JP2007252107A - 超電導電動機 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の出力軸を有しても小型化が可能な超電導電動機を提供すること。
【解決手段】第一界磁コイル３Ａが配された第一界磁側固定子５Ａ，５Ｂと、第一回転軸２が固定され、第一Ｎ極誘導子６Ａ、及び、第一Ｓ極誘導子７Ａを有する第一回転子８Ａ，８Ｂと、第一電機子コイル１０Ａが配された第一電機子側固定子１１と、第二界磁コイル３Ｂが配された第二界磁側固定子１４Ａ，１４Ｂと、第二回転軸１３が固定され、第二Ｎ極誘導子６Ｂ、及び、第二Ｓ極誘導子７Ｂを有する第二回転子１５Ａ，１５Ｂと、第二電機子コイル１０Ｂが配された第二電機子側固定子１６とを備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は、複数の回転軸を有する超電導電動機に関する。

通常の電動機は、界磁コイルが配された回転子と、この界磁コイルに対向するように電機子コイルが配された固定子と、回転子に固定接続された回転軸とを備えた構成となっている。このような電動機の場合、回転軸の一端に接続されたスリップリング等によって、回転する界磁コイルに給電している。

このような電動機にて大きな回転出力を得る場合、コイルに大量の電流を流す必要があることから、コイルを含めた電動機全体が大型化してしまう。
そこで、電動機の小型化を図るために、コイルを超電導材からなるものとした超電導電動機が開発されている。

このような超電導電動機を使用することによって、例えば、二重反転プロペラ駆動装置の小型化を図るものが種々提案されている（例えば、特許文献１、２参照。）。このような駆動機として使用される超電導電動機は、回転子に配されるコイルは常電導コイルとされ、固定子に配されるコイルのみが超電導コイルとなっている。
特開昭６３−２１７９６８号公報 実開平５−２９２７３号公報

しかしながら、上記従来の超電導電動機の場合、回転子には常電導コイルが配されているので、各回転軸の出力を増大させる場合には、コイルに大量の電流を流す必要がある。そのため、回転運動を伴うコイルに給電するための構造が複雑、かつ、大型になり、超電導電動機全体が大型化してしまう。従って、これを上記特許文献１、２のように、例えば、船舶等に使用される二重反転駆動機に使用しても、駆動機が依然として大型化してしまい、小型船舶や高速艇等に使用することができないという問題がある。さらに、集電子によって電流を反転させているので、軸数をさらに増加させるためには集電子を増加させなければならず、構成が複雑になり不向きである。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、複数の出力軸を有しても小型化が可能な超電導電動機を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明では、超電導電動機に係る第１の解決手段として、Ｎ極及びＳ極を形成する第一界磁体が配された第一界磁側固定子と、第一回転軸が固定され、前記第一界磁体によって形成されるＮ極に対向するように配された第一Ｎ極誘導子、及び、前記第一界磁体によって形成されるＳ極に対向するように配された第一Ｓ極誘導子を有する第一回転子と、前記第一Ｎ極誘導子及び前記第一Ｓ極誘導子に対向して第一電機子コイルが配された第一電機子側固定子と、Ｎ極及びＳ極を形成する第二界磁体が配された第二界磁側固定子と、第二回転軸が固定され、前記第二界磁体によって形成されるＮ極に対向するように配された第二Ｎ極誘導子、及び、前記第二界磁体によって形成されるＳ極に対向するように配された第二Ｓ極誘導子を有する第二回転子と、前記第二Ｎ極誘導子及び前記第二Ｓ極誘導子に対向して第二電機子コイルが配された第二電機子側固定子とを備え、前記第二回転軸が、前記第一回転軸と同軸線上に、かつ、該第一回転軸に対して回転自在に配されていることを特徴とする手段を採用する。

この手段は、第一界磁側固定子の第一界磁体と第一電機子側固定子の第一電機子コイルとを励磁することによって、第一回転子を介して第一回転軸を回転させることができる。同様に、第二界磁側固定子の第二界磁体と第二電機子側固定子の第二電機子コイルとを励磁することによって、第二回転子を介して第二回転軸を回転して回転力を供給することができる。この際、第二回転軸を第一回転軸とは独立に回転駆動させることができる。従って、各回転軸から別々の回転力を出力することができる。また、各回転子には電源供給が必要な部材が配されていないので、固定子のみに電源供給及び固定子のみを冷却すればよく、電気系及び冷却系を簡単な構成にすることができる。

