JP2001045603A - 磁気浮上式列車用誘導集電装置 - Google Patents
磁気浮上式列車用誘導集電装置Info
- Publication number
- JP2001045603A JP2001045603A JP11220234A JP22023499A JP2001045603A JP 2001045603 A JP2001045603 A JP 2001045603A JP 11220234 A JP11220234 A JP 11220234A JP 22023499 A JP22023499 A JP 22023499A JP 2001045603 A JP2001045603 A JP 2001045603A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coil
- current collecting
- train
- outer tank
- superconducting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Current-Collector Devices For Electrically Propelled Vehicles (AREA)
- Control Of Vehicles With Linear Motors And Vehicles That Are Magnetically Levitated (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】磁気浮上列車用超電導磁石の分散形誘導集電装
置の集電コイルの振動増加を抑えること。 【解決手段】集電コイル境界を超電導コイル境界に一致
させることにより、集電コイルに働く電磁力を減少させ
る。外槽に働く電磁力を減少させることにより、集電コ
イル設置による振動増加を抑えた超電導磁石を得ること
が出来る。
置の集電コイルの振動増加を抑えること。 【解決手段】集電コイル境界を超電導コイル境界に一致
させることにより、集電コイルに働く電磁力を減少させ
る。外槽に働く電磁力を減少させることにより、集電コ
イル設置による振動増加を抑えた超電導磁石を得ること
が出来る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、地上に設置される
地上コイルに対向するように車上に超電導磁石を設置
し、その超電導磁石上の地上コイルに面する位置に集電
コイルを設置した磁気浮上式列車用誘導集電装置に関す
るものである。
地上コイルに対向するように車上に超電導磁石を設置
し、その超電導磁石上の地上コイルに面する位置に集電
コイルを設置した磁気浮上式列車用誘導集電装置に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】磁気浮上式列車用の誘導集電装置は、走
行する列車へ地上から車内用の電力を供給するものであ
り、通常、車両台車の両側に載置されている。車両側に
設けられる超電導磁石は、超電導線を長円環状(レース
トラック状)に巻回した超電導コイルを内槽内に格納
し、その内槽の外周を隙間を介して輻射シールド板で包
囲し、さらに全体を外槽に格納することにより形成され
る。
行する列車へ地上から車内用の電力を供給するものであ
り、通常、車両台車の両側に載置されている。車両側に
設けられる超電導磁石は、超電導線を長円環状(レース
トラック状)に巻回した超電導コイルを内槽内に格納
し、その内槽の外周を隙間を介して輻射シールド板で包
囲し、さらに全体を外槽に格納することにより形成され
る。
【０００３】磁気浮上列車の集電方式には主に集中形集
電方式と分散形集電方式があり、集中形集電方式は特開
平８−２８０１０２に記載されているような浮上および
推進用コイルとは別個の独立した集電用の超電導コイル
を持った方式である。また、分散形集電方式は特開平９
−１９１５０２に記載されているような、浮上および推
進用に車上に設置された超電導磁石の地上コイル対抗面
に集電コイルを設置する方式である。
電方式と分散形集電方式があり、集中形集電方式は特開
平８−２８０１０２に記載されているような浮上および
推進用コイルとは別個の独立した集電用の超電導コイル
を持った方式である。また、分散形集電方式は特開平９
−１９１５０２に記載されているような、浮上および推
進用に車上に設置された超電導磁石の地上コイル対抗面
に集電コイルを設置する方式である。
【０００４】分散形集電方式では、集電コイルを車上に
設けられる超電導磁石の地上コイル面に対向する外槽表
面に配置し、台車の両側に設置される超電導コイルに対
向するように地上に設けられた地上コイルの磁場を利用
して電力を得ている。すなわち、磁気浮上式列車の走行
方向に沿って連続して配置された多数の地上コイルが、
超電導磁石の外槽表面に設置された集電コイル部に高周
波磁界を発生することにより、集電を行い、車上用の電
力として利用する。
設けられる超電導磁石の地上コイル面に対向する外槽表
面に配置し、台車の両側に設置される超電導コイルに対
向するように地上に設けられた地上コイルの磁場を利用
して電力を得ている。すなわち、磁気浮上式列車の走行
方向に沿って連続して配置された多数の地上コイルが、
超電導磁石の外槽表面に設置された集電コイル部に高周
波磁界を発生することにより、集電を行い、車上用の電
力として利用する。
【０００５】磁気浮上式列車用超電導磁石に分散形誘導
集電用集電コイルが設置された例を図４、図５、図１３
に示す。分散形誘導集電用超電導磁石の場合は、図１３
に示すように地上コイル１１に対向する外槽４の側部表
面に進行方向に沿って複数の集電用の８の字状コイル３
０が設置されている。また、車体側部の両側に設けられ
る磁気浮上式列車用超電導磁石５０は、ねじり剛性強化
や製作上の都合から仕切り板によって進行方向に２分割
されている。
集電用集電コイルが設置された例を図４、図５、図１３
