JP3435085B2 - 集電コイルを利用した磁気ダンピング発生装置 - Google Patents
集電コイルを利用した磁気ダンピング発生装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、超電導磁気浮上鉄
道における集電コイルを利用した磁気ダンピング発生装
置に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来、このような分野の技術に関する参
考文献としては、以下に挙げるようなものがあった。 （１）藤原、山口：「誘導反発形磁気浮上方式における
磁気ダンピング」、電気学会交通・電気鉄道リニアドラ
イブ合同研究会資料、ＬＤ−９２−５５，ｐｐ．４７−
６４（１９９２．７） （２）橋本、大橋、平根：「超電導磁気浮上鉄道におけ
るアクティブダンパーコイル設置効果についての基礎検
討」、平成１０年電気学会産業応用部門全国大会、ｐ
ｐ．３２１−３２２（１９９８．８） （３）村井、長谷川、藤原：「側壁浮上方式における誘
導集電の特性改善」、電気学会学論文誌、Ｖｏｌ．１１
７−Ｄ，Ｎｏ．１，ｐｐ．８１−９０（１９９７．１） （４）藤原：「誘導集電方式を利用したダンピング特
性」、鉄道総研報告、第２巻第６号，ｐｐ．１０−１６
（１９８８．６） 従来、超電導磁気浮上式鉄道の車両支持方式である誘導
式磁気浮上方式において、超電導コイルと浮上コイルの
みでは、磁気ダンピングが負になることが指摘されてお
り、それを改善するための種々の方策が検討されてき
た。 【０００３】図９にその一つであるパッシブ磁気ダンパ
ーの構成図を示す。 【０００４】この図において、１１１は浮上コイル、１
２１は金属板、１２２は超電導コイル、ａ0 は超電導コ
イル１２２の長さ、ａ1 は浮上コイル１１１の長さ、τ
は超電導コイル１２２のピッチ、τ1 は浮上コイル１１
１のピッチを示している。なお、浮上コイル１１１は地
上側に配置され、金属板１２１と超電導コイル１２２は
車両側に配置される。 【０００５】このパッシブ磁気ダンパーは、車両の振動
に伴い発生する浮上コイル１１１の磁界変動を利用し
て、車両側の金属板１２１に渦電流を誘導し、振動エネ
ルギーを吸収するものである。構造が単純であるととも
に、超電導磁石外槽がその機能を兼用することもできる
が、十分なエネルギーを吸収するだけの電流を流すこと
が難しい。 【０００６】図１０に他の従来例である専用コイルを利
用したアクティブ磁気ダンパー（専用コイル方式と呼
ぶ）の構成図を示す。 【０００７】この図において、１１２は浮上コイル、１
２３は専用ダンパーコイル、１２４は超電導コイルであ
る。なお、浮上コイル１１２は地上側に配置され、専用
ダンパーコイル１２３と超電導コイル１２４は車両側に
配置される。 【０００８】このアクティブ磁気ダンパーは、車両側に
専用ダンパーコイル１２３を超電導コイル１２４の極ピ
ッチに対応して配置して、振動を抑制する力を発生する
ように電流を制御電源（図示なし）から流すものであ
る。制御によって、任意にまた大きなダンピング力を発
生することができるが、制御電源と専用ダンパーコイル
１２３等が必要であるため、コストの上昇が著しい。ま
た、超電導磁気浮上式鉄道において、制約の大きい実空
隙に新たな専用ダンパーコイル１２３を置くことはあま
り現実的でない。 【０００９】図１１に他の従来例である集電コイルを利
用したアクティブ磁気ダンパー（力率制御方式と呼ぶ）
の構成図を示す。 【００１０】この図において、１１３は浮上コイル、１
２５は集電コイル、１２６は超電導コイルである。ａ 2
は集電コイル１２５の長さ、τ 2 は集電コイル１２５の
ピッチを示している。なお、浮上コイル１１３は地上側
に配置され、集電コイル１２５と超電導コイル１２６は
車両側に配置される。 【００１１】このアクティブ磁気ダンパーは、浮上コイ
ル１１３の高調波磁界を利用して高速時に非接触で車上
に電力を供給する誘導集電装置を磁気ダンパーとして兼
用するものである。従来、この装置における集電コイル
