転中、電流供給によって伝送される電流を、セグメントの少なくとも１本の交流電流線によって伝送される交流電流に変換し、
−指定の変換器の列の中の変換器の各々は、指定の変換器の列の動作を同期させるために同期リンクに接続され、且つ、セグメントが運転中であり且つ指定の変換器の列の中の別の変換器もまた動作されている場合、同期リンクを介して同期信号を受信および／または出力し、
−指定の変換器の列は、連続するセグメントの列によって生成される電磁界が連続するセグメントの間の境界または境界群において連続的になるように、同期される、
方法が提案されている。
【００１８】
更に、電気エネルギーを車両へ、特にライトレール用車両のようなトラックに拘束される車両または道路用車両へ伝送するシステムを製造する方法が提案され、その方法は以下のステップ：
−交流電磁界を生成して、それによってエネルギーを車両へ伝送する電気導体構成を設けるステップ、
−導体構成に対して複数の連続するセグメントを設けるステップであって、セグメントは車両の走行路に沿って延在し、各セグメントは交流電磁界を生成するために交流電流を伝送する少なくとも１本の交流電流線を含む、ステップ、
−セグメントに電気エネルギーを供給するための電流供給を設けるステップ、
−セグメントを電流供給に互いに並列に電気的に接続するステップ、
−連続するセグメントの１つの列に対して、１つの変換器を各セグメントに指定し且つ接続するステップであって、指定の変換器は、指定の変換器の列が連続するセグメントの対応する列に対して存在するように、電流供給に接続され且つ電流供給によって伝送される電流を、セグメントの少なくとも１本の交流電流線によって伝送される交流電流に変換するように適合される、ステップ、
−指定の変換器の列の中の変換器の各々を、指定の変換器の列の動作を同期させるために同期リンクに接続するステップ、
−システムが、連続するセグメントの列によって生成される電磁界が連続するセグメントの間の境界または境界群において連続的になるように、指定の変換器の列を同期させることを可能にするステップ
を含む。
【００１９】
製造方法の実施形態は動作方法の説明およびシステムの説明からの当然の結果である。
【００２０】
具体的には、上述したように、各セグメントは交流電流の異なる位相を伝送するための少なくとも２本の交流電流線を含むことができ、ここで、システムは、連続するセグメントの列によって生成される電磁界が車両の走行方向またはその反対に移動し、連続するセグメントの間の境界または境界群において連続である波を形成するように、指定の変換器の列を同期するように適合されている。そのような移動波には、車両が任意の位置に停止でき且つ磁気誘導によるエネルギー伝送は位置に依存しないという利点がある。
【００２１】
好ましい実施形態によれば、変換器の各々は、同期リンクによって伝送される同期信号を受信するために同期リンクに接続されている制御デバイスを含み、ここで、指定の変換器の列の制御デバイスは、同期信号を同期リンクを介して指定の変換器の列の後続の変換器へ出力するように適合される。同期信号の出力および受信は、変換器が、すなわち先行の変換器および／または後続の変換器が動作しているかという問題に依存する可能性がある。例えば、後続の変換器（すなわち、次の変換器）への同期信号の出力は、その変換器の動作が停止している場合は中止される可能性がある。その結果、次の変換器は、それ以降同期信号を受信しない可能性があるが、連続する変換器の同期動作が保証されるように、その後続の変換器へ同期信号を出力してもよい。それに加えてまたはその代わりに、変換器の動作の開始が、後続の変換器への同期信号の出力を開始するようにしてもよい。
【００２２】
特に、指定の変換器の列の制御デバイスは、制御デバイスを含む変換器が動作している、すなわち、連続するセグメントの列の中の対応するセグメントによって伝送される交流電流を生成している場合にのみ、同期信号を出力するように適合されるまたは動作される。
【００２３】
任意の変換器からそれぞれの後続の変換器に同期信号を伝送することは、中央同期制御が必要ではないということのみの利点がある。一方、同期信号の配信の遅延は、全ての一対の連続する変換器に対して同期信号の伝送方法および連続する変換器の間の同期リンクの１区画の長さが同一であるならば、最小化され且つ各一対の連続する変換器に対して同一である。特に、遅延は予測することができ、それにより、その影響を排除することができる。
【００２４】
好ましくは、同期信号は、少なくとも変換器または変換器群の動作時に伝送される連続的な信号である。例えば、同期信号は、変換器のセグメント側に交流電流を生成するスイッチの切り替え処理を制御するために変換器によって内部においても使用される信号であることができる。この内部制御のための典型的な信号は、変換器の中央コントローラから、スイッチの切り替えを引き起こす電流を実際に駆動する様々な駆動ユニットへ伝送されるパルス幅変調制御信号である。この文脈では、用語パルス幅変調信号は、パルス幅変調処理の結果を生じさせるために使用される制御信号であると理解される。あるいは、パルス幅変調制御信号の代わりに、変換器の中央コントローラのクロック信号が、同期信号として出力されることができる。特定の実施形態によれば、同期信号は、「０」および「１」に対応する２つの異なる信号レベルを有する２値信号であることができ、「０」から「１」へのまたはその逆のレベル変化が、変換器によって生成される交流電流の位相を同期するために使用され、更に、「０」から「１」へのまたはその逆の変化から、「０」から「１」へのまたは「１」から「０」への次の変化までの間の時間の長さが、変換器によって生成される交流電流の時間周期のような、変換器の動作時の周期的処理の時間周期を同期するために使用される。同期信号の時間周期を、変換器によって生成される交流電流の時間周期の所定の割合を定義するために使用するような変形が可能である。
【００２５】