に示す。分散形誘導集電用超電導磁石の場合は、図１３
に示すように地上コイル１１に対向する外槽４の側部表
面に進行方向に沿って複数の集電用の８の字状コイル３
０が設置されている。また、車体側部の両側に設けられ
る磁気浮上式列車用超電導磁石５０は、ねじり剛性強化
や製作上の都合から仕切り板によって進行方向に２分割
されている。
【０００６】分散形誘導集電用集電コイルの配置例を示
す図５および、図１３から明らかなように、軌道４０上
の側壁４１に設けられた地上コイル（浮上用）１１が発
生する高調波によって超電導磁石５０の地上コイル側外
槽表面に、例えば、５４０ｍｍを１周期とする高調波
(空間５次)が発生する。集電電力を３相とすると、集電
コイル３０の配置ピッチaを外槽４の表面に発生する高
調波の周期の２／３、つまり５４０×２／３＝３６０ｍ
ｍとすることにより地上コイル１１（浮上用コイル）の
高調波を利用した集電が可能となる。
す図５および、図１３から明らかなように、軌道４０上
の側壁４１に設けられた地上コイル（浮上用）１１が発
生する高調波によって超電導磁石５０の地上コイル側外
槽表面に、例えば、５４０ｍｍを１周期とする高調波
(空間５次)が発生する。集電電力を３相とすると、集電
コイル３０の配置ピッチaを外槽４の表面に発生する高
調波の周期の２／３、つまり５４０×２／３＝３６０ｍ
ｍとすることにより地上コイル１１（浮上用コイル）の
高調波を利用した集電が可能となる。
【０００７】３相の各位相名をＲ、Ｓ、Ｔとすると、各
集電コイル３０の位相は図５に示した通りとなる。超電
導コイル１のピッチＬを例えば１３５０ｍｍとし、超電
導コイル１を４個用いて１個の超電導磁石５０を構成す
る場合には、集電コイル３０の個数ｎは１３５０×４／
３６０＝１５コイルが適当であり、１相当たり５コイル
となる。これらの分散形誘導集電コイル３０は、集電能
力や集電コイル間の相間平衡の観点から進行方向に沿っ
て、図５に示すように等ピッチで設置される。
集電コイル３０の位相は図５に示した通りとなる。超電
導コイル１のピッチＬを例えば１３５０ｍｍとし、超電
導コイル１を４個用いて１個の超電導磁石５０を構成す
る場合には、集電コイル３０の個数ｎは１３５０×４／
３６０＝１５コイルが適当であり、１相当たり５コイル
となる。これらの分散形誘導集電コイル３０は、集電能
力や集電コイル間の相間平衡の観点から進行方向に沿っ
て、図５に示すように等ピッチで設置される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】分散形誘導集電装置に
おける課題の一つに、集電コイルに働く電磁力が外槽に
印加されることによる超電導磁石の振動の抑制がある。
走行時において、超電導磁石の外槽には、地上コイルの
磁場により発生する高調波が電磁力を発生する。この電
磁力は外槽を振動させるとともに、外槽の内部に組込ま
れ極低温に冷却されている内槽を振動させる。
おける課題の一つに、集電コイルに働く電磁力が外槽に
印加されることによる超電導磁石の振動の抑制がある。
走行時において、超電導磁石の外槽には、地上コイルの
磁場により発生する高調波が電磁力を発生する。この電
磁力は外槽を振動させるとともに、外槽の内部に組込ま
れ極低温に冷却されている内槽を振動させる。
【０００９】この振動により内槽は機械的に発熱し、冷
媒として使用している液体ヘリウムを蒸発させることに
なる。集電コイルに働く電磁力が重畳され外槽の振動が
増大すると、機械的発熱が増大して液体ヘリウムの蒸発
の増加を招くことになる。したがって、本発明の目的は
集電コイルに発生する電磁力を減少させ、外槽の振動を
抑制した分散形誘導集電装置を提供することである。
媒として使用している液体ヘリウムを蒸発させることに
なる。集電コイルに働く電磁力が重畳され外槽の振動が
増大すると、機械的発熱が増大して液体ヘリウムの蒸発
の増加を招くことになる。したがって、本発明の目的は
集電コイルに発生する電磁力を減少させ、外槽の振動を
抑制した分散形誘導集電装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明では振動の主な原因が外槽の地上コイル側
表面に外方向に働く電磁力により発生していることに着
目し、外方向に働く電磁力が弱くなるような位置に集電
コイルを設置するものである。
めに、本発明では振動の主な原因が外槽の地上コイル側
表面に外方向に働く電磁力により発生していることに着
目し、外方向に働く電磁力が弱くなるような位置に集電
コイルを設置するものである。
【００１１】図６は、超電導磁石５０の断面内に超電導
コイル１がつくる磁場２９の分布状態を示す図で、これ
により図７に示すように外槽４の地上コイル側表面２７
に矢印で示された方向の磁場２９が発生する。ハッチン
グを施した部分が磁場強度が大きい部分である。
コイル１がつくる磁場２９の分布状態を示す図で、これ
により図７に示すように外槽４の地上コイル側表面２７
に矢印で示された方向の磁場２９が発生する。ハッチン
グを施した部分が磁場強度が大きい部分である。
【００１２】外槽４の地上コイル側表面２７には浮上コ
イル１１の発生する高調波成分により、図８に示すよう
な分布状態の渦電流２２(空間５次)が発生する。矢印は
渦電流２２の向きである。この渦電流２２の電流分布は
磁気浮上列車の進行とともに変化し、外槽４の表面を列
車反進行方向に進行波となって移動する。
イル１１の発生する高調波成分により、図８に示すよう
な分布状態の渦電流２２(空間５次)が発生する。矢印は
渦電流２２の向きである。この渦電流２２の電流分布は
磁気浮上列車の進行とともに変化し、外槽４の表面を列
車反進行方向に進行波となって移動する。
【００１３】図９に磁場２９と渦電流２２を同一図面上
に示している。電磁力は磁場２９と渦電流２２の外積で
与えられるから、電磁力強度が強い部分は図中の領域２
３で示される部分になる。この図のように超電導コイル