１２５は、速度起電力として利用する空間高調波磁界に
対応した均一なピッチで磁石端部から規則的に配置され
ている。本装置にて集電電力となる集電コイル１２５の
有効電流が作る高調波磁界が磁気抗力を発生する一方、
その無効電流が作る高調波磁界は上下力を発生するの
で、この集電コイル１２５に、速度起電力に対する有効
電流を通電して、車上に電力を得る一方、車両振動に比
例した無効電流を通電することによって、車両振動を低
減するようにしていた。なお、無効電流を流すために
は、力率改善及び電力制御用コンバータにて集電回路の
力率を車両振動に合わせて変化させていた。そのため、
ダンピングのための専用コイル及び電源が不要である。 【００１２】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た誘導集電装置を利用した磁気ダンパーでは、発生する
ダンピング力があまり大きくないという欠点があった。 【００１３】本発明は、上記問題点を除去し、コストの
上昇を抑えながら、発生するダンピング力を向上させ得
る集電コイルを利用した磁気ダンピング発生装置を提供
することを目的とする。 【００１４】 【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、 〔１〕超電導磁気浮上鉄道における集電コイルを利用し
た磁気ダンピング発生装置において、車両に搭載される
超電導コイルの極ピッチに対応して、車両に搭載される
集電コイルが逆相となるように配置して、この集電コイ
ルに車両振動に比例した零相電流を通電することによ
り、車両の振動を低減するようにしたものである。 【００１５】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら詳細に説明する。 【００１６】図１は本発明に係る誘導集電装置の基本構
成図であり、図１（ａ）はその横断模式図、図１（ｂ）
は図１（ａ）のＡ部拡大図である。 【００１７】図１において、１は車両、２は台車、３は
その台車２に設けられる超電導磁石低温容器外槽、４は
その超電導磁石低温容器外槽３内に配置される超電導コ
イル、５はその超電導磁石低温容器外槽３表面に設けら
れる集電コイル、６は力率改善及び電力制御用コンバー
タ、７は蓄電池、８は車内負荷、１０は軌道、１１はそ
の軌道１０に配置される浮上コイルである。 【００１８】ここで、図１（ｂ）に示すように、超電導
コイル４によって生じる移動磁界は浮上コイル１１に作
用して、車両１は浮上される。また、浮上コイル１１に
よって生じる高調波磁界は、集電コイル５に速度起電力
を発生し、この速度起電力は、集電コイル５に電流を発
生させるが、コンバータ６によって、その集電コイル電
流の力率及び振幅を制御して、車内負荷８及び蓄電池７
に電力を供給する。 【００１９】図２は本発明に係る誘導集電装置の改良さ
れたコイル配置を示す図である。 【００２０】このコイル配置では、集電コイル５を、従
来配置と同様に、利用したい空間高調波磁界に対して３
相電圧を発生するように接続し、かつ、超電導コイル４
の極ピッチに対応して、集電コイル５を逆相に接続して
いる。そのため、従来配置と同様に、３相電流が流れ
て、集電電力を得ることができる。なお、車両１の振動
は超電導コイル４の振動となるので、その超電導コイル
４の移動磁界にその振動成分も含まれ、その振動成分が
含まれた移動磁界が浮上コイル１１で受けられる。その
浮上コイル１１によって発生する高周波磁界にもその振
動成分が含まれ、その振動成分を含む高周波磁界を集電
コイル５で受けることになる。したがって、集電コイル
５では、車両振動に比例した零相電流を得ることができ
る。 【００２１】またこの３相電流に、車両振動を低減させ
るための零相（０相）電流を重畳すれば、専用ダンパー
コイルを持つアクティブ磁気ダンパーと同様な極ピッチ
に対応した磁界を発生させることができ、大きなダンピ
ング力を得ることができる（零相制御方式と呼ぶ）。 【００２２】なお、集電コイル５に零相電流を通電する
ためには、従来、力率改善または電力制御用として使用