幾つかの場合において、車両は常に導体構成の連続するセグメントに沿って同一方向に走行することができる。しかしながら、他の場合において、走行方向は時々反対方向に変わる可能性がある。後者の場合、システムが、同期リンクに接続され、且つ方向選択信号を同期リンクを介して変換器の少なくとも１つの制御デバイスへ出力するように適合されている制御ユニットを含むことが好ましく、ここで、システムは、方向選択信号を受信する制御デバイス（群）が同期信号を同期リンクを介して、方向選択信号に対応する指定の変換器の列の方向での後続の変換器である変換器へ出力するように適合されている、すなわち、同期信号は、方向選択信号に応じて、第１の方向における後続の変換器または反対の方向における後続の変換器のいずれかに出力される。言い換えると、必要であれば、指定の変換器の列の順序は逆にすることができる。特に、同期リンクは方向選択信号を変換器に伝送するために追加の線を含むことができる。
【００２６】
本発明の次の態様は、上述したように、本発明の基本的な概念に関連して実現されることができるが、同期が実行されない場合または同期が異なる方法で実行される場合でも実現されることが可能である。本発明のこの態様は以下のシステムを指す。電気エネルギーを車両へ、特にライトレール用車両のようなトラックに拘束される車両へまたは道路用車両へ伝送するシステムであって、
−システムは、交流電磁界を生成して、それによりエネルギーを車両へ伝送する導体構成を含み、
−導体構成は複数の連続するセグメントを含み、ここで、セグメントは車両の走行路に沿って延在し、各セグメントは、交流電磁界を生成するために交流電流を伝送する少なくとも１本の交流電流線を含み、
−システムは、セグメントに電気エネルギーを供給するために電流供給を含み、
−セグメントは電流供給に対して互いに並列に電気的に接続され、
−１つの変換器が各セグメントに指定され且つ接続され、ここで、指定の変換器は、電流供給に接続され且つ電流供給によって供給される電流を、セグメントの少なくとも１本の交流電流線によって伝送される交流電流に変換するように適合される、
システム。
【００２７】
随意選択的に、連続するセグメントの対応する列に対応する指定の変換器の列を定義することができる。
【００２８】
この態様の根本的な問題は、少なくとも変換器の幾つかは、対応するセグメントが電磁界を常時生成すべきではないので、連続的に動作されないということである。対応する理由は上記に説明されている。例えば、所定の基準に従って、それぞれのセグメントの上に車両の存在が検出される、または車両がそのセグメントの隣のスペース（特に、そのセグメントの上）を占めるであろうということが検出される場合、そのセグメントに指定されている変換器は動作を開始すべきである。動作は効率的に且つ確実に開始されるべきであるというのが、本発明のこの態様の目的である。特に、動作の開始直後に変換器によって生成される交流電流の変動は低減または回避されるべきである。交流電流の変動は、セグメントによって生成される周波数および／または電界強度の変動を引き起こすであろう、そしてそれが、今度は車両のレシーバに誘起される電圧の過渡現象を引き起こすであろう。
【００２９】
少なくとも１台の変換器が、好ましくは全ての変換器が変換器の動作を開始する起動デバイスを含むことが提案されている。
【００３０】
起動デバイスは、２つのステップで変換器の動作を開始するように適合されている。第１のステップで、変換器の電源のスイッチが入れられる。第２のステップで、第１のステップ後の所定の遅延時間後または電源が安定したということが検出された時に、対応するセグメントによって伝送される交流電流の生成が可能にされる。システムを動作する方法に関して、変換器の動作は、第１に電源を入れること、第２に所定の遅延時間後または電源が安定したということが検出された時に対応するセグメントによって伝送される交流電流の生成を可能にすること、の２つのステップで開始される。交流電流の生成を可能にすることとは、交流電流の生成が開始されることを意味する。言い換えれば、交流電流の生成は、変換器の電源のスイッチが入れられる時に開始されないが、後に第２のステップで開始される。その結果、電源が安定になる時間があるので、交流電流は開始以降、安定の状態で生成されることができる。
【００３１】
好ましくは、同期も本発明のこの態様に関連して実現される。この場合、変換器は同期信号を、好ましくは開始動作の第１のステップが実行される時に受信する、そしてそれ故に、同期信号は、電源が同期される動作を準備するためにオンに切り替えられた時に、交流電流の生成が開始される前に、変換器によって使用されることができる。例えば、（変換器のスイッチを駆動するための）スイッチ駆動ユニットの動作を制御するように適合されている変換器の中央コントローラは、開始動作の第１のステップでまたは第１のステップと第２のステップの間で開始されることができる。同期信号は、交流電流の生成を引き起こす変換器のスイッチの動作が開始される前に、中央コントローラの動作を同期するように使用されることができる。特に、スイッチ駆動ユニットの電源は、変換器の電源の後に、すなわち、第２のステップでオンに切り替えられることができ、それによって、交流電流の生成が開始される。
【００３２】
本発明の例および更なる実施形態が添付の図面を参照して説明される。図面の図を次に示す。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】電流供給（ここでは直流電流供給）に互いに並列に接続されている複数の連続するセグメントを含む電気導体構成を装備するトラック上を走行する鉄道車両を模式的に示す。
【図２】単一のセグメントの３相の導体構成の一例を示す図である。
【図３】図２による構成の３相を通る交流電流を示す図である。
【図４】トラックに沿っての、導体構成によって生成される磁気波の動きを模式的に示し、且つトラック上の車両の動きによる受信デバイスの動きを示す図である。
【図５】時間的に異なる３点における、鉄道車両がトラック上を走行する状況を示す図であり、トラックには導体構成の複数の連続するセグメントが備えられ、セグメントは、車両にエネルギーを供給するためにオンおよびオフに切り替えられることができる。