レーストラック円弧部１４の上下が最も強い電磁力を受
ける。すなわち、上部円弧部、下部円弧部の中央部に位
置する領域２３には最大の電磁力が発生するのである。
に示している。電磁力は磁場２９と渦電流２２の外積で
与えられるから、電磁力強度が強い部分は図中の領域２
３で示される部分になる。この図のように超電導コイル
レーストラック円弧部１４の上下が最も強い電磁力を受
ける。すなわち、上部円弧部、下部円弧部の中央部に位
置する領域２３には最大の電磁力が発生するのである。
【００１４】なお、電磁力の方向は図４に示したような
外槽表面に垂直(地上コイル方向)となる。先に述べたよ
うに、渦電流２２の分布は列車の進行に伴って移動する
から、領域２３に渦電流２２が流れる時に外槽面に外方
向に向かって大きな電磁力がかかることになる。
外槽表面に垂直(地上コイル方向)となる。先に述べたよ
うに、渦電流２２の分布は列車の進行に伴って移動する
から、領域２３に渦電流２２が流れる時に外槽面に外方
向に向かって大きな電磁力がかかることになる。
【００１５】図１４は、外槽表面に集電コイル３０を設
置した状態を示す。図に示したように超電導コイル１の
円弧部に対向する面、特に領域２３に集電コイル３０の
垂直導体部を設置すると、集電コイル３０に電流が流れ
るタイミングと、外槽面に発生する渦電流２２により外
槽に強い電磁力がかかるタイミングとが一致してしま
う。集電コイル３０は外槽に固定されているため、集電
コイル３０に働く電磁力が外槽４に伝わり、渦電流２２
により外槽４に働く電磁力と重畳されて、機械的振動が
増大する恐れがある。
置した状態を示す。図に示したように超電導コイル１の
円弧部に対向する面、特に領域２３に集電コイル３０の
垂直導体部を設置すると、集電コイル３０に電流が流れ
るタイミングと、外槽面に発生する渦電流２２により外
槽に強い電磁力がかかるタイミングとが一致してしま
う。集電コイル３０は外槽に固定されているため、集電
コイル３０に働く電磁力が外槽４に伝わり、渦電流２２
により外槽４に働く電磁力と重畳されて、機械的振動が
増大する恐れがある。
【００１６】そこで、図１５に示すようにレーストラッ
ク状の超電導コイル１の円弧部の地上コイル側に面する
外槽面に働く外方向電磁力の強い部分、すなわち、上部
円弧部、下部円弧部の中央部領域２３を取り囲むように
集電コイル３０を設置することにより、集電コイル３０
の導体に働く強い電磁力を避けることが出来、かつ外槽
に発生する渦電流２２により外槽４に強い電磁力がかか
るタイミングをずらすことが出来るため、集電コイル３
０の振動を抑え、かつ外槽４の振動を低減させることが
出来る。
ク状の超電導コイル１の円弧部の地上コイル側に面する
外槽面に働く外方向電磁力の強い部分、すなわち、上部
円弧部、下部円弧部の中央部領域２３を取り囲むように
集電コイル３０を設置することにより、集電コイル３０
の導体に働く強い電磁力を避けることが出来、かつ外槽
に発生する渦電流２２により外槽４に強い電磁力がかか
るタイミングをずらすことが出来るため、集電コイル３
０の振動を抑え、かつ外槽４の振動を低減させることが
出来る。
【００１７】従来、地上コイルにより外槽上に流れる渦
電流２２のピッチが同一であることから、外槽４に設置
する集電コイルのピッチは一定であり、集電コイル３０
に流れる電流の位相には周期性を持たせ、複数の集電コ
イルを直列に接続していた。しかし、集電コイル３０に
発生する電磁力が外槽にかからないようにするために
は、レーストラック状超電導コイルの円弧部の地上コイ
ル側外槽に働く外方向電磁力の強い部分を取り囲むよう
にして、設置する集電コイルを大きくし、磁場と鎖交す
る電流を減らせば良い。この場合、集電コイルのピッチ
は不等間隔となる。このようにすることにより、集電コ
イルの振動を抑え、かつ外槽の振動を低減させることが
出来る。
電流２２のピッチが同一であることから、外槽４に設置
する集電コイルのピッチは一定であり、集電コイル３０
に流れる電流の位相には周期性を持たせ、複数の集電コ
イルを直列に接続していた。しかし、集電コイル３０に
発生する電磁力が外槽にかからないようにするために
は、レーストラック状超電導コイルの円弧部の地上コイ
ル側外槽に働く外方向電磁力の強い部分を取り囲むよう
にして、設置する集電コイルを大きくし、磁場と鎖交す
る電流を減らせば良い。この場合、集電コイルのピッチ
は不等間隔となる。このようにすることにより、集電コ
イルの振動を抑え、かつ外槽の振動を低減させることが
出来る。
【００１８】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態例を図
面を用いて説明する。図１０は、磁気浮上式列車用超電
導磁石の構造を説明するもので、超電導磁石５０は、磁
気浮上式列車の車両１２の下方側部の両側にそれぞれ搭
載され、車両の両側に位置する地上には推進及び浮上・
案内用の地上コイル１１が設置されている。地上コイル
１１は、図では片側だけ示しているが、列車をはさんで
進行方向に沿って両側に配置されている。
面を用いて説明する。図１０は、磁気浮上式列車用超電
導磁石の構造を説明するもので、超電導磁石５０は、磁
気浮上式列車の車両１２の下方側部の両側にそれぞれ搭
載され、車両の両側に位置する地上には推進及び浮上・
案内用の地上コイル１１が設置されている。地上コイル
１１は、図では片側だけ示しているが、列車をはさんで
進行方向に沿って両側に配置されている。
【００１９】図２に示すように超電導磁石５０は、超電
導コイル１、内槽２、輻射シールド板３、外槽４、補強
用はり９を備えている。超電導物質からなる線材を巻回
した超電導コイル１は、内槽２に格納され、内槽２の内
部は液体ヘリウムが充填され極低温状態、すなわち絶対
温度４．２Ｋに保たれている。
導コイル１、内槽２、輻射シールド板３、外槽４、補強
用はり９を備えている。超電導物質からなる線材を巻回
した超電導コイル１は、内槽２に格納され、内槽２の内