していたコンバータ６に、その機能を追加すれば良い。 【００２３】また、図２において、τ2uは集電コイルＵ
相のピッチであり、その他のコイルの寸法は、図９に示
したものと同様である。 【００２４】以下、本発明の集電コイルを利用した磁気
ダンピング発生装置について詳細に説明する。 【００２５】表１はその１実施例である各コイルの諸元
を示す。 【００２６】 【表１】【００２７】ここで、集電コイルの巻数は、各相の誘導
電圧がほぼ同じになるように調整している。以下の特性
計算は、特に断らない限り、本諸元を使用する。 【００２８】なお、超電導磁石低温容器外槽３は、外槽
に発生する渦電流が集電コイル５に影響を与えて集電電
力が低減しないように、例えば、図３に示すように、超
電導コイル４内部に超電導コイル１個当たり３つの貫通
穴３Ａ，３Ｂ，３Ｃが形成されている。 【００２９】この超電導磁石低温容器外槽３の各部の寸
法は、因みに、超電導磁石低温容器外槽３の縦Ｌ1 は７
００ｍｍ、超電導磁石低温容器外槽３の横Ｌ2 は極ピッ
チである１３５０ｍｍ、貫通穴３Ａ〜３Ｃの縦Ｌ3 は３
００ｍｍ、左側の貫通穴３Ａ及び右側の貫通穴３Ｃの横
Ｌ4 は２２０ｍｍ、中央の貫通穴３Ｂの横Ｌ5 は２００
ｍｍ、貫通穴３Ａと貫通穴３Ｂの間隔及び貫通穴３Ｂと
貫通穴３Ｃの間隔Ｌ6は５０ｍｍである。 【００３０】図４は浮上コイルに流れる電流によって超
電導磁石低温容器外槽に発生する渦電流を考慮した集電
コイル各相の速度起電力の速度特性を示す図であり、横
軸に車両の速度（ｋｍ／ｈ）、縦軸に誘導電圧（Ｖ／台
車）を示している。 【００３１】図５は集電コイルに流れる電流によって超
電導磁石低温容器外槽に発生する渦電流を考慮した集電
コイル各相の等価抵抗の速度特性を示す図であり、横軸
に車両の速度（ｋｍ／ｈ）、縦軸に抵抗（Ω／台車）を
示している。 【００３２】図６は集電コイルに流れる電流によって超
電導磁石低温容器外槽に発生する渦電流を考慮した集電
コイル各相の等価インダクタンスの速度特性を示す図で
あり、横軸に車両の速度（ｋｍ／ｈ）、縦軸にインダク
タンス（ｍＨ／台車）を示している。 【００３３】図７は本発明の集電コイルの配置における
集電電力の速度特性を示すであり、横軸に車両の速度
（ｋｍ／ｈ）、縦軸に集電電力（ｋＷ／台車）を示して
いる。。なお、同図にＶＷ相と同一形状で３６０ｍｍの
均一ピッチで配置された従来配置における集電電力も示
す。 【００３４】Ｕ相コイルの数量及び形状は、ＶＷ相と異
なるため、等価インダクタンスが異なるが、巻数を調整
することによって、ほぼ同一な誘導電圧及び抵抗を得る
ことができる。ここで、力率１制御時の集電コイル電流
及び集電電力は、集電コイルのインダクタンスに関係な
いので、集電コイル各相の電流及び電力もほぼ同一とな
る。そのため、最終的に得られる集電電力は、従来配置
と同等な集電電力が得られる。 【００３５】図８は本発明に係る集電コイルに１００Ａ
ｒｍｓの零相電流を通電した時に発生するダンピング力
の速度特性を示す図であり、横軸に車両の速度（ｋｍ／
ｈ）、縦軸に上下力（ｋＮ）を示している。 【００３６】なお、同図にＶＷ相と同一形状で３６０ｍ
ｍの均一ピッチで配置された集電コイル配置に１００Ａ
ｒｍｓの無効電流を通電した時に発生するダンピング力
（従来の力率制御方式）、専用ダンパーコイルに１００
Ａｒｍｓの制御電流を通電した時に発生するダンピング
力（従来の専用コイル方式）を示す。 【００３７】本発明に係る零相制御方式によるダンピン
グ力は、従来の専用コイル方式の７０％、集電コイルを
利用した従来の力率制御方式の約４倍となっている。 【００３８】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。 【００３９】 【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、超電導磁気浮上式鉄道における集電コイルを利
用したダンピング発生装置において、集電コイル配置を