超電導電動機に係る第２の解決手段として、上記第１の手段において、前記第一界磁体、前記第二界磁体、前記第一電機子コイル、及び前記第二電機子コイルが、それぞれ超電導材で形成されていることを特徴とする手段を採用する。

この手段は、各界磁体及び各電機子コイルが超電導材で形成されているので、各界磁体や各電機子コイルの大きさを従来よりも小さくしても同量の電流を流すことができ、超電導電動機をさらに小型化することができる。

超電導電動機に係る第３の解決手段として、上記第１又は第２の手段において、前記第一電機子側固定子に配された前記第一電機子コイルに交流電流を給電する第一交流電源と、前記第二電機子側固定子に配された前記第二電機子コイルに交流電流を給電する第二交流電源とを備え、前記第一交流電源と前記第二交流電源とが給電する交流電流が互いに反転していることを特徴とする手段を採用する。

この手段は、第一電機子側固定子と第二電機子側固定子との軸線回りに発生する回転磁界の向きを互いに反転させることができる。従って、第一回転子及び第二回転子を互いに反転して、第一回転軸及び第二回転軸から異なる向きの回転力を出力することができる。

超電導電動機に係る第４の解決手段として、上記第１又は第２の手段において、前記第一界磁側固定子に配された前記第一界磁体に直流電流を給電する第一直流電源と、前記第二界磁側固定子に配された前記第二界磁体に直流電流を給電する第二直流電源とを備え、前記第一直流電源と前記第二直流電源とが給電する直流電流の向きが互いに逆の方向を向いていることを特徴とする手段を採用する。

この手段は、第一界磁側固定子に配された第一界磁体に発生する磁界と、第二界磁体側固定子に配された第二界磁体に発生する磁界との向きを反転することができる。従って、第一回転子及び第二回転子を互いに反転して、第一回転軸及び第二回転軸から異なる向きの回転力を出力することができる。

超電導電動機に係る第５の解決手段として、上記第１から第４の何れか一つの手段において、前記第一回転軸が筒状に形成されて、前記第二回転軸が挿通されていることを特徴とする手段を採用する。
この手段は、第一回転軸の一端から第二回転軸の一端を突出させることによって、同一軸線上で、かつ、互いに近接する位置から複数の回転力を出力することができる。

超電導電動機に係る第６の解決手段として、上記第１から第５の何れか一つの手段において、前記第一界磁側固定子、前記第一回転子、及び前記第一電機子側固定子と、前記第二界磁側固定子、前記第二回転子、及び前記第二電機子側固定子とをまとめて収納する一つの筐体を備えていることを特徴とする手段を採用する。
この手段は、第一界磁側固定子、第一回転子、及び第一電機子側固定子と、第二界磁側固定子、第二回転子、及び第二電機子側固定子とを一つの筐体内に収納することによって、回転軸線方向の長さを短くしてより小型化することができる。

本発明によれば、複数の出力軸をそれぞれ独立して駆動することができる。また、従来と同じ出力であっても小型化することができる。

本発明の第１の実施形態について、図１から図３を参照して説明する。
本発明の第１の実施形態に係る超電導電動機１は、図１及び図２に示すように、互いに略同一とされて同一軸線に沿って連結された、アキシャルギャップ型の第一電動機１Ａと第二電動機１Ｂとを備えている。

第一電動機１Ａは、筒状に形成された第一回転軸２と、互いに対向するように左右対称に配されて、Ｎ極及びＳ極が同心円上に形成されるように第一界磁コイル（第一界磁体）３Ａが配され、第一回転軸２を回転自在、かつ、貫通可能に支持した一対の第一界磁側固定子５Ａ、５Ｂと、磁性体からなり第一界磁コイル３Ａによって形成されるＮ極に対向して磁化される第一Ｎ極誘導子６Ａ、及び、磁性体からなり第一界磁コイル３Ａによって形成されるＳ極に対向して磁化される第一Ｓ極誘導子７Ａを有して第一回転軸２が固定され、一対の第一界磁側固定子５Ａ、５Ｂに挟まれて配された一対の第一回転子８Ａ、８Ｂと、第一Ｎ極誘導子６Ａ及び第一Ｓ極誘導子７Ａに対向して第一電機子コイル１０Ａが配され、第一回転軸２を回転自在に、かつ、貫通可能に支持して、一対の第一回転子８Ａ、８Ｂに挟まれて配された第一電機子側固定子１１と、これらを収納する第一筐体１２とを備えている。

第二電動機１Ｂは、第一回転軸２と同軸線上に、かつ、第一回転軸２に対して回転自在になるように、第一回転軸２内に配された第二回転軸１３と、互いに対向するように左右対称に配されて、Ｎ極及びＳ極が同心円上に形成されるように第二界磁コイル（第二界磁体）３Ｂが配され、第二回転軸１３を回転自在に、かつ、貫通可能に支持した一対の第二界磁側固定子１４Ａ、１４Ｂと、磁性体からなり第二界磁コイル３Ｂによって形成されるＮ極に対向して磁化される第一Ｎ極誘導子６Ｂ、及び、磁性体からなり第二界磁コイル３Ｂによって形成されるＳ極に対向して磁化される第二Ｓ極誘導子７Ｂを有して第二回転軸１３が固定され、一対の第二界磁側固定子１４Ａ、１４Ｂに挟まれて配された一対の第二回転子１５Ａ、１５Ｂと、第二Ｎ極誘導子６Ｂ及び第二Ｓ極誘導子７Ｂに対向して第二電機子コイル１０Ｂが配され、第二回転軸１３を回転自在に、かつ、貫通可能に支持して、一対の第二回転子１５Ａ、１５Ｂに挟まれて配された第二電機子側固定子１６と、これらを収納する第二筐体１７とを備えている。

第一電動機１Ａと第二電動機１Ｂとは同様の構成とされているので、以下、図３に示す第一電動機１Ａを中心に説明する。
一対の第一界磁側固定子５Ａ、５Ｂは、パーメンダー、珪素鋼板、鉄、パーマロイ等の磁性体からなり、設置面に固定されるヨーク１８と、ヨーク１８に埋設されて互いに対向して配された断熱冷媒容器２０とを備えている。ヨーク１８には、第一回転軸２よりも大径の貫通孔１８ａが配されている。貫通孔１８ａには、第一回転軸２を回転支持するための軸受２１が配されている。

断熱冷媒容器２０は、第一回転軸２との接続位置を中心としてヨーク１８に凹状に形成された円周溝１８ｂに沿って配されている。第一界磁コイル３Ａは、ビスマス系、イットリウム系といった超電導材から構成されており、円周溝１８ｂに沿って巻回されて断熱冷媒容器２０内に収納されている。このため、第一界磁コイル３Ａを励磁した際には、径方向に分かれて磁極が発生する。

一対の第一回転子８Ａ、８Ｂは、円盤形状とされてＦＲＰやステンレス等の非磁性体からなり、中心部にて第一回転軸２を固定支持する回転子本体２２を備えている。第一Ｎ極誘導子６Ａは、回転子本体２２の中心に対して点対称となる位置にて回転子本体２２の板幅方向に貫通して形成されている。この際、第一Ｎ極誘導子６Ａの一端面６ａが、第一界磁コイル３ＡのＮ極発生位置と対向するように、かつ、他端面６ｂが、第一電機子コイル１０Ａと対向するように配されている。

第一Ｓ極誘導子７Ａは、回転子本体２２の中心に対して点対称となる位置、かつ、第一Ｎ極誘導子６Ａとは９０度の位相差を有する位置にて回転子本体２２の板幅方向に貫通して形成されている。この際、第一Ｓ極誘導子７Ａの一端面７ａが、第一界磁コイル３ＡのＳ極発生位置と対向するように、かつ、他端面７ｂが、第一電機子コイル１０Ａと対向するように配されている。なお、第一Ｎ極誘導子６Ａ及び第一Ｓ極誘導子７Ａは、パーメンダー、珪素鋼板、鉄、パーマロイ等の磁性体から構成されている。

第一電機子側固定子１１は、ＦＲＰやステンレス等の非磁性体からなる固定子本体２３を備えている。固定子本体２３の中心部には、第一回転軸２が貫通する貫通孔２３ａが配されている。貫通孔２３ａの径方向外方周辺には、中心位置に対して同一円周上に断熱冷媒容器２０が埋設されている。この断熱冷媒容器２０内には、ビスマス系、イットリウム系といった超電導材からなる第一電機子コイル１０Ａが配されている。第一電機子コイル１０Ａの中空部には、大きな界磁磁束密度を得るために、パーメンダー、珪素鋼板、鉄、パーマロイ等の高透磁性材料からなる円柱状磁性体２５が配されている。

第一界磁コイル３Ａ及び第二界磁コイル３Ｂには、直流電気配線２６を介して直流電源２７が接続されている。また、第一電機子側固定子１１に配された第一電機子コイル１０Ａには、交流電気配線２８Ａを介して第一交流電源３０Ａが接続され、第二電機子側固定子１６に配された第二電機子コイル１０Ｂには、交流電気配線２８Ｂを介して第二交流電源３０Ｂが接続されている。
また、断熱冷媒容器２０には、冷却配管３１を介して液体窒素を冷媒とする冷却器３２が接続されている。

次に、本実施形態に係る超電導電動機１の作用・効果について説明する。
まず、冷却器３２を駆動して、第一界磁コイル３Ａ、第二界磁コイル３Ｂ、第一電機子コイル１０Ａ、及び第二電機子コイル１０Ｂをそれぞれを液体窒素によって冷却して超電導状態とする。

次に、直流電源２７から直流電流を各界磁コイル３Ａ、３Ｂに給電する。このとき、各界磁コイルの径方向外側にＮ極及び径方向内側にＳ極がそれぞれ形成される。この際、第一界磁側固定子５Ａ及び第二界磁側固定子１４Ｂと、第一界磁側固定子５Ｂ及び第二界磁側固定子１４Ａとの間で、直流電流の向きに応じてそれぞれ異なる磁極の向きとなる。これによって、各Ｎ極誘導子６Ａ、６Ｂの第一電機子側固定子１１及び第二電機子側固定子１６のそれぞれと対向する他端面６ｂにＮ極が導出される。一方、各Ｓ極誘導子７Ａ、７Ｂの第一電機子側固定子１１及び第二電機子側固定子１６のそれぞれと対向する他端面７ｂにＳ極が導出される。

この状態で、第一交流電源３０Ａから三相交流を第一電機子側固定子１１の第一電機子コイル１０Ａに給電する。このとき、三相間の位相差によって、第一電機子コイル１０Ａには第一回転軸２まわりに回転する回転磁界が発生する。この回転磁界が第一Ｎ極誘導子６Ａ及び第一Ｓ極誘導子７Ａに対して、一対の第一回転子８Ａ、８Ｂ間で同一方向の回転軸線回りの回転力を発生させ、第一回転軸２が回転する。一方、第二交流電源３０Ｂから第一交流電源３０Ａによる三相交流に対して反転した状態の三相交流を、第二電機子側固定子１６の第二電機子コイル１０Ｂに給電する。このとき、三相間の位相差によって、第一電機子側固定子１１の場合とは逆方向に回転する回転磁界が発生する。この回転磁界が第二Ｎ極誘導子６Ｂ及び第二Ｓ極誘導子７Ｂに対して、一対の第二回転子１５Ａ、１５Ｂ間で同一、かつ、一対の第一回転子８Ａ、８Ｂとは逆方向の回転軸線回りの回転力を発生させ、第二回転軸１３が第一回転軸２と異なる方向に回転する。

この超電導電動機１によれば、一対の第一界磁側固定子５Ａ、５Ｂの第一界磁コイル３Ａと第一電機子側固定子１１の第一電機子コイル１０Ａとにそれぞれ電流を流して励磁することによって、一対の第一回転子８Ａ、８Ｂを介して第一回転軸２を回転させることができる。
同様に、一対の第二界磁側固定子１４Ａ、１４Ｂの第二界磁コイル３Ｂと第二電機子側固定子１６の第二電機子コイル１０Ｂとに電流を流して励磁することによって、上述と同様に一対の第二回転子１５Ａ、１５Ｂを介して第二回転軸１３を回転することができる。この際、第二回転軸１３を第一回転軸２とは独立に回転駆動させることができる。従って、各回転軸２、１３からそれぞれ独立した回転力を出力することができる。

また、各界磁コイル及び各電機子コイルが何れも超電導材で形成されているので、各界磁コイルや各電機子コイルの大きさを従来よりも小さくすることができ、超電導電動機１を小型化することができる。この際、一対の第一回転子８Ａ、８Ｂにはコイルが配されていないので、これらに給電又はこれらを冷却する必要がなくなる。従って、電気系及び冷却系を簡単な構成にすることができる。

次に、第２の実施形態について図４を参照して説明する。
なお、上述した第１の実施形態と同様の構成要素には同一符号を付すとともに説明を省略する。
第２の実施形態と第１の実施形態との異なる点は、本実施形態に係る超電導電動機３５が、第一電動機３５Ａに係る第一界磁コイル３Ａに直流電流を給電する第一直流電源３６Ａと、第二電動機３５Ｂに係る第二界磁コイル３Ｂに直流電流を給電する第二直流電源３６Ｂとを備え、両者が給電する直流電流の向きが互いに異なる方向を向いているとした点である。
なお、各電機子コイル１０Ａ、１０Ｂに給電される交流電流は、交流電源３７から給電される。

以下、本実施形態に係る超電導電動機３５の作用・効果について説明する。
まず、第１の実施形態と同様に、各界磁コイル３Ａ、３Ｂ及び各電機子コイル１０Ａ、１０Ｂを冷却する。
続いて、第一直流電源３６Ａから直流電流を一対の第一界磁側固定子５Ａ、５Ｂの第一界磁コイル３Ａに給電する。また、第二直流電源３６Ｂから前記直流電流と逆方向の直流電流を一対の第二界磁側固定子１４Ａ、１４Ｂの第二界磁コイル３Ｂに給電する。

このとき、各界磁コイル３Ａ、３Ｂの径方向外側と径方向内側とに分かれてＮ極とＳ極とが発生する。この際、第一界磁側固定子５Ａ及び第二界磁側固定子１４Ａと、第一界磁側固定子５Ｂ及び第二界磁側固定子１４Ｂとの間で、それぞれ異なる磁極の向きとなる。これによって、Ｓ極誘導子７Ａ、７Ｂの第一電機子側固定子１１及び第二電機子側固定子１６のそれぞれと対向する他端面７ｂにＳ極が導出される。一方、Ｎ極誘導子６Ａ、６Ｂの第一電機子側固定子１１及び第二電機子側固定子１６のそれぞれと対向する他端面６ｂにＮ極が導出される。

この状態で、交流電源３７から三相交流を第一電機子側固定子１１の第一電機子コイル１０Ａに給電する。このとき、三相間の位相差によって、第一電機子コイル１０Ａをつなぐ方向に回転する回転磁界が発生する。この回転磁界が第一Ｎ極誘導子６Ａ及び第一Ｓ極誘導子７Ａに回転軸線回りの回転力を発生させて、第一回転軸２が回転する。一方、交流電源３７から第一電機子側固定子１１と同じ向きの三相交流を第二電機子側固定子１６の第二電機子コイル１０Ｂに給電する。このとき、三相間の位相差によって、第一電機子側固定子１１の第一電機子コイル１０Ａとは反対方向に回転する回転磁界が発生する。この回転磁界が第二Ｎ極誘導子６Ｂ及び第二Ｓ極誘導子７Ｂに回転軸線回りの回転力を発生させて、一対の第二回転子１５Ａ、１５Ｂが一対の第一回転子８Ａ、８Ｂとは逆方向に回転して第二回転軸１３が回転する。

この超電導電動機３５によれば、交流電流の代わりに直流電流の向きを互いに反転することによって、第１の実施形態と同様の作用・効果を奏することができる。

次に、第３の実施形態について図５及び図６を参照して説明する。
なお、上述した他の実施形態と同様の構成要素には同一符号を付すとともに説明を省略する。
第３の実施形態と第１の実施形態との異なる点は、本実施形態に係る超電導電動機４０が、一対の第一界磁側固定子５Ａ、４１、一対の第一回転子８Ａ、８Ｂ、及び第一電機子側固定子１１と、一対の第二界磁側固定子４２、１４Ｂ、一対の第二回転子１５Ａ、１５Ｂ、及び第二電機子側固定子１６とをまとめて収納する一つの筐体４３を備えているとした点である。

即ち、第一界磁側固定子４１と第二界磁側固定子４２とが一つの共通するヨーク４５を備えることによって、第１の実施形態に係る第一電動機１Ａと第二電動機１Ｂとが一体となって構成されている。
ここで、界磁コイル３Ａ、３Ｂは、互いの磁界の影響を受けないようにヨーク４５内に配されている。

本実施形態に係る超電導電動機４０は、第１の実施形態に係る超電導電動機１と同様の方法によって駆動される。
従って、この超電導電動機４０によれば、第１の実施形態と同様の作用・効果を奏することができる。特に、第一界磁側固定子４１と第二界磁側固定子４２とが共通のヨーク４５を備えているので、回転軸方向の長さをより短くすることができ、超電導電動機の大きさをより小型にすることができる。

次に、第４の実施形態について図７を参照して説明する。
なお、上述した他の実施形態と同様の構成要素には同一符号を付すとともに説明を省略する。
第４の実施形態と第３の実施形態との異なる点は、本実施形態に係る超電導電動機５０の第一回転軸５１と第二回転軸５２とが同一の外径とされている点である。

第一回転軸５１の一端側５１ａは、軸受２１によって第一界磁側固定子５Ａに回転自在に支持されて外方に突出して配されており、第二回転軸５２の一端側５２ａは、軸受２１によって第二界磁側固定子１４Ｂに回転自在に支持されて外方に突出して配されている。第一回転軸５１の他端５１ｂ及び第二回転軸５２の他端５２ｂは、軸受２１によってともにヨーク４５内に回転自在に支持されている。
この超電導電動機５０によれば、同一軸線に対して互いに反対方向に回転駆動力を出力することができる。

なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、超電導電動機に係る断熱冷媒容器２０を冷却する冷却器３２はすべて共通のものとしているが、冷却手段として、一対の第一界磁側固定子及び第一電機子側固定子に係る断熱冷却容器を冷却する第一冷却手段と、一対の第二界磁側固定子及び第二電機子側固定子に係る断熱冷却容器を冷却する第二冷却手段と二系統のものを備えても構わない。

この場合、一方の冷却手段が故障した場合でも、他方の冷却手段によって超電導状態を維持することができ、冷却可能な界磁コイル及び電機子コイルによって該当する回転軸を回転駆動することができる。
同様に、一対の第一界磁側固定子及び第一電機子側固定子に係る電源と、一対の第二界磁側固定子及び第二電機子側固定子に係る電源とをさらに二系統に分けても構わない。この場合も何れか一方の電気系統を冗長系統として使用することができる。

また、上記第１の実施形態では、超電導電動機をアキシャルギャップ型としているが、ラジアルギャップ型の構成であっても、同様の作用・効果を奏することができる。
例えば、超電導電動機６０の第一電動機６０Ａは、図８に示すような、円筒状に形成された第一電機子側固定子６１を備えている。第一電機子側固定子６１は、径方向内方に突出した四つの突起部６２Ａが内周面の周方向に等間隔に配されたヨーク６２を備え、突起部６２Ａに第一電機子コイル１０Ａが巻回されて断熱冷媒容器２０にて冷却されている。第一界磁側固定子６３は、第一電機子側固定子６１の内周面に嵌合されており、第一回転子６５が第一電機子側固定子６１及び第一界磁側固定子６３の双方に対向するように囲まれて配されている。

この場合、第一Ｎ極誘導子６６Ａは、図９に示すように、帯状、かつ、段差状とされて一端６６ａが第一界磁コイル３ＡのＮ極発生位置に対向するように配され、他端６６ｂ側が第一電機子コイル１０Ａと対向するように配されている。また、第一Ｓ極誘導子６７Ａは、図１０に示すように、帯状に形成され、一端６７ａが第一界磁コイル３ＡのＳ極発生位置に対向するように配され、第一回転子６５の側面に対して折り返されるように形成されて他端６７ｂ側が第一電機子コイル１０Ａと対向するように配されている。なお、図示しないが第二電動機も同様の構成とする。

この超電導電動機６０を駆動する場合、第一界磁コイル３Ａに直流電源２７から直流電流を給電し、第一電機子コイル１０Ａに交流電源３０Ａから三相交流を給電することによって、第一電機子側固定子６１の内周面に、第一回転軸２Ａの軸線回りに回転磁界が発生する。従って、上述のように第一回転子６５が回転し、これにともなって第一回転軸２Ａが回転する。

また、一対の第一界磁側固定子及び一対の第二界磁側固定子に係る界磁コイルの代わりに永久磁石を配しても構わない。この場合、永久磁石を冷却し、導電させる必要がないので、超電導電動機をさらに小型化することができる。

本発明の第１の実施形態に係る超電導電動機を示す斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係る超電導電動機の内部構造を示す断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る超電導電動機の要部を示す一部断面斜視図である。 本発明の第２の実施形態に係る超電導電動機の内部構造を示す断面図である。 本発明の第３の実施形態に係る超電導電動機を示す一部断面斜視図である。 本発明の第３の実施形態に係る超電導電動機の内部構造を示す断面図である。 本発明の第４の実施形態に係る超電導電動機の内部構造を示す断面図である。 本発明の他の実施形態に係る超電導電動機の内部構造を示す断面図である。 図８のI-I線断面図である。 図８のII-II線断面図である。

符号の説明

１，３５，４０，５０，６０ 超電導電動機、２，５１ 第一回転軸、３Ａ 第一界磁コイル（第一界磁体）、３Ｂ 第二界磁コイル（第二界磁体）、５Ａ，５Ｂ，４１，６３ 第一界磁側固定子、６Ａ，６６Ａ 第一Ｎ極誘導子、６Ｂ 第二Ｎ極誘導子、７Ａ，６７Ａ 第一Ｓ極誘導子、７Ｂ 第二Ｓ極誘導子、８Ａ，８Ｂ，６５ 第一回転子、１０Ａ 第一電機子コイル、１０Ｂ 第二電機子コイル、１１，６１ 第一電機子側固定子、１３，５２ 第二回転軸、１４Ａ，１４Ｂ，４２ 第二界磁側固定子、１５Ａ，１５Ｂ 第二回転子、１６ 第二電機子側固定子、４３ 筐体

Claims (6)

1. Ｎ極及びＳ極を形成する第一界磁体が配された第一界磁側固定子と、
   第一回転軸が固定され、前記第一界磁体によって形成されるＮ極に対向するように配された第一Ｎ極誘導子、及び、前記第一界磁体によって形成されるＳ極に対向するように配された第一Ｓ極誘導子を有する第一回転子と、
   前記第一Ｎ極誘導子及び前記第一Ｓ極誘導子に対向して第一電機子コイルが配された第一電機子側固定子と、
   Ｎ極及びＳ極を形成する第二界磁体が配された第二界磁側固定子と、
   第二回転軸が固定され、前記第二界磁体によって形成されるＮ極に対向するように配された第二Ｎ極誘導子、及び、前記第二界磁体によって形成されるＳ極に対向するように配された第二Ｓ極誘導子を有する第二回転子と、
   前記第二Ｎ極誘導子及び前記第二Ｓ極誘導子に対向して第二電機子コイルが配された第二電機子側固定子とを備え、
   前記第二回転軸が、前記第一回転軸と同軸線上に、かつ、該第一回転軸に対して回転自在に配されていることを特徴とする超電導電動機。
2. 前記第一界磁体、前記第二界磁体、前記第一電機子コイル、及び前記第二電機子コイルが、それぞれ超電導材で形成されていることを特徴とする超電導電動機。
3. 前記第一電機子側固定子に配された前記第一電機子コイルに交流電流を給電する第一交流電源と、
   前記第二電機子側固定子に配された前記第二電機子コイルに交流電流を給電する第二交流電源とを備え、
   前記第一交流電源と前記第二交流電源とが給電する交流電流が互いに反転していることを特徴とする請求項１又は２に記載の超電導電動機。
4. 前記第一界磁側固定子に配された前記第一界磁体に直流電流を給電する第一直流電源と、
   前記第二界磁側固定子に配された前記第二界磁体に直流電流を給電する第二直流電源とを備え、
   前記第一直流電源と前記第二直流電源とが給電する直流電流の向きが互いに逆の方向を向いていることを特徴とする請求項１又は２に記載の超電導電動機。
5. 前記第一回転軸が筒状に形成されて、前記第二回転軸が挿通されていることを特徴とする請求項１から４の何れか一つに記載の超電導電動機。
6. 前記第一界磁側固定子、前記第一回転子、及び前記第一電機子側固定子と、前記第二界磁側固定子、前記第二回転子、及び前記第二電機子側固定子とをまとめて収納する一つの筐体を備えていることを特徴とする請求項１から５の何れか一つに記載の超電導電動機。
   
   

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