ในปี 1993 Daifuku ได้พัฒนาระบบรางคู่แบบแรกของโลกขึ้นมาที่ใช้ประโยชน์จากการจ่ายพลังงานโดยไม่ต้องเชื่อมต่อ ซึ่งได้รับความสนใจเพิ่มขึ้นสำหรับระบบการขนส่งในยุคต่อมาที่ต้องการรักษาสิ่งแวดล้อมให้สะอาด ระบบจะจ่ายพลังงานไฟฟ้าไปยังชิ้นส่วนที่มีการเคลื่อนไหวโดยไม่ต้องเชื่อมต่อกับชิ้นส่วนนั้น โดยที่ระบบแรกได้จัดส่งไปยังโรงงานที่อิวาเตะของ Kanto Auto Works ในปี 1993 (ภาพถ่าย) ตั้งแต่นั้นมา ระบบส่งผ่านพลังงานแบบไร้สายจึงมีความแพร่หลายมากขึ้นจากอุตสาหกรรมยานยนต์ไปยังอุตสาหกรรมอื่นๆ ได้แก่ อุปกรณ์กึ่งตัวนำ อาหาร และเวชภัณฑ์

  • *ระบบส่งผ่านพลังงานแบบไร้สายมีชื่อเรียกว่า HID ซึ่งเป็นชื่อย่อของเทคโนโลยี High Efficiency Inductive Power Distribution (ระบบจ่ายกำลังไฟฟ้าแบบเหนี่ยวนำประสิทธิภาพสูง)
ภาพถ่าย: รูปแบบ RAMRUN HID ของระบบรางคู่

ภาพถ่าย: รูปแบบ RAMRUN HID ของระบบรางคู่

ประวัติโดยย่อของการพัฒนา

เทคโนโลยีพื้นฐานของ HID ถูกประดิษฐ์ขึ้นมาในปี 1990 โดยนักวิจัยกลุ่มหนึ่งของมหาวิทยาลัยโอ๊คแลนด์ในประเทศนิวซีแลนด์ ซึ่งมีศาสตราจารย์ John Boys เป็นหัวหน้า Daifuku ได้ทำการค้นคว้าและพัฒนาร่วมกับมหาวิทยาลัยแห่งนี้ และได้รับความสำเร็จในการนำเทคโนโลยี HID มาใช้งานได้จริง เทคโนโลยี HID ของเราได้แก้ไขปัญหาไฟฟ้าตกของเทคโนโลยีการจ่ายพลังไฟฟ้าแบบไร้สายโดยใช้รางรถและตัวรวบรวม รวมไปถึงปัญหาการสึกหรอของตัวรวบรวม มีชิ้นส่วนสึกหรอ และเกิดประกายไฟจากการแยกไลน์ Daifuku ได้ลงนามในข้อตกลงการใช้งานเทคโนโลยีนี้ร่วมกับมหาวิทยาลัยโอ๊คแลนด์ และมีสิทธิ์ในการใช้งานและขาย HID ในตลาดการขนถ่ายวัสดุแต่เพียงผู้เดียว ในปัจจุบันนี้ เทคโนโลยี HID ได้รับการจดสิทธิบัตรในหลายประเทศ

ลักษณะและหน้าที่ของชิ้นส่วนต่างๆ ในระบบ HID

ระบบ HID มีส่วนประกอบต่างๆ ดังนี้

แผงจ่ายพลังงาน HID

แผงจ่ายพลังงานจะแปลงการจ่ายพลังงานในเชิงพาณิชย์เป็นความถี่ที่เหมาะกับการจ่ายพลังงานแบบไร้สาย จากนั้นจึงจ่ายพลังงานไฟฟ้าไปยังสายเหนี่ยวนำ

สายเหนี่ยวนำ

สายเหนี่ยวนำเป็นสายไฟชนิดพิเศษที่ติดตั้งอยู่ตามรางของวัตถุที่มีการเคลื่อนไหว สนามแม่เหล็กจะถูกสร้างขึ้นบริเวณรอบๆ สายไฟนี้เพื่อทำการส่งผ่านกำลังไฟฟ้าไปยังวัตถุที่มีการเคลื่อนไหวอย่างมีประสิทธิภาพ