改良した、零相電流を通電する方法を採用したので、 （１）従来の専用コイル方式のようなコストの上昇及び
非現実的な方式を採用することなく、集電コイル配置を
利用してダンピング力を得ることにより、略従来の専用
コイル方式に匹敵する誘導集電電力を確保することがで
きる。 （２）従来の力率制御方式の約４倍のダンピング力を発
生することができる。
道における集電コイルを利用した磁気ダンピング発生装
置に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来、このような分野の技術に関する参
考文献としては、以下に挙げるようなものがあった。 （１）藤原、山口：「誘導反発形磁気浮上方式における
磁気ダンピング」、電気学会交通・電気鉄道リニアドラ
イブ合同研究会資料、ＬＤ−９２−５５，ｐｐ．４７−
６４（１９９２．７） （２）橋本、大橋、平根：「超電導磁気浮上鉄道におけ
るアクティブダンパーコイル設置効果についての基礎検
討」、平成１０年電気学会産業応用部門全国大会、ｐ
ｐ．３２１−３２２（１９９８．８） （３）村井、長谷川、藤原：「側壁浮上方式における誘
導集電の特性改善」、電気学会学論文誌、Ｖｏｌ．１１
７−Ｄ，Ｎｏ．１，ｐｐ．８１−９０（１９９７．１） （４）藤原：「誘導集電方式を利用したダンピング特
性」、鉄道総研報告、第２巻第６号，ｐｐ．１０−１６
（１９８８．６） 従来、超電導磁気浮上式鉄道の車両支持方式である誘導
式磁気浮上方式において、超電導コイルと浮上コイルの
みでは、磁気ダンピングが負になることが指摘されてお
り、それを改善するための種々の方策が検討されてき
た。 【０００３】図９にその一つであるパッシブ磁気ダンパ
ーの構成図を示す。 【０００４】この図において、１１１は浮上コイル、１
２１は金属板、１２２は超電導コイル、ａ0 は超電導コ
イル１２２の長さ、ａ1 は浮上コイル１１１の長さ、τ
は超電導コイル１２２のピッチ、τ1 は浮上コイル１１
１のピッチを示している。なお、浮上コイル１１１は地
上側に配置され、金属板１２１と超電導コイル１２２は
車両側に配置される。 【０００５】このパッシブ磁気ダンパーは、車両の振動
に伴い発生する浮上コイル１１１の磁界変動を利用し
て、車両側の金属板１２１に渦電流を誘導し、振動エネ
ルギーを吸収するものである。構造が単純であるととも
に、超電導磁石外槽がその機能を兼用することもできる
が、十分なエネルギーを吸収するだけの電流を流すこと
が難しい。 【０００６】図１０に他の従来例である専用コイルを利
用したアクティブ磁気ダンパー（専用コイル方式と呼
ぶ）の構成図を示す。 【０００７】この図において、１１２は浮上コイル、１
２３は専用ダンパーコイル、１２４は超電導コイルであ
る。なお、浮上コイル１１２は地上側に配置され、専用
ダンパーコイル１２３と超電導コイル１２４は車両側に
配置される。 【０００８】このアクティブ磁気ダンパーは、車両側に
専用ダンパーコイル１２３を超電導コイル１２４の極ピ
ッチに対応して配置して、振動を抑制する力を発生する
ように電流を制御電源（図示なし）から流すものであ
る。制御によって、任意にまた大きなダンピング力を発
生することができるが、制御電源と専用ダンパーコイル
１２３等が必要であるため、コストの上昇が著しい。ま
た、超電導磁気浮上式鉄道において、制約の大きい実空
隙に新たな専用ダンパーコイル１２３を置くことはあま
り現実的でない。 【０００９】図１１に他の従来例である集電コイルを利
用したアクティブ磁気ダンパー（力率制御方式と呼ぶ）
の構成図を示す。 【００１０】この図において、１１３は浮上コイル、１
２５は集電コイル、１２６は超電導コイルである。ａ 2
は集電コイル１２５の長さ、τ 2 は集電コイル１２５の
ピッチを示している。なお、浮上コイル１１３は地上側
に配置され、集電コイル１２５と超電導コイル１２６は
車両側に配置される。 【００１１】このアクティブ磁気ダンパーは、浮上コイ
ル１１３の高調波磁界を利用して高速時に非接触で車上
に電力を供給する誘導集電装置を磁気ダンパーとして兼
用するものである。従来、この装置における集電コイル