【図６】導体構成の２つの連続するセグメントの移行ゾーンにおける３相の導体構成の好ましい実施形態を示す図であり、２つの連続するセグメントの電線は移行ゾーンからトラックの横の位置へ延在するように配置される。
【図７】図６に示す構成と同様な構成を示す図であり、連続するセグメントの３相の２つの中性点接続が移行ゾーンに位置する。
【図８】図１に示す構成と同様な構成を示す図であり、２つの連続するセグメントの交流電流線は、いずれの場合でも、図６に示されている方法で共通の移行ゾーンからそれぞれの変換器（この例ではインバータ）へ延在する。
【図９】図８に示す構成と同様な構成を示す図であり、変換器（この例ではインバータ）は導体構成の２つのセグメントに指定され、同じインバータに接続されているセグメントは連続するセグメントではない、すなわち、連続するセグメントの列における隣接するセグメントではない。
【図１０】図９に示されている直流電流供給線に接続され、且つ２つのセグメントの３本の交流電流線にも接続されているモジュールを示す図であり、モジュールは、インバータ、定電流源、および、一度にセグメントの中の１つのみに電気エネルギーがインバータから供給されるように、セグメントの３本の交流電流線をオンおよびオフに切り替えるためのスイッチの構成を含む。
【図１１】図８に示す構成と同様な構成を示す図であり、連続するセグメントは走行方向に同一の長さを持たなく且つトラックはエネルギーを路面電車の代わりにバスに供給するように適合され、インバータの１つの拡大図が図の左下に示されている。
【図１２】１つの導体構成、例えば、図１、図５、図８、図１０または図１１に示されている導体構成、の３つの連続するセグメントを模式的に示す回路図であり、インバータは交流電流を生成するために各セグメントに指定され、且つ各インバータは同期リンクおよび直流電流供給に接続されている。
【図１３】インバータの動作を開始するための構成の実施形態を模式的に説明するブロック図である。
【図１４】インバータの動作を開始するための起動デバイスを含むインバータの特定の実施形態の回路図である。
【図１５】インバータと同期リンクとの間のインタフェースの実施形態を示す図であり、追加の方向選択信号線が設けられている。
【００３４】
図１は、車両８１のレシーバ８５に電気電圧を誘導する電磁界を生成する導体構成を備えるトラック８３上を走行する鉄道車両８１を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
導体構成は複数の連続するセグメントＴ１、Ｔ２、Ｔ３によって構成される。更なるセグメントを設けることができるが図１には示されていない。各セグメントＴ１、Ｔ２、Ｔ３は、いずれの場合でも、１つの指定インバータＫ１、Ｋ２、Ｋ３を介して直流電流供給１０８に接続される。供給１０８内の直流電流は電力源１０１によって供給される。しかしながら、図を参照して説明する例は、代替的に直流電流供給の代わりに交流電流供給を、およびインバータの代わりにＡＣ／ＡＣ変換器を含むことができる。
【００３６】
図２は１つのセグメントを構成することができる導体構成の部分を示す。図は模式図を示すと理解される。導体構成の３本の線１、２、３は、走行方向（左から右へまたは右から左へ）に対して横方向へ延在するセクションを含む。線１、２、３の横方向延在セクションの一部のみが参照番号によって、すなわち、線３の３つのセクション５ａ、５ｂおよび５ｃによって、線３の更に幾つかのセクションを「５」によって、線２の１つのセクション５ｘ並びに線１の１つのセクション５ｙによって示されている。最も好まれる場合では、図２に示されている構成１２はトラックの地下に置かれ、図２が構成１２の上面図を示す。トラックは、図２における上部と下部において左から右に延在することができる、すなわち、横方向延在線セクションは、完全に、トラックの端によって定義される境界の中に存在することができる。
【００３７】
例えば、図８に示すように、３本の線１、２、３はインバータＫに接続されることができる。図２に示されている時点において、正の電流Ｉ１が線３を流れている。「正」は電流がインバータから線へ流れていることを意味する。３本の線１、２、３はその構成の他の端で、共通の中性点４で互いに接続される。その結果、他の電流、ここでは線２を通る電流Ｉ２および線１を通る電流Ｉ３の中の少なくとも１つは負である。一般的に言えば、各時点で中性点へおよび中性点から流れる全ての電流の総和はゼロであることを意味する中性点ルールが適用される。線１、２、３を通る電流の方向は矢印で示されている。
【００３８】
走行方向に対して横方向に延在する線３のセクションおよび線１、２の対応するセクションは、好ましくは、同一の幅を有し且つ互いに平行である。実際には３本の線の横方向延在セクションの間に幅方向のずれが無いのが好ましい。そのようなずれが、各セクションまたは各線が識別できるという理由で図２に示されている。
【００３９】
好ましくは、各線は同じようにトラックに沿って蛇行路（曲折する路とも呼ばれる）を辿り、ここで、線は、走行方向に、走行方向に対して横方向に延在する同一の線の連続するセクションの間の距離の３分の１ずれている。例えば、図２の中ほどに示すように、線３の連続するセクション５の間の距離がＴｐで示されている。これらの連続するセクション５の間の領域内において、走行方向に対して横方向に延在する２つの他のセクション、すなわち、線２のセクション５ｘおよび線１のセクション５ｙが存在する。連続するセクション５、５ｘ、５ｙのこのパターンは、走行方向にこれらのセクションの間で規則正しい距離で反復する。
【００４０】
セクションを流れる電流の対応する方向は、図２の左側の領域に示されている。例えば、セクション５ａは、電流を、構成１２の第１の側部Ａからその構成の反対の側部Ｂへ伝送する。構成１２がトラックの下の地中に埋められている場合、より一般的に言えば、水平面に延在する場合、側部Ａはトラックの１つの（走行している車両から見て、走行方向の右手側のような）側部であり、側部Ｂは反対側（例えば、トラックの左側）である。