部は液体ヘリウムが充填され極低温状態、すなわち絶対
温度４．２Ｋに保たれている。
【００２０】内槽２内の液体ヘリウムは、外槽４の上面
に設置されたタンク１０から供給される。輻射シールド
板３は、内槽２を覆っており、液体窒素で絶対温度７８
Ｋ近傍に冷却されている。超電導コイル１は、後述する
ように２個の直線部と２個の円弧部（半円部）を有する
レーストラック状の形状を持っている。補強用はり９
は、内槽２が電磁力によって変形することを防ぐために
用いられている。
に設置されたタンク１０から供給される。輻射シールド
板３は、内槽２を覆っており、液体窒素で絶対温度７８
Ｋ近傍に冷却されている。超電導コイル１は、後述する
ように２個の直線部と２個の円弧部（半円部）を有する
レーストラック状の形状を持っている。補強用はり９
は、内槽２が電磁力によって変形することを防ぐために
用いられている。
【００２１】超電導コイル１を覆う内槽２および輻射シ
ールド板３も同様にレーストラック状の形状を持ってい
る。なお、輻射シールド板３は、内槽２を覆う矩形のも
のを用いてもよい。外槽４は、超電導コイル１、内槽
２、輻射シールド板３を収納するとともに内部を真空状
態に保ち、断熱している。
ールド板３も同様にレーストラック状の形状を持ってい
る。なお、輻射シールド板３は、内槽２を覆う矩形のも
のを用いてもよい。外槽４は、超電導コイル１、内槽
２、輻射シールド板３を収納するとともに内部を真空状
態に保ち、断熱している。
【００２２】外槽４から超電導磁石５０を構成する超電
導コイル１、内槽２、輻射シールド板３を断熱し、かつ
車両上に支持する構造物として荷重支持体２０、２１、
２４が設けられている。外槽４の外形は、ほぼ矩形をし
ており、これらで１つの超電導磁石５０を構成する。１
つの超電導磁石５０は、例えば４個の超電導コイル１が
車両進行方向に沿って設置されていて、隣り合う超電導
コイル１は地上コイル側から見て異なった磁場極性にな
るように設定されている。
導コイル１、内槽２、輻射シールド板３を断熱し、かつ
車両上に支持する構造物として荷重支持体２０、２１、
２４が設けられている。外槽４の外形は、ほぼ矩形をし
ており、これらで１つの超電導磁石５０を構成する。１
つの超電導磁石５０は、例えば４個の超電導コイル１が
車両進行方向に沿って設置されていて、隣り合う超電導
コイル１は地上コイル側から見て異なった磁場極性にな
るように設定されている。
【００２３】この実施の形態例は、分散形誘導集電超電
導磁石を用いており、図１に示すようにそれぞれの超電
導コイル１１、１２、１３、１４に対して、等間隔にそ
れぞれ４個ずつの集電コイル３１１、３１２、３１３、
３１４、３２１、３２２、３２３、３２４、３３１、３
３２、３３３、３３４、３４１、３４２、３４３、３４
４が設置されている。
導磁石を用いており、図１に示すようにそれぞれの超電
導コイル１１、１２、１３、１４に対して、等間隔にそ
れぞれ４個ずつの集電コイル３１１、３１２、３１３、
３１４、３２１、３２２、３２３、３２４、３３１、３
３２、３３３、３３４、３４１、３４２、３４３、３４
４が設置されている。
【００２４】したがって、集電コイル３０を配置するピ
ッチｂは、超電導コイル１の配置間隔をＬとすると、１
３５０ｍｍ／４＝３３７.５ｍｍとなる。このピッチｂ
は、外槽４の表面に発生する高調波の周期の２／３であ
るピッチａ（図５の従来例）よりも小さくなっている。
ッチｂは、超電導コイル１の配置間隔をＬとすると、１
３５０ｍｍ／４＝３３７.５ｍｍとなる。このピッチｂ
は、外槽４の表面に発生する高調波の周期の２／３であ
るピッチａ（図５の従来例）よりも小さくなっている。
【００２５】このような構造をとることにより、レース
トラック状超電導コイル同士の境界付近に前記集電コイ
ル同士の境界が位置し、外槽の外方向電磁力が最大とな
る超電導コイルの円弧部に集電コイルの垂直方向導体が
設置されないため、集電コイル３０に働く外方向電磁力
を減少させることが出来る。
トラック状超電導コイル同士の境界付近に前記集電コイ
ル同士の境界が位置し、外槽の外方向電磁力が最大とな
る超電導コイルの円弧部に集電コイルの垂直方向導体が
設置されないため、集電コイル３０に働く外方向電磁力
を減少させることが出来る。
【００２６】なお、集電コイル３０間の電流の位相差
は、後述するように３相に相当する１２０°から若干ず
れるが、接続の仕方やコンバータの調整により各相で同
等の電力を引き出すことが出来る。実施の形態において
は、各集電コイル３０は、上下二つのコイルを８の字形
に接続し、各相Ｒ、Ｓ、Ｔ毎に直列にしている。
は、後述するように３相に相当する１２０°から若干ず
れるが、接続の仕方やコンバータの調整により各相で同
等の電力を引き出すことが出来る。実施の形態において
は、各集電コイル３０は、上下二つのコイルを８の字形
に接続し、各相Ｒ、Ｓ、Ｔ毎に直列にしている。
【００２７】図１の実施の形態では、空間高調波の周期
５４０ｍｍに対して、集電コイル３０のコイルピッチが
３３７．５ｍｍであるので、隣合うコイルに発生する電
圧の位相差は、337.5/540×360°=225°(=135°)とな
り、通常の三相交流（１２０°）よりずれているため、
コイルを単に順方向に直列に接続するとそれぞれ非同期
の発生電圧になる。
５４０ｍｍに対して、集電コイル３０のコイルピッチが
３３７．５ｍｍであるので、隣合うコイルに発生する電
圧の位相差は、337.5/540×360°=225°(=135°)とな
り、通常の三相交流（１２０°）よりずれているため、
コイルを単に順方向に直列に接続するとそれぞれ非同期
の発生電圧になる。
【００２８】しかし、図１に示したようにコイルを逆に
接続することにより図１６に示したように、あまり不平
衡が発生しないような３相電力を得ることができる。各
集電コイル３０は、集電コイル位相にマイナス記号が付