１２５は、速度起電力として利用する空間高調波磁界に
対応した均一なピッチで磁石端部から規則的に配置され
ている。本装置にて集電電力となる集電コイル１２５の
有効電流が作る高調波磁界が磁気抗力を発生する一方、
その無効電流が作る高調波磁界は上下力を発生するの
で、この集電コイル１２５に、速度起電力に対する有効
電流を通電して、車上に電力を得る一方、車両振動に比
例した無効電流を通電することによって、車両振動を低
減するようにしていた。なお、無効電流を流すために
は、力率改善及び電力制御用コンバータにて集電回路の
力率を車両振動に合わせて変化させていた。そのため、
ダンピングのための専用コイル及び電源が不要である。 【００１２】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た誘導集電装置を利用した磁気ダンパーでは、発生する
ダンピング力があまり大きくないという欠点があった。 【００１３】本発明は、上記問題点を除去し、コストの
上昇を抑えながら、発生するダンピング力を向上させ得
る集電コイルを利用した磁気ダンピング発生装置を提供
することを目的とする。 【００１４】 【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、 〔１〕超電導磁気浮上鉄道における集電コイルを利用し
た磁気ダンピング発生装置において、車両に搭載される
超電導コイルの極ピッチに対応して、車両に搭載される
集電コイルが逆相となるように配置して、この集電コイ
ルに車両振動に比例した零相電流を通電することによ
り、車両の振動を低減するようにしたものである。 【００１５】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら詳細に説明する。 【００１６】図１は本発明に係る誘導集電装置の基本構
成図であり、図１（ａ）はその横断模式図、図１（ｂ）
は図１（ａ）のＡ部拡大図である。 【００１７】図１において、１は車両、２は台車、３は
その台車２に設けられる超電導磁石低温容器外槽、４は
その超電導磁石低温容器外槽３内に配置される超電導コ
イル、５はその超電導磁石低温容器外槽３表面に設けら
れる集電コイル、６は力率改善及び電力制御用コンバー
タ、７は蓄電池、８は車内負荷、１０は軌道、１１はそ
の軌道１０に配置される浮上コイルである。 【００１８】ここで、図１（ｂ）に示すように、超電導
コイル４によって生じる移動磁界は浮上コイル１１に作
用して、車両１は浮上される。また、浮上コイル１１に
よって生じる高調波磁界は、集電コイル５に速度起電力
を発生し、この速度起電力は、集電コイル５に電流を発
生させるが、コンバータ６によって、その集電コイル電
流の力率及び振幅を制御して、車内負荷８及び蓄電池７
に電力を供給する。 【００１９】図２は本発明に係る誘導集電装置の改良さ
れたコイル配置を示す図である。 【００２０】このコイル配置では、集電コイル５を、従
来配置と同様に、利用したい空間高調波磁界に対して３
相電圧を発生するように接続し、かつ、超電導コイル４
の極ピッチに対応して、集電コイル５を逆相に接続して
いる。そのため、従来配置と同様に、３相電流が流れ
て、集電電力を得ることができる。なお、車両１の振動
は超電導コイル４の振動となるので、その超電導コイル
４の移動磁界にその振動成分も含まれ、その振動成分が
含まれた移動磁界が浮上コイル１１で受けられる。その
浮上コイル１１によって発生する高周波磁界にもその振
動成分が含まれ、その振動成分を含む高周波磁界を集電
コイル５で受けることになる。したがって、集電コイル
５では、車両振動に比例した零相電流を得ることができ
る。 【００２１】またこの３相電流に、車両振動を低減させ
るための零相（０相）電流を重畳すれば、専用ダンパー
コイルを持つアクティブ磁気ダンパーと同様な極ピッチ
に対応した磁界を発生させることができ、大きなダンピ
ング力を得ることができる（零相制御方式と呼ぶ）。 【００２２】なお、集電コイル５に零相電流を通電する
ためには、従来、力率改善または電力制御用として使用
していたコンバータ６に、その機能を追加すれば良い。 【００２３】また、図２において、τ2uは集電コイルＵ
相のピッチであり、その他のコイルの寸法は、図９に示
したものと同様である。 【００２４】以下、本発明の集電コイルを利用した磁気
ダンピング発生装置について詳細に説明する。 【００２５】表１はその１実施例である各コイルの諸元
を示す。 【００２６】 【表１】【００２７】ここで、集電コイルの巻数は、各相の誘導
電圧がほぼ同じになるように調整している。以下の特性
計算は、特に断らない限り、本諸元を使用する。 【００２８】なお、超電導磁石低温容器外槽３は、外槽
に発生する渦電流が集電コイル５に影響を与えて集電電
力が低減しないように、例えば、図３に示すように、超
電導コイル４内部に超電導コイル１個当たり３つの貫通
穴３Ａ，３Ｂ，３Ｃが形成されている。 【００２９】この超電導磁石低温容器外槽３の各部の寸
法は、因みに、超電導磁石低温容器外槽３の縦Ｌ1 は７
００ｍｍ、超電導磁石低温容器外槽３の横Ｌ2 は極ピッ
チである１３５０ｍｍ、貫通穴３Ａ〜３Ｃの縦Ｌ3 は３
００ｍｍ、左側の貫通穴３Ａ及び右側の貫通穴３Ｃの横
Ｌ4 は２２０ｍｍ、中央の貫通穴３Ｂの横Ｌ5 は２００
ｍｍ、貫通穴３Ａと貫通穴３Ｂの間隔及び貫通穴３Ｂと
貫通穴３Ｃの間隔Ｌ6は５０ｍｍである。 【００３０】図４は浮上コイルに流れる電流によって超
電導磁石低温容器外槽に発生する渦電流を考慮した集電
コイル各相の速度起電力の速度特性を示す図であり、横
軸に車両の速度（ｋｍ／ｈ）、縦軸に誘導電圧（Ｖ／台
車）を示している。 【００３１】図５は集電コイルに流れる電流によって超
電導磁石低温容器外槽に発生する渦電流を考慮した集電
コイル各相の等価抵抗の速度特性を示す図であり、横軸
に車両の速度（ｋｍ／ｈ）、縦軸に抵抗（Ω／台車）を
示している。 【００３２】図６は集電コイルに流れる電流によって超
電導磁石低温容器外槽に発生する渦電流を考慮した集電
コイル各相の等価インダクタンスの速度特性を示す図で
あり、横軸に車両の速度（ｋｍ／ｈ）、縦軸にインダク
タンス（ｍＨ／台車）を示している。 【００３３】図７は本発明の集電コイルの配置における
集電電力の速度特性を示すであり、横軸に車両の速度
（ｋｍ／ｈ）、縦軸に集電電力（ｋＷ／台車）を示して
いる。。なお、同図にＶＷ相と同一形状で３６０ｍｍの
均一ピッチで配置された従来配置における集電電力も示
す。 【００３４】Ｕ相コイルの数量及び形状は、ＶＷ相と異
なるため、等価インダクタンスが異なるが、巻数を調整
することによって、ほぼ同一な誘導電圧及び抵抗を得る
ことができる。ここで、力率１制御時の集電コイル電流
及び集電電力は、集電コイルのインダクタンスに関係な
いので、集電コイル各相の電流及び電力もほぼ同一とな
る。そのため、最終的に得られる集電電力は、従来配置
と同等な集電電力が得られる。 【００３５】図８は本発明に係る集電コイルに１００Ａ
ｒｍｓの零相電流を通電した時に発生するダンピング力
の速度特性を示す図であり、横軸に車両の速度（ｋｍ／
ｈ）、縦軸に上下力（ｋＮ）を示している。 【００３６】なお、同図にＶＷ相と同一形状で３６０ｍ
ｍの均一ピッチで配置された集電コイル配置に１００Ａ
ｒｍｓの無効電流を通電した時に発生するダンピング力
（従来の力率制御方式）、専用ダンパーコイルに１００
Ａｒｍｓの制御電流を通電した時に発生するダンピング
力（従来の専用コイル方式）を示す。 【００３７】本発明に係る零相制御方式によるダンピン
グ力は、従来の専用コイル方式の７０％、集電コイルを
利用した従来の力率制御方式の約４倍となっている。 【００３８】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。 【００３９】 【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、超電導磁気浮上式鉄道における集電コイルを利
用したダンピング発生装置において、集電コイル配置を
改良した、零相電流を通電する方法を採用したので、 （１）従来の専用コイル方式のようなコストの上昇及び
非現実的な方式を採用することなく、集電コイル配置を
利用してダンピング力を得ることにより、略従来の専用
コイル方式に匹敵する誘導集電電力を確保することがで
きる。 （２）従来の力率制御方式の約４倍のダンピング力を発
生することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る誘導集電装置の基本構成図であ
る。 【図２】本発明に係る誘導集電装置の改良されたコイル
配置を示す図である。 【図３】本発明に係る誘導集電装置の超電導磁石外槽の
１形状を示す図である。 【図４】本発明に係る浮上コイルに流れる電流によって
超電導磁石外槽に発生する渦電流を考慮した集電コイル
各相の速度起電力の速度特性図である。 【図５】本発明に係る集電コイルに流れる電流によって
超電導磁石外槽に発生する渦電流を考慮した集電コイル
各相の等価抵抗の速度特性図である。 【図６】本発明に係る集電コイルに流れる電流によって
超電導磁石外槽に発生する渦電流を考慮した集電コイル
各相の等価インダクタンスの速度特性図である。 【図７】本発明における集電電力の速度特性図である。 【図８】本発明に係る１００Ａｒｍｓの零相電流を通電
した時に発生するダンピング力の速度特性図である。 【図９】従来の磁気ダンピング発生装置の一つであるパ
ッシブ磁気ダンパーの構成図である。 【図１０】従来の磁気ダンピング発生装置の一つである
専用コイルを利用したアクティブ磁気ダンパーの構成図
である。 【図１１】従来の集電コイルを利用したアクティブ磁気
ダンパーの構成図である。 【符号の説明】 １ 車両 ２ 台車 ３ 超電導磁石低温容器外槽 ３Ａ，３Ｂ，３Ｃ 貫通穴 ４ 超電導コイル ５ 集電コイル ６ 力率改善及び電力制御用コンバータ ７ 蓄電池 ８ 車内負荷 １０ 軌道 １１ 浮上コイル
る。 【図２】本発明に係る誘導集電装置の改良されたコイル
配置を示す図である。 【図３】本発明に係る誘導集電装置の超電導磁石外槽の
１形状を示す図である。 【図４】本発明に係る浮上コイルに流れる電流によって
超電導磁石外槽に発生する渦電流を考慮した集電コイル
各相の速度起電力の速度特性図である。 【図５】本発明に係る集電コイルに流れる電流によって
超電導磁石外槽に発生する渦電流を考慮した集電コイル
各相の等価抵抗の速度特性図である。 【図６】本発明に係る集電コイルに流れる電流によって
超電導磁石外槽に発生する渦電流を考慮した集電コイル
各相の等価インダクタンスの速度特性図である。 【図７】本発明における集電電力の速度特性図である。 【図８】本発明に係る１００Ａｒｍｓの零相電流を通電
した時に発生するダンピング力の速度特性図である。 【図９】従来の磁気ダンピング発生装置の一つであるパ
ッシブ磁気ダンパーの構成図である。 【図１０】従来の磁気ダンピング発生装置の一つである
専用コイルを利用したアクティブ磁気ダンパーの構成図
である。 【図１１】従来の集電コイルを利用したアクティブ磁気
ダンパーの構成図である。 【符号の説明】 １ 車両 ２ 台車 ３ 超電導磁石低温容器外槽 ３Ａ，３Ｂ，３Ｃ 貫通穴 ４ 超電導コイル ５ 集電コイル ６ 力率改善及び電力制御用コンバータ ７ 蓄電池 ８ 車内負荷 １０ 軌道 １１ 浮上コイル
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フロントページの続き
(72)発明者 藤原 俊輔
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
(56)参考文献 特開 昭63−190503（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−150005（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−67701（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−284507（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−191502（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B60L 13/02 - 13/10
B61B 13/06
B61B 13/08
B61B 13/12
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 超電導磁気浮上鉄道における集電コイル
を利用した磁気ダンピング発生装置において、 車両に搭載される超電導コイルの極ピッチに対応して、
車両に搭載される集電コイルが逆相となるように配置し
て、該集電コイルに車両振動に比例した零相電流を通電
することを特徴とする集電コイルを利用した磁気ダンピ
ング発生装置。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP02809299A JP3435085B2 (ja) | 1999-02-05 | 1999-02-05 | 集電コイルを利用した磁気ダンピング発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02809299A JP3435085B2 (ja) | 1999-02-05 | 1999-02-05 | 集電コイルを利用した磁気ダンピング発生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000225939A JP2000225939A (ja) | 2000-08-15 |
| JP3435085B2 true JP3435085B2 (ja) | 2003-08-11 |
Family
ID=12239154
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02809299A Expired - Fee Related JP3435085B2 (ja) | 1999-02-05 | 1999-02-05 | 集電コイルを利用した磁気ダンピング発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3435085B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| JP4611078B2 (ja) * | 2005-03-31 | 2011-01-12 | 財団法人鉄道総合技術研究所 | 誘導集電装置の零相電流制御方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPH03150005A (ja) * | 1989-11-02 | 1991-06-26 | Railway Technical Res Inst | 磁気浮上式鉄道の集電方式 |
| JPH0467701A (ja) * | 1990-07-04 | 1992-03-03 | Hitachi Ltd | 非接触集電システム |
| JP2678542B2 (ja) * | 1992-08-11 | 1997-11-17 | 財団法人鉄道総合技術研究所 | 磁気浮上列車の集電装置 |
| JP3194470B2 (ja) * | 1995-11-09 | 2001-07-30 | 財団法人鉄道総合技術研究所 | 非接触誘導集電装置 |
-
1999
- 1999-02-05 JP JP02809299A patent/JP3435085B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
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| JP2000225939A (ja) | 2000-08-15 |
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