1993年,大福公司開發出了世界上第一個非接觸供電*的單軌系統, 實現了潔淨室環境下一代搬送系統引起了廣泛的關注。此系統如文字所述無需接觸移動體,即可為其供電。1993年,大福公司將第一套系統交付給關東汽車工業株式會社的岩手工廠。此後,大福公司不斷發展非接觸供電搬送系統方面的業務,從汽車行業一直擴展到半導體、食品和藥品等其他行業。

  • *非接觸式供電系統名為HID,是High Efficiency Inductive Power Distribution Technology的縮寫。
單軌系統 RAMRUN HID型

照片:單軌系統 RAMRUN HID型

發展歷史簡介

  1900年,紐西蘭奧克蘭大學的John Boys教授帶領一組研究員,研發出HID的基本技術。大福公司與大學共同進行研發,成功將HID技術實際運用。我們最新的HID技術解決了以往利用輸送線路和集電器接觸式供電會發生的集電器磨損、出現磨損粉塵 、線路分離時產生火花等問題。大福公司與奧克蘭大學簽署了技術許可證協議,擁有在物料搬送市場使用和銷售HID的專利權。現在,這項HID技術在許多國家都有登記專利權。

HID系統的構成與各要素的作用

  HID系統由以下4個要素構成。

HID配電盤

  配電盤可以轉換商用電源的頻率,使其適用於非接觸式供電操作,並為引導線供電。

引導線

  引導線是一種特殊的電纜,安裝在移動物體的軌道上。在電纜周圍產生磁場,高效地向移動的物體傳送電力。

拾波線圈

  安裝在移動物體的一側,與引導線相對,可以從引導線周圍的磁場中獲取電力。

變電盤

  變電盤可以使拾波線圈接收到的電力更加穩定化,並為變頻器和伺服驅動器提供優質的電力。

HID系統的構成

圖片:HID系統的構成

HID系統的特點和專利

特點

  HID系統的特點在於引導線和拾波線圈是非接觸式的,而且引導線外覆蓋有絕緣材料。具有以下優勢。

(1) 高度可靠性和耐久性

  為實現穩定接觸,非接觸供電的集電器需要精細的3D裝置。HID的結構簡單,且非接觸式的配置使其可以進行長時間的穩定供電。

(2) 不需要維護

  根據周圍的環境,傳統的集電器可能很快破損。由於HID是非接觸式的,因此它的集電器和輸送線路不會破損,從而大大降低了維護成本。

(3) 適用於潔淨的環境中

  HID系統不會像接觸式集電器那樣經常產生灰塵。因此,在潔淨室等不允許存在灰塵的環境中,HID系統是必不可少的。

(4) 適用於存在油霧和/或水蒸氣的環境

  接觸式供電無法用於存在灰塵、油霧和/或水蒸氣的地方。HID系統適用於上述環境中。

(5) 安全的供電系統

  供電電纜完全絕緣,且無裸露部分,因此不存在觸電危險。通過電磁耦合方式為移動物體提供電力,不會產生電火花,是非常安全的供電系統。

專利

  非接觸供電這一概念的專利產生於約100年前,由美國享有。該技術是基於前人積累的知識研發的,包括電磁感應定律等。另一方面,若要改善非接觸供電的實用性水準,就必須要發展模擬技術,發明適用于高頻率範圍的元素,並使用先進的回路技術。

  自從與奧克蘭大學合作後,大福公司已經在主要國家內申請了數十項專利。以下兩點是核心專利。

(1) 關於拾波線圈的形狀和引導線周邊配置的專利

  假設移動的物體以三度立體方式移動,模擬引導線的支撐方式和拾波線圈的最佳形狀所得出的結果,目前採用了E型線芯(圖)。本專利涉及的配置能夠保持變電效率和設備成本之間的平衡,最適用於移動的物體。

(2) 關於變電盤的專利

  如果移動物體的數量改變,或在發動機啟動、再生時,電力發生變化,變電盤必須為變頻器和定序器等控制設備提供穩定的電力。這項專利涉及到如何有效、便捷地控制數千瓦的電力。

結論

  HID系統不僅在汽車、半導體、平板顯示等行業,而且在光纖、食品、食品容器等行業中也有著廣泛的應用。總之,許多用戶希望得到的是高度實用性的設施。具體而言,這意味著HID系統僅需要一些不必要或微小的維護,而且可以快速改變配置,不會發生錯誤和故障,並且能夠快速從問題中恢復使用。此外,最重要的是,可以減輕對全球環境的影響,並為操作人員提供舒適的工作環境。我們相信,HID系統將作為一項重要的支援技術廣泛應用於眾多行業,用以滿足上述需求。

摘自大福公司新聞 No.161 (2001年8月)