加されていないもの、例えば、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ4、Ｒ5は、
順方向接続であり、マイナス記号が付加されているも
の、例えば、Ｒ3、Ｒ6は、コイル極性を逆、すなわち接
続を逆にしたものを意味する。これは、図１に示すよう
に他の集電コイルと逆方向に接続されている。
接続することにより図１６に示したように、あまり不平
衡が発生しないような３相電力を得ることができる。各
集電コイル３０は、集電コイル位相にマイナス記号が付
加されていないもの、例えば、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ4、Ｒ5は、
順方向接続であり、マイナス記号が付加されているも
の、例えば、Ｒ3、Ｒ6は、コイル極性を逆、すなわち接
続を逆にしたものを意味する。これは、図１に示すよう
に他の集電コイルと逆方向に接続されている。
【００２９】図３は、集電コイルシステムを示す図で、
複数の集電コイル３０は３相集電の場合は３系統に別れ
て直列に接続されており、コンバータ３２により力率が
制御された電流を集電コイルに流し、交流電力を直流電
力に変換する。こうして得られた直流電力は蓄電池３５
に充電されるとともに、インバータ３３によって安定化
した交流に変換され車上負荷３４に供給される。
複数の集電コイル３０は３相集電の場合は３系統に別れ
て直列に接続されており、コンバータ３２により力率が
制御された電流を集電コイルに流し、交流電力を直流電
力に変換する。こうして得られた直流電力は蓄電池３５
に充電されるとともに、インバータ３３によって安定化
した交流に変換され車上負荷３４に供給される。
【００３０】〔実施の形態例２〕図１１は、本発明を磁
気浮上式列車用超電導磁石に適用した場合の他の実施の
形態例を示す。本実施の形態例では超電導磁石５０の超
電導コイル１個に対して４個の集電コイル３１、３２、
３３、３４を不等間隔に設置し、超電導コイル３０の境
界２５、２６を集電コイル３０の境界と一致させたもの
である。本実施の形態例では超電導コイル１の円弧部に
面する集電コイル３０の幅寸法が大きく設定されてい
る。このようにすることにより、集電コイル３０に働く
面外電磁力を減少させることが出来る。
気浮上式列車用超電導磁石に適用した場合の他の実施の
形態例を示す。本実施の形態例では超電導磁石５０の超
電導コイル１個に対して４個の集電コイル３１、３２、
３３、３４を不等間隔に設置し、超電導コイル３０の境
界２５、２６を集電コイル３０の境界と一致させたもの
である。本実施の形態例では超電導コイル１の円弧部に
面する集電コイル３０の幅寸法が大きく設定されてい
る。このようにすることにより、集電コイル３０に働く
面外電磁力を減少させることが出来る。
【００３１】また、このように不等ピッチの集電コイル
３０では実施の形態例１と同様に集電コイル３０の位相
差が１２０度からずれるが、図１で説明したように接続
の仕方やコンバータの調整により各相で同等の電力を引
き出すことが出来る。
３０では実施の形態例１と同様に集電コイル３０の位相
差が１２０度からずれるが、図１で説明したように接続
の仕方やコンバータの調整により各相で同等の電力を引
き出すことが出来る。
【００３２】〔実施の形態例３〕図１２に本発明を磁気
浮上式列車用超電導磁石に適用した場合の他の実施の形
態例を示す。本実施の形態例の分散形誘導集電超電導磁
石は、超電導磁石の進行方向両側の超電導コイル部では
超電導コイル１個に対して等間隔に集電コイル４個を設
置し、中心部超電導コイルでは超電導コイル２個に対し
て集電コイルを等間隔に７個配置する。端部での集電コ
イルのピッチａは３６０ｍｍとし集電能力を向上させ、
中心部での集電コイルピッチｃは等分割により３９０ｍ
ｍとなる。これにより両端部超電導コイルの中心側と中
央部超電導コイルの両側では、レーストラック状の超電
導コイル円弧部に集電コイル垂直方向導体が設置されな
いため、集電コイル３０面に働く外方向電磁力を減少さ
せることが出来る。
浮上式列車用超電導磁石に適用した場合の他の実施の形
態例を示す。本実施の形態例の分散形誘導集電超電導磁
石は、超電導磁石の進行方向両側の超電導コイル部では
超電導コイル１個に対して等間隔に集電コイル４個を設
置し、中心部超電導コイルでは超電導コイル２個に対し
て集電コイルを等間隔に７個配置する。端部での集電コ
イルのピッチａは３６０ｍｍとし集電能力を向上させ、
中心部での集電コイルピッチｃは等分割により３９０ｍ
ｍとなる。これにより両端部超電導コイルの中心側と中
央部超電導コイルの両側では、レーストラック状の超電
導コイル円弧部に集電コイル垂直方向導体が設置されな
いため、集電コイル３０面に働く外方向電磁力を減少さ
せることが出来る。
【００３３】また、このように不等ピッチの集電コイル
３０では実施の形態例１と同様に集電コイルの位相差が
１２０度からずれるが、図１で説明したように接続の仕
方やコンバータの調整により各相で同等の電力を引き出
すことが出来る。
３０では実施の形態例１と同様に集電コイルの位相差が
１２０度からずれるが、図１で説明したように接続の仕
方やコンバータの調整により各相で同等の電力を引き出
すことが出来る。
【００３４】
【発明の効果】本発明の分散形誘導集電用超電導磁石に
よれば、集電コイルを設置したときに発生する電磁力を
減少させ、外槽の振動を抑制することが出来る。
よれば、集電コイルを設置したときに発生する電磁力を
減少させ、外槽の振動を抑制することが出来る。
【図１】本発明の１実施の形態を示す図である。
【図２】本発明が適用される磁気浮上列車用超電導磁石
の模式図である。
の模式図である。
【図３】本発明が適用される磁気浮上列車の誘導集電シ
ステムを示すブロック図である。
ステムを示すブロック図である。
【図４】従来の磁気浮上列車用分散形誘導集電超電導磁
石と集電コイルの概念図である。
石と集電コイルの概念図である。
【図５】従来の磁気浮上列車用分散形誘導集電超電導コ