【００４１】
従って、後続のセクション５ｂは、同時に側部Ｂから側部Ａに流れている電流を伝送する。線３の次の後続のセクション５ｃは、従って、電流を側部Ａから側部Ｂに伝送する。全てのこれらの電流は同時に同一の線で伝送されるので、同一の大きさを有する。言い換えれば、横方向に延在するセクションは、走行方向に延在するセクションにより互いに接続される。
【００４２】
この蛇行状の線の構成の結果、線３のセクション５ａ、５ｂ、５ｃ、…によって生成される磁界は、電磁界の連続する磁極の横列を生成し、連続する磁極（セクション５ａ、５ｂ、５ｃ、…によって生成される磁極）は、交番する磁気極性を有する。例えば、セクション５ａによって生成される磁極の極性は、特定の時点において、磁気的Ｎ極が上を向き、磁気的Ｓ極が下を向いている磁気双極子に対応することができる。それと同時に、セクション５ｂによって生成される磁界の磁気極性は、同時に、その対応する磁気双極子がそのＳ極が上方向におよびそのＮ極が下方向に向いているように配向される。セクション５ｃに対応する磁気双極子はセクション５ａに対してと同様に配向される、以下同様である。同じことが線１および２に適用される。
【００４３】
しかしながら、本発明はたった一つの位相が存在する場合、２つの位相が存在する場合、３を超えた位相が存在する場合をも包含する。たった一つの位相を有する導体構成は図２の線３として構成することができるが、中性点４の代わりに、線３の終端（図２の右手側に位置する）もまた、トラックに沿って延在する接続線（図２に示されていない）によってインバータ（図２に示されていない）に接続されることができる。２相の構成は、例えば、線３および２から構成することができるが、２本の線（より一般的に言えば全ての線）の横方向延在セクションの間の距離は好ましくは一定である（すなわち、線３の横方向延在セクションと、走行方向およびその反対方向において最も近い線２の２本の横方向延在セクションとの間の距離は等しい）。
【００４４】
図２に示された例の場合だけでなく他の場合においても、連続するセグメントの境界で生成される電磁界の過渡現象を回避することが目的の１つである。
【００４５】
図３に示す図は任意の時点における図２の線１、２、３を通る電流を示す。水平方向において、位相角は変化する。電流のピーク電流値は、それぞれ、３００Ａから−３００Ａ（縦軸）の範囲にあることができる。しかしながら、より大きいまたはより小さいピーク電流も可能である。３００Ａのピーク電流は、数百メートルから数キロメートルの、例えば、市の歴史的中心街内のトラックに沿って路面電車を動かすために路面電車に推進エネルギーを供給するのに十分である。更に、路面電車は、従来の電気化学電池装置および／またはスーパーキャパシタ装置等の車載エネルギー貯蔵装置からエネルギーを引き出すことができる。エネルギー貯蔵装置は、路面電車が中心街を離れて、架空線に接続されるとすぐに再び完全に充電されることができる。
【００４６】
図４は、垂直に延在し且つ走行方向に延在する切断面に沿った断面図を示す。走行方向に対して横方向に延在する線１、３、２の断面で示されている線１、３、２のワイヤまたはワイヤの束は、図４の下半分に示されている。走行方向に対して横方向に延在する構成１２の全部で７つの断面が少なくとも部分的に図４に示されている。その横列における（左から右へ）第１番目、第４番目および第７番目の断面は線１に属する。断面５ｂ（図４の第４番目の断面）を通る電流Ｉ１の方向は、断面５ａ、５ｃ（図４の第１番目および第７番目の断面）を通る電流Ｉ１の方向に対して逆であり、且つ電流Ｉ１、Ｉ３、Ｉ２は交流電流であるので、生成される電磁波は速度ｖｗで走行方向に移動する。その波は９で示され、構成１２の誘導率はＬｐで示される。
【００４７】
図４の上半分に示される断面は走行方向に速度ｖｍで走行している車両の受信デバイスを表し、図４の上部における「２Ｔｐ」は、図４が構成１２の１つの線セグメントを示し、線セグメントの長さが１本の線、ここでは線１、の連続する横方向延在セクションの間の距離の２倍に等しいことを表す。
【００４８】
図５に示されている例によれば、車両９２（例えば、路面電車）は左から右へ移動している。上の図では、車両９２はセグメントＴ２、Ｔ３の上のトラックを占め、セグメントＴ１、Ｔ４の上のトラックを部分的に占めている。受信デバイス９５ａ、９５ｂは車両によって完全に占められているセグメントの上に常に位置している。受信デバイスから長手方向の車両の最も近い端までの距離は、導体構成１１２の各セグメントの長さより大きいので、これは正しい。
【００４９】
上の図の状況において、セグメントＴ２、Ｔ３は運転され、他の全てのセグメントＴ１、Ｔ４、Ｔ５は運転されない。車両９２がセグメントＴ２、Ｔ３上のトラックを完全に占め、セグメントＴ４上のトラックをほぼ完全に占めている中央の図において、受信デバイス９５ａはセグメントＴ２上の領域を既に離れたので、セグメントＴ２の運転は停止され、そして、セグメントＴ４は、車両がセグメントＴ４上の領域を完全に占めるとすぐに運転を開始する。セグメントＴ４がオンに切り替えられている時のこの状態が、図５の下の図に示されている。しかし、その間に、セグメントＴ３はオフに切り替えられた。
【００５０】
図６は２つの連続するセグメントの移行ゾーンを示す。導体構成５０７ａ、５０７ｂ、５０７ｃ；５０８ａ、５０８ｂ、５０８ｃは３相の導体構成である、すなわち、図６に示されている導体構成の２つのセグメントの各々は、３相交流電流の３相を導く３本の位相線を含む。３相の中の１つは単線で示され、３相の第２は二重線で示され、３相の第３は三重線で示されている。全ての電線は走行方向に（左から右へまたはその逆に）曲折する形で延在する。
【００５１】
各セグメントは互いに別々に運転されることができるが、セグメントは同時に運転されることもできる。図６は、基本的な概念、すなわち、連続するセグメントの領域を重ね合わせるという概念の好ましい実施形態を示す。
【００５２】
図６の左手側に示されているセグメントは位相線５０７ａ、５０７ｂ、５０７ｃを含む。これらの位相線５０７の延在を左から右へ辿ると、切欠き部６０９（トラックの破線の輪郭の溝で示し、それは線を保持するブロックの物理的な切欠きであってもよい）に達する各位相線５０７は、トラックから離れて、位相線５０７を動作させるインバータ（図示されていない）の方へ導かれている。例えば、位相線５０７ｂは切欠き部６０９が終わる所の切欠き部６０９に達する。位相線５０７ｂとは対照的に、位相線５０７ａ、５０７ｃは、成形ブロックの線の反対側から切欠き部６０９の方に向けて延在する線セクションを有して、切欠き部６０９に達する。
【００５３】
３本の位相線５０７の各々は走行方向に対して横方向に延在する線セクションを含む。これらの横方向延在セクションは走行方向に反復する位相の列を形成する、すなわち、第１の位相線５０７ａのセクションの後に第２の位相線５０７ｂのセクションが続き、その後に第３の位相線５０７ｃの線セクションが続き、その後も同様に続く。移行ゾーンにおいて位相線のこの反復する列を続けるために、隣接のセグメントの位相線５０８ｂ（第２の位相線）が、切欠き部６０９に達する場所で、他のセグメントの第１の位相線５０７ａと第３の位相線５０７ｃの間に横方向延在線セクションを形成するように、切欠き部６０９を通って導かれる。言い換えれば、第２のセグメントの第２の位相線５０８ｂが、位相が反復する位相線の列を継続するために第１のセグメントの第２の位相線５０７ｂを置き換える。第２のセグメントの他の位相線、すなわち、第１の位相線５０８ａおよび第３の位相線５０８ｃは、位相の列が、走行方向に延在が考慮される場合、図６の左手側の第１のセグメントと同一であるように、対応する方法で切欠き部６０９を通って導かれる。
【００５４】
図７は、２つの連続するセグメントの、例えば、同様にトラックの切欠き部６０９に位置する移行ゾーンの第２のタイプを示す。図６および図７における同一の参照番号は同一の特徴および構成要素を指す。図７は、例えば、図６の右手側に示されているセグメントおよび導体構成のその先のセグメントを示す。このその先のセグメントの位相線は、その先のセグメントの５０９ａ（第１の位相線）、５０９ｂ（第２の位相線）および５０９ｃ（第３の位相線）で示される。切欠き部６０９の領域は、各セグメントの３相の間の電気接続を確立するための領域として使用される、すなわち、中性点接続（図２参照）は各セグメントに対して作成される。中性点接続は５１１ａまたは５１１ｂで示される。好ましくは、中性点５１１の位置は、位相線が成形ブロックによって規定される凹部またはスペース内に置かれている場所において、位相線の線セクションよりも、カバー層の上面までの距離が大きい位置にある。従って、中性点接続は十分に保護される。
【００５５】
本発明によれば、図６および図７に関連して説明された概念は、同時に運転される連続するセグメントの移行ゾーンにおいて連続する電磁界（特に、連続的に移動する波、図４参照）を生成するために、同期と組み合わされることができる。
【００５６】
図８の構成は、第１の電位の第１の線４ａおよび別の電位の第２の供給線４ｂを有する直流電流供給４を含む。電力源Ｓは線４ａ、４ｂに接続される。各セグメントＴは交流電流の別々の位相を伝送するために複数の線（具体的には、３本の線）を含む。交流電流は、その直流電流側で直流電流供給４に接続される関連のインバータＫ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４、Ｋ５、Ｋ６によって生成される。図２に示されている構成では、セグメントＴ毎に１つのインバータＫがある。図６および図７の概念によれば、インバータＫは連続するセグメントの移行ゾーンに互いに近くに、対になって配置されていることに留意すべきである。図８の電流供給は中央電力源Ｓを個々のインバータに接続する直流電流供給である。しかしながら、図９および図１０によれば、この基本概念は変更することができる。
【００５７】
図９によれば、複数のインバータは、線４ａ、４ｂを有する直流電流供給４に互いに平行に接続される。しかしながら、図８に示す構成とは対照的に、インバータＰ１、Ｐ２、Ｐ３は複数の交流電流供給に接続され、これらの供給の各々はインバータＰを１つのセグメントＴに接続する。図９に示される特定の実施形態では、各インバータＰは２つのセグメントＴ１、Ｔ４；Ｔ２、Ｔ５；Ｔ３、Ｔ６に接続される。セグメントＴに沿って走行する車両８１の長さで模式的に示されているように、セグメントＴの対の中の１つのセグメントＴ１、Ｔ２、Ｔ３またはＴ４、Ｔ５、Ｔ６のみが、車両が図９に示す位置で走行している時に運転される。セグメントＴ２、Ｔ３、Ｔ４は車両８１のレシーバ９５ａ、９５ｂにエネルギーを伝送するために運転される。セグメントＴ１、Ｔ５、Ｔ６の運転は車両８１への顕著な量のエネルギーの伝送をもたらさないであろう。車両が図９において左から右へ走行し続ける場合、セグメントＴ２はオフに切り替えられ、セグメントＴ５は代わりにオンに切り替えられるであろう。
【００５８】
その結果、同じインバータＰに接続されている一対のセグメントＴの中のセグメントの１つのみが一度に運転されるであろう。従って、インバータを、単一のセグメントを通る所望の定電流を生成するように適合されている定電流源と結合させることが可能である。代替の構成において、例えば、同じインバータに２つより多いセグメントを接続し、一度にこれらのセグメントの一つだけを運転することが可能であろう。
【００５９】
図１０は、当業者に知られているように構築されることができるインバータＰを含むモジュールを示す。例えば、３相交流電流が生成される場合、各位相に対して２つの半導体スイッチの直列接続を含むブリッジが存在する可能性がある。インバータの構築は知られているので、図１０に関する詳細は説明されない。交流電流側において、インバータＰは定電流源１２に接続される。この定電流源１２は、受動素子網、すなわち、交流電流の各位相線の１つのインダクタ１８ａ、１８ｂ、１８ｃおよび位相線の一本を分岐点２１ａ、２１ｂ、２１ｃを始点として共通中性点１１へ接続する接続における１つのキャパシタ２０ａ、２０ｂ、２０ｃから構成される。
【００６０】
定電流源は、第１のインダクタ１８に対して分岐点２１の反対側にある各位相線に第２のインダクタを含むこともできる。そのような構成は３相Ｔ回路網と呼ぶことができる。第２のインダクタの目的は定電流源に接続されているセグメントによって生成される無効電力を最小化することである。
【００６１】
図１０に示されている例では、定電流源１２の位相線は第２のキャパシタ４２ａ、４２ｂ、４２ｃを介して分岐点７ａ、７ｂ、７ｃに接続される。キャパシタ４２は、分岐点７に接続されることができるセグメントの固有のインダクタを補償するように機能する。この場合の「補償」は、セグメントが運転している時にそれぞれのセグメントによって生成される無効電力が最小化されることを意味する。これは、補償キャパシタを定電流源をも含むモジュールに集積することができるという基本概念を示す。
【００６２】
図１０に示されている例において、半導体スイッチ１６ａ、１６ｂ、１６ｃを各位相に１つ含む第１のスイッチ部１３ａは、分岐点７ａ、７ｂ、７ｃに接続され、同様に第２のスイッチ部１３ｂの半導体スイッチ１６ａ、１６ｂ、１６ｃもまた分岐点７に接続される。例えば、第１のスイッチ部１３ａは図９の交流電流供給６ａ、６ｃまたは６ｅに接続されることができ、第２のスイッチ部１３ｂは図９の交流電流供給６ｂ、６ｄまたは６ｆに接続されることができる。
【００６３】
図９の連続するセグメントＴ１〜Ｔ６の運転が順々に運転を開始する場合、指定のインバータＰ１〜Ｐ３の動作は（論理的な）順序Ｐ１−Ｐ２−Ｐ３−Ｐ１−Ｐ２−Ｐ３で開始するが、スイッチ部１３ａは、そのインバータの動作がこの順序の間の一回目に終了した後にオフに切り替えられ、そしてスイッチ部１３ｂはオンに切り替えられるであろう。同期信号は、インバータによって、例えば、デジタル・データ・バスの対応するアドレスを使用して、この論理的な順序に従って後続のインバータへ出力されることが可能である。
【００６４】
図１１は、システムの一次側上のセグメントによって生成される電磁界を受ける単一のレシーバ９５を含む車両９１、特に人々の公共交通のバスを模式的に示す。走行方向（図１１において左から右）の長さが異なる５つの連続するセグメントＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５が存在する。セグメントＴ１からセグメントＴ２への移行ゾーン、およびセグメントＴ４からセグメントＴ５への移行ゾーンにおいて、２つのインバータＫ１、Ｋ２；Ｋ４、Ｋ５が存在するが、一方セグメントＴ２からセグメントＴ３への移行ゾーンにおいて、セグメントＴ３に指定されているインバータＫ３のみが存在する。インバータＫ３の拡大図は図の左下に示されている。
【００６５】
（この説明の任意の実施形態の）インバータによって生成される交流電流の実行交流電圧は、例えば、５００〜１５００Ｖの範囲であることが可能である。交流電流の周波数は１５〜２５ｋＨｚであることが可能である。直流電流供給の直流電圧は、例えば５００〜１０００Ｖの範囲であることができる。交流電流供給の場合、周波数（例えば、４０〜６０Ｈｚの範囲であることができ、例えば、５０Ｈｚ）はＡＣ／ＡＣ変換器によって生成される交流電流の周波数より低い。交流電流供給の電圧は直流電流供給のものと同一の範囲内にあることができる。
【００６６】
図１２に示されている例では、３つの連続するセグメントＴ１、Ｔ２、Ｔ３が示されている。しかしながら、導体構成は、連続するセグメントの列を形成する他の任意の数のセグメントを含むことが可能である。具体的には、実際にはセグメントの数はより大きい、例えば、少なくとも１０または２０セグメントであることが可能である。セグメントＴ１、Ｔ２、Ｔ３の交流電流線または交流電流線群は、セグメント毎に１本の線で表され、その１本の線は、誘導によるエネルギー伝送に必要な誘電性を示すために巻線を含む。交流電流線（群）は指定のインバータＫ１、Ｋ２、Ｋ３に接続される。インバータＫは接続線ＣＬａ、ＣＬｂを介して直流電流供給に接続される。直流電流供給は別々の電位にある第１の線４ａおよび第２の線４ｂを含む。第１の線４ａは第１接続線ＣＬａを介してインバータＫに電気的に接続され、直流電流供給の第２の線４ｂは第２接続線ＣＬｂを介してインバータＫに接続される。
【００６７】
更に、図１２は、ＣＡＮ（controller area network,コントローラ・エリア・ネットワーク）バス標準に準拠するデータ・バスのような、デジタル・データ・バスによって実現されることが可能である同期リンクＳＬを示す。同期リンクＳＬはそれぞれのインバータＫにインバータＫのインタフェースＩＰで接続される。
【００６８】
任意選択的に、追加の方向選択線が、連続するセグメントＴの列の順序を、従って、指定のインバータＫの列の順序を定義する方向に対して方向の選択を可能にするために、設けられ、具体的には、各インバータＫのインタフェースＩＰに接続されることができる。しかしながら、方向選択線ＤＳは、特に、車両が常に導体構成が設けられているトラック上を同一方向に走行する場合、省略することができる。
【００６９】
次に、連続するセグメントの運転の例が説明される。例えば、トラック上を走行している時に常に２つのセグメントを占めている車両にエネルギーが供給されるとする。この例では、２つまたは一時的に３つの連続するセグメントが同時に運転される可能性がある。しかしながら、本説明は２つまたは３つの連続するセグメントの運転に限定されるものではない。それどころか、他の任意の数の連続するセグメントが同時に運転されることが可能である。
【００７０】
例えば、連続するセグメントＴの列の順序の方向が、図１２において左から右である、すなわち、順序がＴ１−Ｔ２−Ｔ３である場合、活動中のインバータＫ（すなわち、動作中であり、従って、それぞれの対応するセグメントＴに交流電流を生成しているインバータ）は、同期信号を後続のインバータＫへ出力する。例えば、インバータＫ１が動作している場合には、インバータＫ１は同期信号を同期リンクＳＬを介して後続のインバータＫ２に出力する。インバータＫ２が動作している場合には、インバータＫ２は同期信号を後続のインバータＫ３に出力する。しかしながら、インバータＫが動作していない場合には、インバータＫは同期信号を後続のインバータＫに出力しない。
【００７１】
その結果、同時に動作される連続するインバータＫの列はチェーンを形成し、各チェーン・リンク（すなわち、各インバータＫ）は同期信号を後続のチェーン・リンクに出力する。従って、インバータＫの同期された動作が保証される。一方、最後のチェーン・リンクは同期信号を出力しないので、同じ連続するインバータの列の部分ではない他のインバータは、動作することはできるが同期されない、または別の連続するインバータの列に同期される。言い換えれば、活動中のインバータの別のチェーンが存在することが可能であり、上記の同期方法は、活動中のインバータの各個別のチェーンの中のインバータが同期して動作することを保証する。
【００７２】
方向選択線が図１２に示されているように存在する場合、同期信号を後続のインバータＫへ伝送する方向は、方向選択信号がそれぞれのインタフェースＩＰによって受信される際に、反転されることが可能である。例えば、方向選択線ＤＳを介しての対応する方向選択信号の受信は、活動中のインバータＫ３に、同期信号を今までのものとは違う後続のインバータＫ２等に出力させるようにすることが可能である。
【００７３】
図１３は、インバータ、例えば図１、図８、図１０、図１１または図１２に示すインバータの１つ、の考えられる実施形態を示す。インバータの１つのコントローラまたは複数のコントローラはＣＴＲで示される。更に、インバータは、インバータに必要な形態の電力を供給する電力ユニットＰＵを含む。図１３に示される特定の実施形態において、インバータは２つの起動デバイスＳＤ１、ＳＤ２をも含む。しかしながら、２つの別々の起動デバイスの代わりに、インバータは、代替として以下に説明される２つの起動デバイスＳＤ１、ＳＤ２の機能を兼ね備える単一の起動デバイスを含むことができる。
【００７４】
起動デバイスＳＤ１、ＳＤ２は単一の線１３１に接続され、その線は、同期リンク（例えば、図１２に関連して説明されたようなもの）として使用される同じ信号線または同じ組み合わせの信号線群であることができる。その代わりに、信号線１３１は、異なる起動デバイスＳＤ１、ＳＤ２を接続する内部信号線であることができ、そして単一の起動デバイスのみが存在する場合、省略することができる。しかしながら、起動デバイスまたは起動デバイス群が、起動デバイス（群）が車両にエネルギーを供給するための外部デバイス（これはシステムの中央制御ユニットであってもよい）によって使用可能または使用不可にされることができるように、信号線１３１または別の信号線を介して外部デバイスに接続されるのが好ましい。
【００７５】
図１３に示されるように、起動デバイスＳＤ１（または、その代わりに全ての起動デバイスもしくは単一の起動デバイス）は車両の存在を検出する検出構成１３３、１３４に接続されることが好ましい。図１３に示されている実施形態では、車両存在検出によってカバーされる（破線１３４によって外形が描かれているような）領域は、インバータＫに接続されているセグメントＴの交流電流線（群）の全領域をカバーするということが模式的に示されている。しかしながら、車両存在検出は、別の方法で、例えば、車両がトラック上の所定の位置に達したことまたはそこを通過することを検出することによって、実行されることができる。車両存在検出システム１３３、１３４が（例えば、ループ１３４からの信号を信号線１３３を介して伝送することによって）インバータＫの動作が開始されるべきであるということを表す信号を生成する場合、第１の起動デバイスＳＤ１（または単一の起動デバイス）はインバータＫの電源をオンに切り替える。図１３に示される特定の実施形態では、これは、コントローラＣＴＲが電力ユニットＰＵに接続されるように、接続線ＣＬａ、ＣＬｂの中の１つのスイッチを閉じるまたは複数のスイッチを閉じることによって実行される。この電力ユニットＰＵは、例えば、直流電流供給の電圧および電流が電力ユニットＰＵを追加することなくインバータＫの運転に適している場合は省略することができる。しかしながら、インバータＫの別のユニットの動作電力用におよび同時に対応するセグメントＴの交流電流線（群）へエネルギーを供給するために、そのような電力ユニットＰＵを使用することおよび、特に同じ直流電流供給を使用することが好ましい。対応する例が図１４に示される。
【００７６】
コントローラＣＴＲの電源を起動することは、インバータＫの動作を全て開始するわけではない。言い換えれば、コントローラＣＴＲの電源を起動することは、対応するセグメントＴを運転するために使用される交流電流の生成を開始しない。そうではなく、この全部の稼働は遅延時間の後にのみ開始される、またはコントローラＣＴＲの電源が安定したことが検出される場合に開始される。「安定」は、電源がインバータＫによって生成される交流電流の変動を引き起こさないということを意味する。
【００７７】
所定の遅延時間が経過した場合、または、電源が安定したということが検出される場合、第２の起動デバイスＳＤ２（または単一の起動デバイス）は、インバータＫのフル稼働を、例えば、対応するイネーブル信号を信号線１３２を介して出力することによって、可能にする。
【００７８】
図１４はインバータＫ、例えば図１３のインバータを示す。インバータＫは、第１のコントローラＣＴＲ１および６つのスイッチＳＷ１…ＳＷ６のスイッチング動作を制御する３つの駆動ユニット１４７ａ、１４７ｂ、１４７ｃを含む第２のコントローラ構成ＣＴＲ２を含む。これらのスイッチＳＷ（例えば、ＩＧＢＴｓのような半導体スイッチ）およびその動作は主に当技術分野で知られている。対応するセグメント（図１４には示されていない）の交流電流線６を通る３相交流電流の生成はここでは詳細には説明しない。スイッチＳＷ１、ＳＷ２；ＳＷ３、ＳＷ４；ＳＷ５、ＳＷ６の中の２つの直列接続は、いずれの場合でも、保護およびフィルター・ユニット１４５を介して接続線ＣＬａ、ＣＬｂに接続される直流電流線１４８ａ、１４８ｂにその両端で接続される。電力ユニットＰＵ（図１４に示すように、２つのサブユニットを含む分散型ユニットであることができる）は、直流電流線１４８にも接続され、第１の起動デバイスＳＤ１が第１のコントローラＣＴＲ１の電源をオンに切り替えた場合には、第１のコントローラＣＴＲ１に電力を供給する。更に、電力ユニットＰＵは、第２の起動デバイスＳＤ２が第２のコントローラ構成ＣＴＲ２の電源をオンに切り替えた場合、コントローラの第２の構成（すなわち、駆動ユニット１４７）にも電力を供給する。簡単化のために、起動デバイスＳＤ１、ＳＤ２の制御接続は図１４に示されていないまたは完全には示されていない。
【００７９】
第１のコントローラＣＴＲ１は、１４３と付された、第１のコントローラＣＴＲ１への／からの信号を入力するまたは出力する入力ユニットまたは出力ユニットであるユニットへの幾つかの接続を有する。例えば、第１のコントローラＣＴＲ１およびユニット１４３は共通の基板１４１に設けられる。しかしながら、別の実施形態もまた可能である。
【００８０】
図１４の底部の信号線１３１は、同期信号の伝送および車両存在検出信号のような第１の起動デバイスＳＤ１への／からの信号の伝送のために使用される。信号線１３１は、上述したように、追加の方向選択信号線を任意選択的に含むデジタル・データ・バスであることができる。
【００８１】
第１のコントローラＣＴＲ１は、同期リンクＳｙｎｃ２を介して受信される同期信号によってもたらされる同期に基づいて、駆動ユニット１４７の動作を制御するように適合される。第２のコントローラ構成ＣＴＲ２の動作の間（すなわち、駆動ユニット１４７の動作の間、および、それ故交流電流線６によって伝送される交流電流の生成の間）、第１のコントローラＣＴＲ１は同期信号を、同期リンクＳｙｎｃ１を介して、好ましくは、後続のインバータのみへ向けて出力する。インバータＫが同期信号を受信しない場合、第１のコントローラＣＴＲ１は駆動ユニット１４７の動作を、外部から受信する同期信号の存在無しに、制御する。しかしながら、第１のコントローラＣＴＲ１は、どんな場合であろうと、駆動ユニット１４７の動作中に同期信号を出力する。
【００８２】
車両存在検出信号が存在しない場合、または、第１の起動デバイスＳＤ１によって信号線１３１を介して受信されることができる車両不在信号が、インバータＫの動作が停止されるべきであるということを示す場合、第１の起動デバイスＳＤ１はコントローラＣＴＲ１、ＣＴＲ２の電源をオフに切り替える。
【００８３】
図１５は信号インタフェースを示す。図１５の左手側に、インタフェースからインバータ（図１５に示されていない）への２つの同期リンクＳｙｎｃ１、Ｓｙｎｃ２が存在する。これらの線Ｓｙｎｃ１、Ｓｙｎｃ２は、図１４の右手側底部に示されている線であることができる。同期信号線Ｓｙｎｃ１、Ｓｙｎｃ２の各々は、インバータへまたはインバータからのそれぞれの同期信号を入力または出力するために交互に使用されることができる入力／出力ユニット１５３ａ、１５３ｂで終端している。
【００８４】
図１５の右手側に、（図１３もしくは図１４の信号線１３１または図１２の信号線ＳＬのような）信号線の中の２本の線１２１、１２２が示されている。図１５に示される動作状態において、第１の線１２１は、スイッチ１５９の第１の接点を介しておよび接続線１５４ｂを介して、同期線Ｓｙｎｃ２における入力／出力ユニット１５３ａに接続される。更に、第２の信号線１２２は、スイッチ１５９の第２の接点を介しておよび接続線１５５ａを介して、別の同期線Ｓｙｎｃ１における入力／出力ユニット１５３ｂに接続される。従って、第２の線１２２を介して受信される同期信号は同期線Ｓｙｎｃ１を介してインバータに伝送される。一方、同期線Ｓｙｎｃ２を介してインバータによって出力される同期信号は、具体的には、連続するインバータの列の現在の順序に従って、第１の信号線１２１を介して後続のインバータへ伝送される。
【００８５】
線ＤＳを介して対応する方向選択信号を受信すると、スイッチ１５９は別の動作状態に切り替わり、その状態では、第１の信号線１２１は、スイッチ１５９の第１の接点を介しておよび接続線１５５ｂを介して、第１の同期線Ｓｙｎｃ１が終端する入力／出力ユニット１５３ｂに接続される。更に、第２の信号線１２２は、スイッチ１５９の第２の接点を介しておよび接続線１５４ａを介して、第２の同期線Ｓｙｎｃ２が終端する他の入力／出力ユニット１５３ａに接続される。インバータの動作の間、第２の信号線１２２を介して受信される同期信号は、従って、第２の同期線Ｓｙｎｃ２を介してインバータに伝送される。一方、インバータによって出力される同期信号は、第１の同期線Ｓｙｎｃ１を介して第１の信号線１２１に伝送される。
【００８６】
特に、入力／出力ユニット１５３は、ユニット１５３によって出力される同期信号が所定のインバータにアドレス指定されるように適合されることができる。従って、ユニット１５３ａによって出力される同期信号は、常に、連続するインバータの列の第１の方向の順序で後続のインバータである特定のインバータに伝送される。別のユニット１５３ｂによって出力される同期信号は、常に、連続するインバータの列の順序の反対方向に従って後続のインバータである第２の特定のインバータにアドレス指定される。両方の場合において、第１の信号線１２１はそれぞれの同期信号を伝送するために使用される。
【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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【国際調査報告】
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2015504016.tif 000019