ขดลวดศักย์เหนี่ยวนำ

ขดลวดศักย์เหนี่ยวนำจะติดตั้งอยู่ที่วัตถุที่มีการเคลื่อนไหวในด้านที่ตรงข้ามกับสายเหนี่ยวนำ และรับพลังงานไฟฟ้าจากสนามแม่เหล็กที่อยู่รอบๆ สายเหนี่ยวนำ

หน่วยรับพลังงาน

การรับพลังงานจะรักษาระดับของพลังงานไฟฟ้าที่ขดลวดศักย์เหนี่ยวนำรับมา และส่งพลังงานไฟฟ้าที่มีคุณภาพไปยังอินเวอร์เตอร์และชุดขับเคลื่อนแบบเซอร์โว

รูปภาพ: การกำหนดค่าระบบ HID

รูปภาพ: การกำหนดค่าระบบ HID

โครงสร้างและสิทธิบัตรของระบบ HID

คุณลักษณะ

ระบบ HID มีโครงสร้างเป็นสายเหนี่ยวนำและขดลวดศักย์เหนี่ยวนำโดยที่ไม่ได้เชื่อมต่อกัน และมีวัสดุตัวไฟฟ้าหุ้มสายเหนี่ยวนำเอาไว้ ข้อดีของระบบมีดังนี้

(1) มีความน่าเชื่อถือและความคงทนสูง

ตัวรวบรวมสำหรับการจ่ายพลังงานแบบไร้สายจำเป็นใช้กลไก 3D แบบละเอียดเพื่อทำให้เกิดการสัมพันธ์อย่างมั่นคง HID มีโครงสร้างแบบทั่วไปและรูปแบบไร้สายของระบบนี้ทำให้การจ่ายพลังงานไฟฟ้ามีเสถียรภาพอย่างต่อเนื่องเป็นเวลานาน

(2) ไม่ต้องการการบำรุงรักษา

ตัวรวบรวมแบบทั่วไปอาจมีการสึกหรอมากขึ้นเรื่อยๆ ตามสภาพแวดล้อมโดยรอบ แต่ด้วยรูปแบบไร้สายของระบบ HID นี้ ทำให้ตัวรวบรวมและรถรางไม่เกิดการสึกหรอใดๆ ซึ่งช่วยลดค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาได้อย่างมาก

(3) Applicable to clean environments

The system never generates dust that contact collectors often produce. It is therefore indispensable for environments where no dust is allowed, such as clean rooms.

(4) สามารถรักษาสิ่งแวดล้อมให้มีความสะอาด

การจ่ายพลังงานแบบใช้สายอาจไม่เหมาะที่จะใช้งานอย่างสม่ำเสมอในสถานที่ที่มีฝุ่น ไอน้ำมัน และ/หรือไอน้ำ แต่ระบบ HID สามารถใช้งานในสถานที่ดังกล่าวได้โดยไม่มีปัญหาใดๆ

(5) ระบบจ่ายพลังงานมีความปลอดภัย

สายไฟการจ่ายพลังงานทั้งหมดจะถูกห่อหุ้มไว้ด้วยตัวนำและไม่สัมผัสโดนชิ้นส่วนใดๆ จึงไม่เป็นอันตรายต่อการถูกไฟฟ้าช็อต พลังงานไฟฟ้าจะจ่ายไปยังวัตถุที่มีการเคลื่อนไหวโดยคัปปลิ้งแม่เหล็กไฟฟ้าและประกายไฟจะไม่เกิดขึ้นโดยเด็ดขาด ซึ่งทำให้ระบบการจ่ายพลังงานนี้มีความปลอดภัยสูงมาก

สิทธิบัตร

แนวคิดของการจ่ายพลังงานแบบไร้สายสามารถพบได้ในสิทธิบัตรของ USA ที่ได้รับมาเมื่อ 100 ปีก่อน เทคโนโลยีนี้มีรากฐานมาจากการรวมองค์ความรู้ของเครื่องนำทางเข้าด้วยกัน ซึ่งรวมถึงกฎการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า ในทางกลับกัน การพัฒนาเทคโนโลยีการจำลอง การสร้างชิ้นส่วนให้สามารถใช้งานได้ช่วงคลื่นความถี่สูง และเทคโนโลยีวงจรขั้นสูงจำเป็นต้องปรับแต่งระบบการจ่ายพลังงานแบบไร้สายให้อยู่ในระดับที่ใช้งานได้จริง

Daifuku ได้รับสิทธิบัตรหลายสิบใบในประเทศใหญ่หลายประเทศ ตามข้อผูกพันกับมหาวิทยาลัยโอ๊คแลนด์ สิทธิบัตรที่สำคัญมีดังต่อไปนี้

(1) สิทธิบัตรที่เกี่ยวกับรูปร่างของขดลวดศักย์เหนี่ยวนำและลักษณะโดยรอบสายเหนี่ยวนำ

ด้วยการคาดการณ์ว่าวัตถุที่มีการเคลื่อนไหวจะเคลื่อนที่แบบสามมิติ จึงได้มีการจำลองเพื่อพิจารณาส่วนรองรับของสายเหนี่ยวนำและรูปร่างที่ดีที่สุดของขดลวดศักย์เหนี่ยวนำ ด้วยเหตุนี้ จึงได้เป็นแกนกลางรูปตัว E ที่ใช้งานอยู่ในปัจจุบัน (รูปภาพ) สิทธิบัตรนี้เกี่ยวกับลักษณะที่ทำให้เกิดสมดุลที่ดีระหว่างประสิทธิภาพการรับพลังงานและค่าใช้จ่ายของโรงงาน และเหมาะสมกับวัตถุที่มีการเคลื่อนไหวด้วย

(2) สิทธิบัตรที่เกี่ยวกับหน่วยรับพลังงาน

หน่วยรับพลังงานจะต้องจ่ายพลังงานที่เสถียรไปยังอุปกรณ์ควบคุม เช่น อินเวอร์เตอร์และตัวจัดลำดับ เมื่อจำนวนของชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวได้เปลี่ยนไปหรือพลังงานไฟฟ้าเปลี่ยนไปในช่วงเวลาที่มอเตอร์เริ่มทำงานหรือมีการฟื้นฟูเกิดขึ้น สิทธิบัตรนี้เกี่ยวข้องกับวิธีการที่จะสามารถควมคุมพลังงานไฟฟ้าหลายกิโลวัตต์อย่างเรียบง่ายและมีประสิทธิภาพ

สรุป

ระบบ HID ถูกนำมาใช้งานอย่างแพร่หลายซึ่งไม่ใช่แค่ในอุตสาหกรรมยานยนต์ อุปกรณ์กึ่งตัวนำ และจอแสดงผลแบบแบนเท่านั้น แต่ยังรวมถึงอุตสาหกรรมเส้นใยแก้ว อาหาร และภาชนะใส่อาหารด้วยเช่นกัน ดังนั้น ผู้ใช้หลายรายล้วนต้องการให้อุปกรณ์ในโรงงานของตนพร้อมใช้งานอยู่ตลอดเวลา ซึ่งนั่นหมายความว่า การบำรุงรักษาจึงเป็นสิ่งไม่จำเป็นหรือจำเป็นน้อยมาก การเปลี่ยนโครงสร้างโรงงานควรใช้เวลาไม่นาน ข้อผิดพลาดและความเสียหายจะต้องไม่เกิดขึ้น และสามารถแก้ไขปัญหาได้อย่างรวดเร็ว นอกจากนี้ การลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมโลกและการจัดเตรียมสภาพแวดล้อมที่สะดวกสบายต่อพนักงานล้วนเป็นที่มีความสำคัญอย่างมาก เราเชื่อว่าระบบ HID ของเราจะถูกนำไปใช้งานในอุตสาหกรรมต่างๆ มากมายในฐานะเทคโนโลยีสนับสนุนที่สำคัญเพื่อตอบสนองความต้องการที่มีอยู่นี้

จากข่าวสาร DAIFUKU ลำดับที่ 161 (สิงหาคม 2001)