イルと集電コイルの配置例である。
イルと集電コイルの配置例である。
【図６】磁気浮上式列車の超電導磁石断面の超電導コイ
ル磁場分布である。
ル磁場分布である。
【図７】磁気浮上式列車の超電導磁石外槽地上コイル側
表面での超電導コイルが発生する磁場の向きを示す図で
ある。
表面での超電導コイルが発生する磁場の向きを示す図で
ある。
【図８】浮上コイル高調波により超電導磁石外槽地上コ
イル側表面に流れる渦電流分布を示す図である。
イル側表面に流れる渦電流分布を示す図である。
【図９】磁気浮上式列車の超電導磁石外槽地上コイル側
表面での超電導コイルが発生する磁場の向きと浮上コイ
ル高調波により超電導磁石外槽地上コイル側表面に流れ
る渦電流分布を説明する図である。
表面での超電導コイルが発生する磁場の向きと浮上コイ
ル高調波により超電導磁石外槽地上コイル側表面に流れ
る渦電流分布を説明する図である。
【図１０】磁気浮上列車全体の模式図である。
【図１１】本発明の他の実施の形態を示す図である。
【図１２】本発明の他の実施の形態を説明する図であ
る。
る。
【図１３】分散形誘導集電装置を備えた磁気浮上列車の
構造を説明する図である。
構造を説明する図である。
【図１４】従来の集電コイル部の磁場分布と集電コイル
に働く電磁力を説明するための図である。
に働く電磁力を説明するための図である。
【図１５】本発明の集電コイル部の磁場分布と集電コイ
ルに働く電磁力を説明するための図である。
ルに働く電磁力を説明するための図である。
【図１６】図１の各集電コイルに発生する電圧を説明す
るベクトル図である。
るベクトル図である。
１…超電導コイル、２…内槽、３…輻射シールド板、４
…外槽、５…台車枠、９…補強はり、１０…液溜、１１
…地上コイル(浮上コイル)、１２…車体、１３…超電導
コイルレーストラック直線部、１４…超電導コイルレー
ストラック円弧部、２０…荷重支持体、２１…荷重支持
体、２２…・渦電流、２３…面外電磁力が強い部分、２
４…荷重支持体３、２５…・超電導磁石の境界、２６…・
超電導磁石の境界、２７…・外槽側表面、２８…・超電導
磁石の端部、２９…・磁場、３０…・集電コイル、３２…
・コンバータ、３３…・インバータ、３４…・車上負荷、
３５…・蓄電池、４０…軌道、４１…側壁。
…外槽、５…台車枠、９…補強はり、１０…液溜、１１
…地上コイル(浮上コイル)、１２…車体、１３…超電導
コイルレーストラック直線部、１４…超電導コイルレー
ストラック円弧部、２０…荷重支持体、２１…荷重支持
体、２２…・渦電流、２３…面外電磁力が強い部分、２
４…荷重支持体３、２５…・超電導磁石の境界、２６…・
超電導磁石の境界、２７…・外槽側表面、２８…・超電導
磁石の端部、２９…・磁場、３０…・集電コイル、３２…
・コンバータ、３３…・インバータ、３４…・車上負荷、
３５…・蓄電池、４０…軌道、４１…側壁。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡邊 洋之 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 古川 陽子 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 村井 敏昭 東京都国分寺市光町二丁目８番地38 財団 法人鉄道総合技術研究所内 (72)発明者 松江 仁 東京都国分寺市光町二丁目８番地38 財団 法人鉄道総合技術研究所内 (72)発明者 根本 薫 東京都国分寺市光町二丁目８番地38 財団 法人鉄道総合技術研究所内 (72)発明者 栗原 稔 東京都国分寺市光町二丁目８番地38 財団 法人鉄道総合技術研究所内 Ｆターム(参考） 5H105 AA14 BA01 BB03 CC02 CC03 CC19 DD10
Claims (5)
- 【請求項１】 列車の進行方向に沿って並行に延びる二
つの直線部と前記直線部の両端部を連結する二つの円弧
部とからなり、列車の進行方向に沿って間隔をおいて複
数個配置されたレーストラック状超電導コイルと、前記
超電導コイルを格納する内槽と、前記内槽を取り囲む輻
射シールド板と、前記超電導コイル、内槽及び輻射シー
ルド板を格納する外槽と、前記内槽を前記輻射シールド
板を介して前記外槽に支持する荷重支持体とを備えた超
電導磁石を車上に搭載する磁気浮上列車用誘導集電装置
において、地上に進行方向に沿って複数の地上コイルを
配置し、前記地上コイルに対向する前記外槽の表面に、
前記超電導コイルの直線部と同方向に延びる水平方向導
体および垂直方向に延びる垂直方向導体とからなる複数
個の集電コイルを進行方向に沿って設置し、前記レース
トラック状超電導コイル同士の境界付近に前記集電コイ
ル同士の境界が位置するように前記集電コイルを設置
し、前記外槽面の外方向電磁力が最大となる超電導コイ
ル円弧部以外の領域に前記集電コイルの垂直方向導体が
位置するようにしたことを特徴とする磁気浮上式列車用
誘導集電装置。 - 【請求項２】 列車の進行方向に沿って並行に延びる二
つの直線部と前記直線部の両端部を連結する二つの円弧
部とからなり、列車の進行方向に沿って間隔をおいて複
数個配置されたレーストラック状超電導コイルと、前記
超電導コイルを格納する内槽と、前記内槽を取り囲む輻
射シールド板と、前記超電導コイル、内槽及び輻射シー
ルド板を格納する外槽と、前記内槽を前記輻射シールド
板を介して前記外槽に支持する荷重支持体とを備えた超
電導磁石を車上に搭載する磁気浮上列車用誘導集電装置
において、地上に進行方向に沿って複数の地上コイルを
配置し、前記地上コイルに対向する前記外槽の表面に、
前記超電導コイルの直線部と同方向に延びる水平方向導
体および垂直方向に延びる垂直方向導体とからなる複数
個の集電コイルを進行方向に沿って不等間隔のピッチで
配置し、前記外槽面の外方向電磁力が最大となる超電導
コイル円弧部以外の領域に前記集電コイルの垂直方向導
体が位置するようにしたことを特徴とする磁気浮上式列
車用誘導集電装置。 - 【請求項３】 列車の進行方向に沿って並行に延びる二
つの直線部と前記直線部の両端部を連結する二つの円弧
部とからなり、列車の進行方向に沿って間隔をおいて複
数個配置されたレーストラック状超電導コイルと、前記
超電導コイルを格納する内槽と、前記内槽を取り囲む輻
射シールド板と、前記超電導コイル、内槽及び輻射シー
ルド板を格納する外槽と、前記内槽を前記輻射シールド
板を介して前記外槽に支持する荷重支持体とを備えた超
電導磁石を車上に搭載する磁気浮上列車用誘導集電装置
において、地上に進行方向に沿って複数の地上コイルを
配置し、前記地上コイルに対向する前記外槽の表面に、
前記超電導コイルの直線部と同方向に延びる水平方向導
体および垂直方向に延びる垂直方向導体とからなる複数
個の集電コイルを進行方向に沿って設置し、前記集電コ
イルの配置ピッチを前記外槽の表面に発生する高調波の
周期の２／３よりも小さくし、前記外槽面の外方向電磁
力が最大となる超電導コイル円弧部以外の領域に前記集
電コイルの垂直方向導体が位置するようにしたことを特
徴とする磁気浮上式列車用誘導集電装置。 - 【請求項４】 列車の進行方向に沿って並行に延びる二
つの直線部と前記直線部の両端部を連結する二つの円弧
部とからなり、列車の進行方向に沿って間隔をおいて複
数個配置されたレーストラック状超電導コイルと、前記
超電導コイルを格納する内槽と、前記内槽を取り囲む輻
射シールド板と、前記超電導コイル、内槽及び輻射シー
ルド板を格納する外槽と、前記内槽を前記輻射シールド
板を介して前記外槽に支持する荷重支持体とを備えた超
電導磁石を車上に搭載する磁気浮上列車用誘導集電装置
において、地上に進行方向に沿って複数の地上コイルを
配置し、前記地上コイルに対向する前記外槽の表面に、
前記超電導コイルの直線部と同方向に延びる水平方向導
体および垂直方向に延びる垂直方向導体とからなる複数
個の集電コイルを進行方向に沿って設置し、前記超電導
コイルの円弧部に面する集電コイルの幅寸法が他の部分
より大きく設定されていることを特徴とする磁気浮上式
列車用誘導集電装置。 - 【請求項５】 列車の進行方向に沿って並行に延びる二
つの直線部と前記直線部の両端部を連結する二つの円弧
部とからなり、列車の進行方向に沿って間隔をおいて複
数個配置されたレーストラック状超電導コイルと、前記
超電導コイルを格納する内槽と、前記内槽を取り囲む輻
射シールド板と、前記超電導コイル、内槽及び輻射シー
ルド板を格納する外槽と、前記内槽を前記輻射シールド
板を介して前記外槽に支持する荷重支持体とを備えた超
電導磁石を車上に搭載する磁気浮上列車用誘導集電装置
において、地上に進行方向に沿って複数の地上コイルを
配置し、前記地上コイルに対向する前記外槽の表面に、
前記超電導コイルの直線部と同方向に延びる水平方向導
体および垂直方向に延びる垂直方向導体とからなる複数
個の集電コイルを進行方向に沿って設置し、前記レース
トラック状超電導コイル同士の境界付近に前記集電コイ
ル同士の境界が位置するように前記集電コイルを設置
し、前記外槽面の外方向電磁力が最大となる超電導コイ
ル円弧部以外の領域に前記集電コイルの垂直方向導体が
位置するようにし、さらに、前記集電コイルは、各相毎
に順方向および逆方向に直列接続された複数のコイルか
らなり、それによってほぼ平衡した３相電力を発生する
ことを特徴とする磁気浮上式列車用誘導集電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22023499A JP4008161B2 (ja) | 1999-08-03 | 1999-08-03 | 磁気浮上式列車用誘導集電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22023499A JP4008161B2 (ja) | 1999-08-03 | 1999-08-03 | 磁気浮上式列車用誘導集電装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001045603A true JP2001045603A (ja) | 2001-02-16 |
| JP4008161B2 JP4008161B2 (ja) | 2007-11-14 |
Family
ID=16748001
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22023499A Expired - Fee Related JP4008161B2 (ja) | 1999-08-03 | 1999-08-03 | 磁気浮上式列車用誘導集電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4008161B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010087247A (ja) * | 2008-09-30 | 2010-04-15 | Mitsubishi Electric Corp | 空心リアクトル |
| CN111907333A (zh) * | 2019-06-17 | 2020-11-10 | 中车大同电力机车有限公司 | 电力机车风源设备及电力机车 |
| CN114200229A (zh) * | 2021-12-01 | 2022-03-18 | 中车长春轨道客车股份有限公司 | 一种感应供电试验台 |
-
1999
- 1999-08-03 JP JP22023499A patent/JP4008161B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010087247A (ja) * | 2008-09-30 | 2010-04-15 | Mitsubishi Electric Corp | 空心リアクトル |
| CN111907333A (zh) * | 2019-06-17 | 2020-11-10 | 中车大同电力机车有限公司 | 电力机车风源设备及电力机车 |
| CN114200229A (zh) * | 2021-12-01 | 2022-03-18 | 中车长春轨道客车股份有限公司 | 一种感应供电试验台 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4008161B2 (ja) | 2007-11-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Jayawant | Review lecture-electromagnetic suspension and levitation techniques | |
| CN108284770B (zh) | 一种永磁同步直线电机驱动的高温超导磁悬浮车 | |
| JPH01177805A (ja) | 吸引形磁気浮上車 | |
| US5253592A (en) | Magnetic levitation configuration incorporating levitation, guidance and linear synchronous motor | |
| CA2056607C (en) | Propulsion system for magnetically levitated vehicle | |
| JPH11122718A (ja) | 磁気浮上式鉄道用推進・浮上・案内用地上コイル、磁気浮上式鉄道用推進・浮上・案内用地上コイルの接続方法、磁気浮上式鉄道の支持・案内用構造物、磁気浮上式鉄道の支持・案内用構造物の施工方法、磁気浮上式鉄道の推進・浮上・案内装置、磁気浮上式鉄道の推進・浮上・案内方法、磁気浮上式鉄道システム、磁気浮上式鉄道の集電システム、及び磁気浮上式鉄道の集電方法 | |
| JP2001045603A (ja) | 磁気浮上式列車用誘導集電装置 | |
| JP2002238109A (ja) | リニアモーターカーの駆動推進制御システム | |
| JP3810932B2 (ja) | 非接触誘導集電装置 | |
| CN102522925A (zh) | 高温超导旋转磁场电动式磁悬浮系统 | |
| JPS5939961B2 (ja) | 超高速磁気浮上列車の車内電源装置 | |
| JP2619581B2 (ja) | 磁気浮上列車用超電導磁石構造体 | |
| CN111942164A (zh) | 一种双导体板式永磁电动悬浮驱动装置及驱动方法 | |
| JP3435085B2 (ja) | 集電コイルを利用した磁気ダンピング発生装置 | |
| JP3306619B2 (ja) | 誘導集電コイルを有する磁気浮上列車用超電導磁石 | |
| JP3151512B2 (ja) | 磁気浮上列車用超電導磁石 | |
| JPH10211877A (ja) | 磁気浮上列車 | |
| JP3965311B2 (ja) | 磁気浮上式移動体システム及びそのコイル配置構造 | |
| JP3275798B2 (ja) | 磁気浮上列車用超電導磁石装置 | |
| JPH06112041A (ja) | 超電導磁石装置 | |
| JP3548903B2 (ja) | 磁気浮上式列車用の超電導磁石 | |
| JP3722863B2 (ja) | 磁気浮上列車の集電装置 | |
| JP3306032B2 (ja) | 超電導磁気浮上式鉄道の磁気ダンピング発生装置 | |
| JP2001118726A (ja) | 誘導集電用超電導磁石 | |
| JPH02273003A (ja) | 磁気浮上車の非接触集電装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040409 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20061219 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20061226 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070209 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20070411 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20070411 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070828 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070829 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100907 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100907 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110907 Year of fee payment: 4 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110907 Year of fee payment: 4 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110907 Year of fee payment: 4 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110907 Year of fee payment: 4 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |