JP3477524B2 - Rotation loss measurement method for superconducting bearings - Google Patents

Rotation loss measurement method for superconducting bearings

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JP3477524B2
JP3477524B2 JP01220495A JP1220495A JP3477524B2 JP 3477524 B2 JP3477524 B2 JP 3477524B2 JP 01220495 A JP01220495 A JP 01220495A JP 1220495 A JP1220495 A JP 1220495A JP 3477524 B2 JP3477524 B2 JP 3477524B2
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】この発明は、たとえば余剰電力を
フライホイールの運動エネルギに変換して貯蔵する電力
貯蔵装置に備えられている超電導軸受部の回転損失測定
方法に関する。 【0002】 【従来の技術と発明が解決しようとする課題】電力貯蔵
装置として、本出願人は、先に、回転体と、回転体に固
定状に設けられたフライホイールと、回転体に設けられ
たロータおよび固定部に設けられてロータの周囲に配置
されたステータよりなる回転駆動用電動機と、回転体に
同心状にかつ固定状に設けられた環状永久磁石部および
永久磁石部と対向するように配置された環状超電導体部
よりなる超電導軸受部とを備えた電力貯蔵装置を提案し
た(特開平4−370417号参照)。 【0003】このような電力貯蔵装置において、停電時
にフライホイールに貯蔵された運動エネルギを電気エネ
ルギとして効率良く取出すためには、超電導軸受部の回
転損失を小さくする必要がある。 【0004】ところが、超電導軸受部の回転損失測定装
置は存在しないのが現状である。したがって、フライホ
イールに貯蔵された運動エネルギを電気エネルギとして
効率良く取出すための超電導軸受部における環状永久磁
石部および環状超電導体部の最適の仕様を決めるために
は、実際の電力貯蔵装置を運転し、電動機を停止させて
フライホイールに貯蔵された運動エネルギを電気エネル
ギとして取出す作業を、超電導軸受部における環状永久
磁石部および環状超電導体部の仕様を種々変更して行う
必要がある。その結果、作業が面倒であるという問題が
ある。 【0005】この発明の目的は、上記問題を解決した超
電導軸受部の回転損失測定方法を提供することにある。 【0006】 【課題を解決するための手段】この発明による超電導軸
受部の回転損失測定方法は、回転体と、回転体に同心状
に取付けられた環状永久磁石部および永久磁石部と対向
するように固定部に取付けられた環状超電導体部よりな
る超電導軸受部と、超電導軸受部と軸方向に離隔しかつ
互いに異なる2つの高さ位置にそれぞれ設けられて回転
体の互いに直交する2つのラジアル方向の位置を制御す
るラジアル方向磁気軸受部と、回転体を固定部に対して
非接触状態に浮上させる磁石と、回転体に設けられたロ
ータおよび固定部に設けられてロータの周囲に配置され
たステータよりなる回転駆動用電動機と、回転体の回転
速度を検出する回転速度センサとを備えている装置にお
いて、超電導軸受部の回転損失を測定する方法であっ
て、磁石により回転体を固定部に対して非接触状態で浮
上させた後、ラジアル方向磁気軸受部により回転体の固
定部に対するラジアル方向の相対的位置を決め、ついで
回転駆動用電動機を作動させて回転体を所定の回転数で
回転させた後、電動機を停止させて回転体を自由回転さ
せ、このときの回転速度変化を回転速度センサで検出
し、そのデータを用いて第1の回転損失を求めること、
一方、磁石により回転体を固定部に対して非接触状態で
浮上させた後、ラジアル方向磁気軸受部により回転体の
固定部に対するラジアル方向の相対的位置を決め、つい
で超電導軸受部の環状超電導体部の超電導体を冷却して
超電導状態に保持し、さらに回転駆動用電動機を作動さ
せて回転体を上記と同じ回転数で回転させた後、電動機
を停止させて回転体を自由回転させ、このときの回転速
度変化を回転速度センサで検出し、そのデータを用いて
第2の回転損失を求めること、ならびに第2の回転損失
から第1の回転損失を減ずることにより、超電導軸受部
の回転損失が求めることを特徴とするものである。 【0007】 【作用】上記のように構成されている回転損失測定方法
によれば、次のようにして超電導軸受部の回転損失が測
定される。すなわち、磁石により回転体を固定部に対し
て非接触状態で浮上させた後、ラジアル方向磁気軸受部
により回転体の固定部に対するラジアル方向の相対的位
置を決め、ついで回転駆動用電動機を作動させて回転体
を所定の回転数で回転させる。その後、電動機を停止さ
せて回転体を自由回転させ、このときの回転速度変化を
回転速度センサで検出し、そのデータを用いて第1の回
転損失を求める。 【0008】一方、磁石により回転体を固定部に対して
非接触状態で浮上させた後、ラジアル方向磁気軸受部に
より回転体の固定部に対するラジアル方向の相対的位置
を決め、ついで超電導軸受部の環状超電導体部の超電導
体を冷却して超電導状態に保持し、さらに回転駆動用電
動機を作動させて回転体を上記と同じ回転数で回転させ
る。その後、電動機を停止させて回転体を自由回転さ
せ、このときの回転速度変化を回転速度センサで検出
し、そのデータを用いて第2の回転損失を求める。 【0009】そして、第2の回転損失から第1の回転損
失を減ずることにより、超電導軸受部の回転損失が求め
られる。 【0010】 【実施例】以下、この発明の実施例を、図面を参照して
説明する。 【0011】図1はこの発明の方法に用いられる超電導
軸受部の回転損失測定装置の全体構成を概略的に示す。 【0012】図1において、超電導軸受部の回転損失測
定装置は、垂直な軸状の回転体(1)と、ラジアル方向超
電導軸受部(2) と、アキシアル方向超電導軸受部(3)
と、2つの超電導軸受部(2)(3)と軸方向に離隔しかつ互
いに異なる2つの高さ位置にそれぞれ設けられて回転体
(1) の互いに直交する2つのラジアル方向の位置を制御
するラジアル方向磁気軸受部(4)(5)と、回転体(1) を図
示しない固定部に対して非接触状態に浮上させる永久磁
石(6)(7)と、2つのラジアル方向磁気軸受部(4)(5)間に
おいて回転体(1) に設けられたロータ(8) および固定部
に設けられてロータ(8) の周囲に配置されたステータ
(9) よりなる回転駆動用電動機(10)と、回転体(1) の回
転速度を検出する回転速度センサ(11)とを備えている。 【0013】回転体(1) の上下両部分と図示しない固定
部との間に、それぞれタッチダウン軸受(12)(13)が配置
されている。下側のタッチダウン軸受(13)よりも下方の
高さ位置において、回転体(1) の周囲に水平環状板(14)
が固定状に設けられている。そして、回転速度センサ(1
1)は水平環状板(14)の回転速度を検出するように、水平
環状板(14)の下方に配置されている。 【0014】回転体(1) の上端部に永久磁石部取付け用
の水平円板(15)が着脱自在に固定されている。水平円板
(15)の周縁に立上がり壁(16)が一体に形成されている。
水平円板(15)の立上がり壁(16)の内周面に、回転体(1)
と同心状に第1の環状永久磁石部(17)が着脱自在に取付
けられている。環状永久磁石部(17)は、たとえば銅から
なりかつ立上がり壁(16)の内周面に着脱自在に固定され
た垂直円筒状体(18)を備えている。垂直円筒状体(18)の
下端には内向きフランジ(19)が一体に形成されている。
垂直円筒状体(18)内において、内向きフランジ(19)上に
複数の環状永久磁石(20)が環状スペーサ(21)を介して上
下方向に並ぶように配置されて垂直円筒状体(18)に固定
されている。 【0015】水平円板(15)の下面に、回転体(1) と同心
状に第2の環状永久磁石部(22)が着脱自在に取付けられ
ている。環状永久磁石部(22)は、たとえば銅からなりか
つ水平円板(15)の下面に着脱自在に固定された水平円環
状板(23)を備えている、水平円環状板(23)の下面に、回
転体(1) と同心状に複数の環状凹溝(24)が形成されてお
り、これらの凹溝(24)内にそれぞれ環状永久磁石(25)が
嵌められて固定されている。 【0016】図示しない固定部に、第1の環状超電導体
部(26)が、回転体(1) と同心状となるように着脱自在に
取付けられている。第1の環状超電導体部(26)は、環状
の水平部(27)と、水平部(27)の内周縁に連なって下方に
伸び、かつ第1の環状永久磁石部(17)と対向する垂直部
(28)とよりなる環状体(29)を備えている。環状体(29)の
垂直部(28)に環状中空部(30)が形成され、この中に垂直
円筒状第2種超電導体(31)が配置されている。環状体(2
9)に、その内部の中空部(30)と連通するように、冷却流
体供給管(32)および同排出管(33)が接続されている。冷
却流体供給管(32)および同排出管(33)は、図示しない温
度制御ユニットを介して冷却装置等に接続されている。
そして、冷却装置により冷却流体供給管(32)、中空部(3
0)および冷却流体排出管(33)を介して、たとえば液体窒
素からなる冷却流体が循環させられ、中空部(30)内に満
たされる冷却流体により超電導体(31)が冷却される。 【0017】また、第2の環状永久磁石部(22)の下方に
おいて、図示しない固定部に、第2の環状超電導体部(3
4)が、回転体(1) と同心状となるように着脱自在に取付
けられている。第2の環状超電導体部(34)は、水平環状
体(35)を備えている。水平環状体(35)に環状中空部(36)
が形成され、この中に水平円環状第2種超電導体(37)が
配置されている。環状体(35)に、その内部の中空部(36)
と連通するように、冷却流体供給管(38)および同排出管
(39)が接続されている。冷却流体供給管(38)および同排
出管(39)は、図示しない温度制御ユニットを介して冷却
装置等に接続されている。そして、冷却装置により冷却
流体供給管(38)、中空部(36)および冷却流体排出管(39)
を介して、たとえば液体窒素からなる冷却流体が循環さ
せられ、中空部(36)内に満たされる冷却流体により超電
導体(37)が冷却される。 【0018】そして、第1の環状永久磁石部(17)と第1
の環状超電導体部(26)とによりラジアル方向超電導軸受
部(2) が構成され、第2の環状永久磁石部(22)と第2の
環状超電導体部(34)とによりアキシアル方向超電導軸受
部(3) が構成されている。 【0019】回転体(1) の互いに直交する2つのラジア
ル方向に伸びる軸をX軸およびY軸とすると、2つのラ
ジアル方向磁気軸受部(4)(5)は、それぞれX軸方向の制
御形磁気軸受(A) と、Y軸方向の制御形磁気軸受(B) と
よりなる。両磁気軸受部(4)(5)の磁気軸受(A)(B)は、そ
れぞれX軸およびY軸上に、回転体(1) を両側から吸引
するように配置された2つの電磁石(A1)(A2)(A3)(A4)(B
1)(B2)(B3)(B4)を備えている。電磁石(A1)〜(A4)(B1)〜
(B4)の近傍には、それぞれ1つのラジアル方向変位セン
サ(X1)(X2)(X3)(X4)(Y1)(Y2)(Y3)(Y4)が配置されてい
る。各磁気軸受(A)(B)において2個の変位センサ(X1)(X
2)(X3)(X4)は、回転体(1) をX軸方向の両側から挟み、
この部分の回転体(1) のX軸方向の変位を検出する。残
りの2個の変位センサ(Y1)(Y2)(Y3)(Y4)は、回転体(1)
をY軸方向の両側から挟み、この部分の回転体(1) のY
軸方向の変位を検出する。 【0020】回転体(1) の下方に、昇降自在の昇降体(4
0)が設けられている。回転体(1) の下面および昇降体(4
0)の上面にそれぞれ永久磁石(6)(7)が取付けられてい
る。回転体(1) に取付けられた永久磁石(6) の下端と、
昇降体(40)に取付けられた永久磁石(7) の上端とは同一
の極性の磁気を帯びている。そして、昇降体(40)を上昇
させることにより、2つの永久磁石(6)(7)の磁気反発力
によって回転体(1) が固定部に対して浮上させられるよ
うになっている。 【0021】次に、超電導軸受部の回転損失を測定する
方法について説明する。 【0022】まず、昇降体(40)を上昇させることによ
り、回転体(1) および昇降体(40)の2つの永久磁石(6)
(7)の磁気反発力によって回転体(1) を固定部に対して
非接触状態で浮上させた後、2つのラジアル方向磁気軸
受部(4)(5)により回転体(1) の固定部に対するラジアル
方向の相対的位置を決める。ついで、回転駆動用電動機
(10)を作動させて回転体(1) を所定の回転数で回転させ
る。その後、電動機(10)を停止させて回転体(1) を自由
回転させ、このときの回転速度変化を回転速度センサ(1
1)で検出し、そのデータを用いて第1の回転損失を求め
る。 【0023】また、上記と同様にして、回転体(1) を固
定部に対して非接触状態で浮上させた後、2つのラジア
ル方向磁気軸受部(4)(5)により回転体(1) の固定部に対
するラジアル方向の相対的位置を決める。ついで、ラジ
アル方向超電導軸受部(2) の第1の環状超電導体部(26)
およびアキシアル方向超電導軸受部(3) の第2の環状超
電導体部(34)における環状体(29)(35)の中空部(30)(36)
内にそれぞれ冷却流体を循環させ、これにより超電導体
(31)(37)を冷却して第2種超電導状態にし、この状態で
保持する。さらに、回転駆動用電動機(10)を作動させて
回転体(1) を上記と同じ回転数で回転させる。その後、
電動機(10)を停止させて回転体(1) を自由回転させ、こ
のときの回転速度変化を回転速度センサ(11)で検出し、
そのデータを用いて第2の回転損失を求める。 【0024】そして、第2の回転損失から第1の回転損
失を減ずることにより、超電導軸受部(2)(3)の回転損失
が求められる。 【0025】上記実施例において、ラジアル方向超電導
体軸受部(2) の第1環状永久磁石部(17)では、水平円板
(15)の立上がり壁(16)の内周面に固定された垂直円筒状
体(18)の内周面に環状永久磁石(20)が配置されているの
で、回転損失の測定にあたり、電動機(10)により回転体
(1) を高速回転させた場合にも、遠心力により永久磁石
(20)が破壊されるのが防止される。ラジアル方向超電導
軸受部(2) が、水平円板(15)の立上がり壁(16)に取付け
られた第1環状永久磁石部と、その周囲に配置された第
1環状超電導体部とよりなり、第1環状永久磁石部が、
立上がり壁(16)の外周面に固定された垂直円筒状体の外
周面に配置された環状永久磁石を備えていると、回転損
失の測定時に回転体(1) を高速回転させた場合、遠心力
により環状永久磁石が破壊されたり、垂直円筒状体から
外れたりする。 【0026】上記実施例においては、昇降体(40)にも永
久磁石(7) が取付けられているが、これに代えて電磁石
を取付けておいてもよい。 【0027】図2は、この発明の回転損失測定方法によ
り回転損失が測定された超電導軸受部を用いた電力貯蔵
装置を示す。 【0028】図2において、電力貯蔵装置は、図示しな
い真空チャンバ内に配置される垂直軸状の回転体(50)
と、回転体(50)の高さの中間部に固定状に設けられた非
磁性体からなるフライホイール(51)と、図示しない固定
部とフライホイール(51)との間に設けられた第1および
第2の2つの超電導軸受部(52)(53)と、フライホイール
(51)の上方および下方にそれぞれ設けられて回転体(50)
の互いに直交する2つのラジアル方向の位置を制御する
ラジアル方向磁気軸受部(54)(55)と、回転体(50)を高速
回転させる高周波電動機のような回転駆動用電動機(56)
と、運転開始時に回転体(50)の固定部に対するラジアル
方向およびアキシアル方向の位置を決定する初期位置決
め機構(57)と、回転体(50)の上下両端部と固定部との間
にそれぞれ設けられたタッチダウン軸受(58)(59)とを備
えている。 【0029】フライホイール(51)は、水平円板状部(60)
と、その周縁に回転体(50)と同心状に一体に形成された
円筒状の立上がり部(61)とよりなり、立上がり部(61)の
内周面に回転体(50)と同心状に第1の環状永久磁石部(6
2)が設けられている。第1環状永久磁石部(62)は、フラ
イホイール(51)の立上がり部(61)の内周面に上下方向に
間隔をおいて複数の環状凹溝(63)が形成され、各環状凹
溝(63)内に環状永久磁石(64)が嵌められて固定されるこ
とにより形成されている。 【0030】フライホイール(51)の水平円板状部(60)の
下面に、回転体(50)と同心状に第2の環状永久磁石部(6
5)が設けられている。第2環状永久磁石部(65)は、フラ
イホイール(51)の水平円板状部(60)の下面に回転体(50)
と同心状に複数の環状凹溝(66)が形成され、各環状凹溝
(66)内に環状永久磁石(67)が嵌められて固定されること
により形成されている。第1および第2環状永久磁石部
(62)(65)の環状永久磁石は、それぞれ回転体(50)の回転
軸心の周囲の磁束分布が回転によって変化しないように
設けられている。 【0031】図示しない固定部に、第1の環状超電導体
部(68)が、回転体(50)と同心状となるように設けられて
いる。第1の環状超電導体部(68)は、環状の水平部(69)
と、水平部(69)の内周縁に連なって下方に伸び、かつ第
1の環状永久磁石部(62)と対向する垂直部(70)とよりな
る環状体(71)を備えている。環状体(71)の垂直部(70)に
環状中空部(72)が形成され、この中に垂直円筒状第2種
超電導体(73)が配置されている。環状体(71)に、その内
部の中空部(72)と連通するように、冷却流体供給管(74)
および同排出管(75)が接続されている。冷却流体供給管
(74)および同排出管(75)は、図示しない温度制御ユニッ
トを介して冷却装置等に接続されている。そして、冷却
装置により冷却流体供給管(74)、中空部(72)および冷却
流体排出管(75)を介して、たとえば液体窒素からなる冷
却流体が循環させられ、中空部(72)内に満たされる冷却
流体により超電導体(73)が冷却される。 【0032】また、第2の環状永久磁石部(65)の下方に
おいて、図示しない固定部に、第2の環状超電導体部(7
6)が、回転体(50)と同心状となるように設けられてい
る。第2の環状超電導体部(76)は、水平環状体(77)を備
えている。水平環状体(77)に環状中空部(78)が形成さ
れ、この中に水平円環状第2種超電導体(79)が配置され
ている。環状体(77)に、その内部の中空部(78)と連通す
るように、冷却流体供給管(80)および同排出管(81)が接
続されている。冷却流体供給管(80)および同排出管(81)
は、図示しない温度制御ユニットを介して冷却装置等に
接続されている。そして、冷却装置により冷却流体供給
管(80)、中空部(78)および冷却流体排出管(81)を介し
て、たとえば液体窒素からなる冷却流体が循環させら
れ、中空部(78)内に満たされる冷却流体により超電導体
(79)が冷却される。 【0033】第1および第2環状超電導体部(68)(76)の
第2種超電導体(73)(79)は、それぞれイットリウム系超
電導体、たとえばYBa2 Cu3 7-x からなるバルク
の内部に常電導粒子(Y2 Ba1 Cu1 )を均一に混在
させたものからなり、第2種超電導状態が出現する環境
下において、永久磁石(64)(67)から発せられる磁束侵入
を拘束する性質を有するものである。そして、両超電導
体(73)(79)は、それぞれ永久磁石(64)(67)の磁束が所定
量侵入する離隔位置であってかつ回転体(50)の回転によ
って侵入磁束の分布が変化しない位置に配置されてい
る。 【0034】そして、第1の環状永久磁石部(62)と第1
の環状超電導体部(68)とにより第1の超電導軸受部(52)
が構成され、第2の環状永久磁石部(65)と第2の環状超
電導体部(76)とにより第2の超電導軸受部(53)が構成さ
れている。 【0035】回転体(50)の互いに直交する2つのラジア
ル方向に伸びる軸をX軸およびY軸とすると、2つのラ
ジアル方向磁気軸受部(54)(55)は、それぞれX軸方向の
制御形磁気軸受(A) と、Y軸方向の制御形磁気軸受(B)
とよりなる。両磁気軸受部(54)(55)の磁気軸受(A)(B)
は、それぞれX軸およびY軸上に、回転体(50)を両側か
ら吸引するように配置された2つの電磁石(A1)(A2)(A3)
(A4)(B1)(B2)(B3)(B4)を備えている。電磁石(A1)〜(A4)
(B1)〜(B4)の近傍には、それぞれ1つのラジアル方向変
位センサ(X1)(X2)(X3)(X4)(Y1)(Y2)(Y3)(Y4)が配置され
ている。各磁気軸受(A)(B)において2個の変位センサ(X
1)(X2)(X3)(X4)は、回転体(50)をX軸方向の両側から挟
み、この部分の回転体(50)のX軸方向の変位を検出す
る。残りの2個の変位センサ(Y1)(Y2)(Y3)(Y4)は、回転
体(50)をY軸方向の両側から挟み、この部分の回転体(5
0)のY軸方向の変位を検出する。 【0036】回転駆動用電動機(56)は、フライホイール
(51)の立上がり部(61)に囲まれた部分において回転体(5
0)に設けられたロータ(84)および固定部に設けられてロ
ータ(84)の周囲に配置されたステータ(85)よりなる。 【0037】初期位置決め機構(57)は次のように構成さ
れている。すなわち、回転体(50)の下端面の中心部に上
方に向かって狭まったテーパ穴(図示略)が形成されて
いる。回転体(50)の下方に、昇降自在の昇降体(82)が設
けられており、昇降体(82)の上端面の中心部に下方に向
かって狭まったテーパ穴(図示略)が形成されている。
昇降体(82)のテーパ穴内に、その大端径よりも大きな直
径を有するボール(83)が配置されている。そして、昇降
体(82)と、回転体(50)および昇降体(82)のテーパ穴と、
ボール(83)とにより初期位置決め機構(57)が構成されて
いる。 【0038】このような構成において、停止状態の電力
貯蔵装置は、次のようにして運転状態にされる。 【0039】まず、真空チャンバ内を真空状態にした
後、初期位置決め機構(57)の昇降体(82)を上昇させるこ
とにより回転体(50)のアキシアル方向およびラジアル方
向の位置決めを行なう。また、磁気軸受部(54)(55)によ
っても回転体(50)のラジアル方向の位置決めを行なう。
このように回転体(50)が位置決めされたならば、冷却装
置により各中空部(72)(78)内に冷却流体を循環させて各
超電導体(73)(79)を冷却し、第2種超電導状態に保持す
る。すると、各超電導軸受部(52)(53)の永久磁石(64)(6
7)から発せられる磁束の多くが超電導体(73)(79)の内部
に侵入して拘束されることになる(ピンニング現象)。
ここで、各超電導体(73)(79)はその内部に常電導体粒子
が均一に混在されているため、超電導体(73)(79)内部へ
の侵入磁束の分布が一定となり、そのため、あたかも超
電導体(73)(79)に立設したピンに永久磁石(64)(67)が貫
かれたようになり、超電導体(73)(79)に対して永久磁石
(64)(67)とともに回転体(50)が拘束される。したがっ
て、回転体(50)は、きわめて安定的に浮上した状態でア
キシアル方向およびラジアル方向に支持されることにな
る。このとき、超電導体(73)(79)に侵入した磁束は、磁
束分布が回転軸心に対して均一で不変である限り、回転
を妨げる抵抗とならない。超電導体(73)(79)が冷却され
て第2種超電導状態になると、支持力が発生するので、
初期位置決め機構(57)の昇降体(82)を下降させて、これ
による支持をなくす。初期位置決め機構(57)による支持
がなくなると、回転体(50)は自重により若干下降して、
超電導軸受部(52)(53)の磁気力、つまり磁気反発力およ
びピン止め力と釣り合う位置に停止する。そして、回転
体(50)が電動機(56)により高速回転させられ、余剰電力
がフライホイール(51)の運動エネルギに変換されて貯蔵
される。 【0040】上記電力貯蔵装置において、第1超電導体
軸受部(52)の第1環状永久磁石部(62)では、フライホイ
ール(51)の立上がり部(61)の内周面に環状永久磁石(64)
が配置されているので、電動機(56)により回転体(50)を
高速回転させた場合にも、遠心力により永久磁石(64)が
破壊されるのが防止される。また、立上がり部(61)の外
周面がCFRP(複合繊維強化プラスチック)等で補強
されていれば、より効果的である。第1超電導軸受部
が、フライホイール(51)の立上がり部(61)の外周面に設
けられた第1環状永久磁石部と、その周囲に配置された
第1環状超電導体部とよりなり、第1環状永久磁石部
が、立上がり部に固定された環状永久磁石を備えている
と、電力貯蔵時に回転体(50)を高速回転させた場合、遠
心力により環状永久磁石が破壊されたり、立上がり部(6
1)から外れたりする。 【0041】図3〜図9は、電力貯蔵装置における超電
導軸受部の変形例を示す。以下の説明において、図2に
示すものと同一物および同一部分には同一符号を付して
重複する説明を省略する。なお、図3〜図9において
は、回転体、フライホイール、永久磁石および超電導体
のみを概略的に示している。 【0042】図3において、フライホイール(51)の水平
円板状部(60)の下方において固定部には、水平円環状永
久磁石(90)が配置されている。フライホイール(51)の水
平円板状部(60)に取付けられた各環状永久磁石(67)の下
端部は互いに同一極性の磁気を帯びており、水平円環状
永久磁石(90)の上端部は環状永久磁石(67)の下端部と同
一極性の磁気を帯びている。したがって、回転体(50)
は、永久磁石(90)(67)どうしの磁気反発力によってもア
キシアル方向に支持される。 【0043】図4において、フライホイール(51)の水平
円板状部(60)の上面に、回転体(50)と同心状に複数の環
状凹溝(91)が形成され、各環状凹溝(91)内に環状永久磁
石(92)が嵌められて固定されることにより環状永久磁石
部(93)が形成されている。また、フライホイール(51)の
立上がり部(61)に囲まれた部分において、固定部に回転
体(50)と同心状に環状超電導体部(94)が設けられてい
る。超電導体部(94)は、回転体(50)と同心状とされた肉
厚の大きな円筒状第2種超電導体(95)を備えている。そ
して、超電導体部(94)の外周面と立上がり部(61)の永久
磁石部(62)とにより第1の超電導軸受部(96)が形成さ
れ、超電導体部(94)の下面と水平円板状部(60)の永久磁
石部(93)とにより第2の超電導軸受部(97)が形成されて
いる。すなわち、超電導体(95)は、2つの超電導軸受部
(96)(97)の超電導体を兼ねている。 【0044】図5において、フライホイール(100) は水
平円板状部(101) とその周縁に一体に形成されかつ回転
体(50)と同心状とされた垂下部(102) とよりなる。フラ
イホイール(100) の水平円板状部(101) の上面に、回転
体(50)と同心状に複数の環状凹溝(103) が形成され、各
環状凹溝(103) 内に環状永久磁石(104) が嵌められて固
定されることにより第1の永久磁石部(111) が形成され
ている。また、垂下部(102) の内周面に上下方向に間隔
をおいて複数の環状凹溝(105) が形成され、各環状凹溝
(105) 内に環状永久磁石(106) が嵌められて固定される
ことにより第2の永久磁石部(112) が形成されている。
フライホイール(100) の水平円板状部(101) の上方にお
いて、固定部に環状超電導体部(107) が設けられてい
る。環状超電導体部(107) は水平円環状第2種超電導体
(108) を備えている。また、フライホイール(100) の垂
下部(102) に囲まれた部分において、固定部に回転体(5
0)と同心状に環状超電導体部(109) が設けられている。
超電導体部(109) は、回転体(50)と同心状とされた円筒
状第2種超電導体(110) を備えている。そして、第1永
久磁石部(111) と環状超電導体部(107) とにより第1の
超電導軸受部(113) が構成され、第2永久磁石部(112)
と環状超電導体部(109) とにより第2の超電導軸受部(1
14) が構成されている。 【0045】なお、図5において、フライホイール(10
0) の水平円板状部(101) の上方において、固定部に
は、超電導体(108) を備えた超電導体部(107) に代えて
水平円環状永久磁石が配置されることもある。この場
合、フライホイール(100) の水平円板状部(101) に取付
けられた各環状永久磁石(104) の上端部を互いに同一極
性の磁気を帯びたものとし、水平円環状永久磁石の下端
部を環状永久磁石(104) の上端部と異なった極性の磁気
を帯びたものとする。したがって、回転体(50)は、永久
磁石(104) どうしの磁気吸引力によってもアキシアル方
向に支持される。 【0046】図6において、フライホイール(100) の水
平円板状部(101) の下面に、回転体(50)と同心状に複数
の環状凹溝(115) が形成され、各環状凹溝(115) 内に環
状永久磁石(116) が嵌められて固定されることにより永
久磁石部(117) が形成されている。また、フライホイー
ル(100) の垂下部(102) に囲まれた部分において、固定
部に回転体(50)と同心状に環状超電導体部(118) が設け
られている。超電導体部(118) は、回転体(50)と同心状
とされた肉厚の大きな円筒状第2種超電導体(119) を備
えている。そして、超電導体部(118) の上面と水平円板
状部(101) の永久磁石部(117) とにより第1の超電導軸
受部(120) が形成され、超電導体部(118) の外周面と垂
下部(102) の永久磁石部(112) とにより第2の超電導軸
受部(121) が形成されている。すなわち、超電導体(11
9) は、2つの超電導軸受部(120)(121)の超電導体を兼
ねている。 【0047】図7において、フライホイール(125) は、
水平円板状部(126) と、高さの中央部が水平円板状部(1
26) の周縁に一体に形成されかつ回転体(50)と同心状と
された円筒状部(127) とよりなる。フライホイール(12
5) の水平円板状部(126) の上面に、回転体(50)と同心
状に複数の環状凹溝(128) が形成され、各環状凹溝(12
8) 内に環状永久磁石(129) が嵌められて固定されるこ
とにより永久磁石部(130)が形成されている。また、円
筒状部(127) の上半部および下半部の内周面に、それぞ
れ上下方向に間隔をおいて複数の環状凹溝(131)(132)が
形成され、各環状凹溝(131)(132)内に環状永久磁石(13
3)(134)が嵌められて固定されることにより永久磁石部
(135)(136)が形成されている。円筒状部(127) の下半部
に囲まれた部分において、固定部に回転体(50)と同心状
に環状超電導体部(137) が設けられている。超電導体部
(137) は、回転体(50)と同心状とされた円筒状第2種超
電導体(138) を備えている。そして、永久磁石部(136)
と超電導体部(137) とにより超電導軸受部(139) が構成
されている。また、フライホイール(125) の円筒状部(1
27) の上半部に囲まれた部分において、固定部に回転体
(50)と同心状に環状超電導体部(140) が設けられてい
る。超電導体部(140) は、回転体(50)と同心状とされた
肉厚の大きな円筒状第2種超電導体(141) を備えてい
る。そして、超電導体部(140) の下面と水平円板状部(1
26) の永久磁石部(130) とにより超電導軸受部(142) が
形成され、超電導体部(140) の外周面と円筒状部(127)
の上半部の永久磁石部(135) とにより超電導軸受部(14
3) が形成されている。すなわち、超電導体(141) は、
2つの超電導軸受部(142)(143)の超電導体を兼ねてい
る。 【0048】図8において、フライホイール(125) の水
平円板状部(126) の下面に、回転体(50)と同心状に複数
の環状凹溝(144) が形成され、各環状凹溝(144) 内に環
状永久磁石(145) が嵌められて固定されることにより永
久磁石部(146) が形成されている。円筒状部(127) の上
半部に囲まれた部分において、固定部に回転体(50)と同
心状に環状超電導体部(147) が設けられている。超電導
体部(147) は、回転体(50)と同心状とされた円筒状第2
種超電導体(148) を備えている。そして、永久磁石部(1
35) と超電導体部(147) とにより超電導軸受部(149) が
構成されている。また、フライホイール(125) の円筒状
部(127) の下半部に囲まれた部分において、固定部に回
転体(50)と同心状に環状超電導体部(150) が設けられて
いる。超電導体部(150) は、回転体(50)と同心状とされ
た肉厚の大きな円筒状第2種超電導体(151) を備えてい
る。そして、超電導体部(150) の上面と水平円板状部(1
26) の永久磁石部(146) とにより超電導軸受部(152) が
形成され、超電導体部(150) の外周面と円筒状部(127)
の下半部の永久磁石部(136) とにより超電導軸受部(15
3) が形成されている。すなわち、超電導体(151) は、
2つの超電導軸受部(152)(153)の超電導体を兼ねてい
る。 【0049】図9において、フライホイール(125) の水
平円板状部(126) の上下両面に、それぞれ回転体(50)と
同心状に複数の環状凹溝(128)(144)が形成され、各環状
凹溝(128)(144)内に環状永久磁石(129)(145)が嵌め入れ
られて固定されることにより永久磁石部(130)(146)が形
成されている。円筒状部(127) の上半部および下半部に
囲まれた部分において、それぞれ固定部に回転体(50)と
同心状に環状超電導体部(140)(150)が設けられている。
各超電導体部(140)(150)は、回転体(50)と同心状とされ
た肉厚の大きな円筒状第2種超電導体(141)(151)を備え
ている。そして、水平円板状部(126) の上下両面の永久
磁石部(130)(146)と超電導体部(140) の下面および超電
導体部(150) の上面とにより超電導軸受部(142)(152)が
構成されている。また、円筒状部(127) の上半部および
下半部の永久磁石部(135)(136)と各超電導体部(140)(15
0)の外周面とにより超電導軸受部(143)(153)が形成され
ている。すなわち、各超電導体(141)(151)は、2つの超
電導軸受部(142)(143)(152)(153)の超電導体を兼ねてい
る。 【0050】図2〜図9においては、フライホイールに
超電導軸受部を構成する永久磁石部が設けられている
が、さらに貯蔵エネルギを増加させるために、永久磁石
部が設けられているフライホイールとは別個に、回転体
にフライホイールが固定状に設けられていてもよい。ま
た、図2〜図9においては、フライホイールに超電導軸
受部を構成する永久磁石部が設けられているが、回転体
に、永久磁石部を設けるための部材とフライホイールと
が別々に固定状に設けられていてもよい。さらに、図
1、図2、図4、図6〜図9においては、回転体は、ラ
ジアル方向およびアキシアル方向のいずれの方向にも超
電導軸受部で支持されるようになっているが、両方向の
うちいずれかの方向には、永久磁石の磁気反発力や磁気
吸引力を用いた磁気軸受で支持されるようになっていて
もよい。 【0051】 【発明の効果】この発明の超電導軸受部の回転損失測定
方法によれば、上述のようにして、超電導軸受部の回転
損失を求めることができるので、超電導軸受部を備えた
実際の装置、たとえば電力貯蔵装置に組み込む前に、超
電導軸受部を構成する環状永久磁石部および環状超電導
体部の最適の仕様を決めることができる。したがって、
従来のように、超電導軸受部を備えた実際の装置、たと
えば電力貯蔵装置を、超電導軸受部を構成する環状永久
磁石部および環状超電導体部の仕様を種々変更して運転
する必要がないので、超電導軸受部を構成する環状永久
磁石部および環状超電導体部の最適の仕様を決める作業
が簡単になる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [0001] BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention
Electric power converted to kinetic energy of flywheel and stored
Rotation loss measurement of superconducting bearing part provided in storage device
MethodAbout. [0002] BACKGROUND OF THE INVENTION Electricity storage
As a device, the present applicant firstly describes a rotating body and a rotating body.
A flywheel provided on a fixed basis and a rotating body
Placed around the rotor and fixed part
Drive motor consisting of a fixed stator and a rotating body
An annular permanent magnet portion provided concentrically and fixedly;
An annular superconductor section arranged to face the permanent magnet section
A power storage device with a superconducting bearing
(See JP-A-4-370417). In such a power storage device, when a power failure occurs,
Kinetic energy stored in the flywheel
In order to remove the superconducting bearing efficiently,
It is necessary to reduce rolling loss. [0004] However, a rotation loss measuring device for a superconducting bearing portion is used.
At present, there is no device. Therefore, fly ho
Kinetic energy stored in eel as electrical energy
Annular permanent magnets in superconducting bearings for efficient extraction
To determine the optimal specifications for the stone and annular superconductor
Drive the actual power storage device and stop the motor
The kinetic energy stored in the flywheel is converted to electric energy
The work to be taken out as a hook
Various specifications of magnet and annular superconductor are changed
There is a need. As a result, the problem of troublesome work
is there. [0005] An object of the present invention is to solve the above-mentioned problem.
Rotation loss measurement of conductive bearingsMethodIs to provide. [0006] SUMMARY OF THE INVENTION A superconducting shaft according to the present invention
Rotation loss measurement of receiving partMethodIs concentric with the rotating body
Facing the annular permanent magnet and permanent magnet attached to
The ring superconductor attached to the fixed part
A superconducting bearing part, which is axially separated from the superconducting bearing part and
Rotation provided at two different height positions
Controls the position of the body in two orthogonal radial directions
Radial magnetic bearing part and rotating body against the fixed part
A magnet for floating in a non-contact state and a rotor provided on the rotating body
And fixed around the rotor
Drive motor consisting of a stator and rotating body
And a rotation speed sensor that detects the speed.Equipment
Method for measuring the rotational loss of the superconducting bearing.
And the magnet rotates the rotating body in a non-contact state to the fixed part.
After rotating, the rotating body is fixed by the radial magnetic bearing.
Determine the relative position in the radial direction with respect to the fixed part,
Activate the rotary drive motor to rotate the rotating body at a predetermined speed.
After rotating, stop the motor and rotate the rotating body freely.
The change in rotation speed at this time is detected by a rotation speed sensor.
Calculating a first rotational loss using the data;
On the other hand, the rotating body is kept in non-contact with the fixed part by the magnet.
After floating, the rotating body is
Determine the relative position in the radial direction with respect to the
To cool the superconductor in the annular superconductor part of the superconducting bearing
While maintaining the superconducting state, the rotary drive motor is activated.
After rotating the rotating body at the same speed as above,
Is stopped and the rotating body rotates freely, and the rotation speed at this time
Degree change is detected by the rotation speed sensor, and the data is used
Determining a second rotation loss, and a second rotation loss
Superconducting bearing part by reducing the first rotational loss from
Characterized by the rotation loss ofThings. [0007] [Function] It is configured as described above.Rotation loss measurement method
According to the above, the rotational loss of the superconducting bearing was measured as follows.
Is determined. That is, the rotating body is fixed to the fixed part by the magnet.
After floating in a non-contact state, the radial magnetic bearing
Position relative to the fixed part of the rotating body in the radial direction
Position, and then activate the rotary drive motor to
Is rotated at a predetermined rotation speed. Then the motor was stopped
And rotate the rotating body freely.
Detected by the rotation speed sensor, and the first
Find the rolling loss. On the other hand, a rotating body is fixed to a fixed portion by a magnet.
After floating in a non-contact state, the bearing
Radial position relative to fixed part of rotating body
And then superconductivity of the annular superconductor part of the superconducting bearing part
The body is cooled and kept in a superconducting state.
Activate the motive to rotate the rotating body at the same speed as above.
You. After that, stop the motor and rotate the rotating body freely.
The change in rotation speed at this time is detected by a rotation speed sensor.
Then, a second rotation loss is obtained using the data. Then, the second rotation loss is converted to the first rotation loss.
By reducing the loss, the rotational loss of the superconducting bearing
Can be [0010] Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
explain. FIG. 1 shows the present invention.Used in the method ofSuperconductivity
1 schematically shows the entire configuration of a rotation loss measuring device for a bearing unit. In FIG. 1, the rotation loss of the superconducting bearing is measured.
The setting device consists of a vertical shaft-shaped rotating body (1) and a
Conductive bearing (2) and axial superconducting bearing (3)
And the two superconducting bearings (2) and (3)
Rotating body provided at two different height positions
Controls two radial positions orthogonal to each other in (1)
The radial magnetic bearings (4) and (5) and the rotating body (1)
Permanent magnet that floats in a non-contact state with a fixed part not shown
Between stone (6) (7) and two radial magnetic bearings (4) (5)
Rotor (8) and fixed part provided on the rotating body (1)
And a stator arranged around the rotor (8)
(9) Rotary drive motor (10) and rotating body (1)
A rotation speed sensor (11) for detecting a rotation speed. The upper and lower portions of the rotating body (1) are fixed to the rotating body (not shown).
Touch-down bearings (12) and (13) are located between
Have been. Lower than the lower touchdown bearing (13)
At the height position, a horizontal annular plate (14) around the rotating body (1)
Are provided in a fixed manner. Then, the rotation speed sensor (1
1) is to detect the rotation speed of the horizontal annular plate (14).
It is arranged below the annular plate (14). For mounting a permanent magnet on the upper end of the rotating body (1)
The horizontal disk (15) is detachably fixed. Horizontal disk
A rising wall (16) is formed integrally with the periphery of (15).
On the inner surface of the rising wall (16) of the horizontal disk (15), the rotating body (1)
The first annular permanent magnet (17) is detachably mounted concentrically with
Have been killed. The annular permanent magnet part (17) is made of, for example, copper.
And is detachably fixed to the inner peripheral surface of the rising wall (16).
A vertical cylindrical body (18). Of vertical cylindrical body (18)
The lower end is integrally formed with an inward flange (19).
Inside the vertical cylinder (18), on the inward flange (19)
A plurality of annular permanent magnets (20) are raised via an annular spacer (21).
Arranged downward and fixed to vertical cylindrical body (18)
Have been. The lower surface of the horizontal disk (15) is concentric with the rotating body (1).
The second annular permanent magnet portion (22) is detachably mounted
ing. The annular permanent magnet part (22) is made of, for example, copper.
Horizontal ring detachably fixed to the lower surface of the horizontal disk (15)
The lower surface of the horizontal annular plate (23) having the
A plurality of annular grooves (24) are formed concentrically with the rolling element (1).
In each of these grooves (24), an annular permanent magnet (25) is provided.
Fitted and fixed. A first annular superconductor is attached to a fixing portion (not shown).
The part (26) is detachable so that it is concentric with the rotating body (1).
Installed. The first annular superconductor portion (26) has an annular shape.
Of the horizontal part (27) and the inner peripheral edge of the horizontal part (27).
A vertical portion that extends and faces the first annular permanent magnet portion (17)
(28). Of the toroid (29)
An annular hollow portion (30) is formed in the vertical portion (28), in which the vertical hollow portion is formed.
A cylindrical type 2 superconductor (31) is arranged. Ring (2
9), the cooling flow is connected so as to communicate with the hollow part (30) inside.
The body supply pipe (32) and the discharge pipe (33) are connected. cold
The cooling fluid supply pipe (32) and the discharge pipe (33)
It is connected to a cooling device or the like via a temperature control unit.
Then, the cooling fluid supply pipe (32) and the hollow portion (3
0) and the cooling fluid discharge pipe (33), for example, liquid nitrogen
Cooling fluid consisting of element is circulated, filling the hollow part (30).
The superconductor (31) is cooled by the applied cooling fluid. Further, below the second annular permanent magnet portion (22),
In addition, a second annular superconductor portion (3
4) is detachably mounted so that it is concentric with the rotating body (1).
Have been killed. The second annular superconductor portion (34) has a horizontal annular shape.
It has a body (35). Annular hollow part (36) in horizontal annular body (35)
Is formed, and a horizontal annular type 2 superconductor (37) is formed therein.
Are located. Annular body (35), internal hollow part (36)
The cooling fluid supply pipe (38) and the discharge pipe so as to communicate with the
(39) is connected. Cooling fluid supply pipe (38) and drain
The outlet pipe (39) is cooled via a temperature control unit (not shown).
It is connected to devices and the like. And cooled by the cooling device
Fluid supply pipe (38), hollow part (36) and cooling fluid discharge pipe (39)
Circulates a cooling fluid, for example, consisting of liquid nitrogen.
Is superposed by the cooling fluid filled in the hollow part (36).
The conductor (37) is cooled. Then, the first annular permanent magnet portion (17) and the first
Radial superconducting bearing with the annular superconductor part (26)
A second annular permanent magnet section (22) and a second annular permanent magnet section (22).
Axial superconducting bearing with annular superconductor section (34)
The unit (3) is configured. The two radiuses of the rotating body (1) which are orthogonal to each other
If the axes extending in the direction of the axis are the X axis and the Y axis,
The radial magnetic bearings (4) and (5) are
A magnetic bearing (A) and a control-type magnetic bearing in the Y-axis (B)
Consisting of The magnetic bearings (A) and (B) of both magnetic bearings (4) and (5)
Aspirate the rotating body (1) from both sides on the X and Y axes respectively
(A1) (A2) (A3) (A4) (B
1) (B2), (B3) and (B4) are provided. Electromagnet (A1)-(A4) (B1)-
In the vicinity of (B4), one radial displacement sensor
(X1) (X2) (X3) (X4) (Y1) (Y2) (Y3) (Y4)
You. In each magnetic bearing (A) (B), two displacement sensors (X1) (X
2) (X3) (X4) sandwiches the rotating body (1) from both sides in the X-axis direction,
The displacement of the rotating body (1) in this portion in the X-axis direction is detected. Remaining
The two displacement sensors (Y1) (Y2) (Y3) (Y4) are the rotating body (1)
Are sandwiched from both sides in the Y-axis direction, and the Y
Detects axial displacement. Below the rotating body (1), an elevating body (4)
0) is provided. The lower surface of the rotating body (1) and the lifting body (4
The permanent magnets (6) and (7) are
You. The lower end of the permanent magnet (6) attached to the rotating body (1),
Same as the upper end of the permanent magnet (7) attached to the lifting body (40)
Polarized magnetism. Then, lift the lifting body (40)
The magnetic repulsion of the two permanent magnets (6) and (7)
The rotating body (1) floats with respect to the fixed part
Swelling. Next, the rotational loss of the superconducting bearing is measured.
The method will be described. First, the lifting body (40) is raised.
And two permanent magnets (6), a rotating body (1) and a lifting body (40)
The rotating body (1) is moved against the fixed part by the magnetic repulsion of (7).
Two radial magnetic axes after levitating in a non-contact state
Radial to fixed part of rotating body (1) by receiving parts (4) (5)
Determine the relative position of the directions. Next, the electric motor for rotary drive
Activate (10) to rotate the rotating body (1) at the specified speed.
You. After that, stop the motor (10) and free the rotating body (1).
Rotate and change the rotation speed at this time.
1) and use the data to determine the first rotational loss
You. In the same manner as described above, the rotating body (1) is fixed.
After floating in a non-contact state against the fixed part, two radius
The magnetic bearings (4) and (5) of the rotating
The relative position in the radial direction. Then, Raji
The first annular superconductor part (26) of the Al-direction superconducting bearing part (2)
And the second annular superconducting part of the axial superconducting bearing part (3)
Hollow part (30) (36) of annular body (29) (35) in conductor part (34)
A cooling fluid is circulated inside each
(31) (37) is cooled to the type 2 superconducting state, and in this state
Hold. Furthermore, the rotation drive motor (10) is operated.
The rotating body (1) is rotated at the same speed as above. afterwards,
Stop the motor (10) and rotate the rotating body (1) freely.
The rotation speed change at the time of is detected by the rotation speed sensor (11),
A second rotation loss is obtained using the data. Then, from the second rotation loss to the first rotation loss,
Loss of superconducting bearings (2) and (3)
Is required. In the above embodiment, the radial superconductivity
In the first annular permanent magnet part (17) of the body bearing part (2), a horizontal disk
Vertical cylindrical shape fixed to the inner peripheral surface of the rising wall (16) of (15)
An annular permanent magnet (20) is arranged on the inner peripheral surface of the body (18).
In measuring rotation loss, the motor (10)
Even when (1) is rotated at high speed, the permanent magnet
(20) is prevented from being destroyed. Radial superconductivity
The bearing (2) is mounted on the rising wall (16) of the horizontal disk (15)
The first annular permanent magnet portion and the second annular permanent magnet portion
A first annular permanent magnet portion,
Outside the vertical cylindrical body fixed to the outer peripheral surface of the rising wall (16)
With an annular permanent magnet arranged on the peripheral surface, rotation loss
If the rotating body (1) is rotated at high speed when measuring loss, centrifugal force
Can destroy permanent magnets,
Or come off. In the above embodiment, the elevating body (40) is also
A permanent magnet (7) is attached.
May be attached. FIG. 2 shows the rotation loss measurement of the present invention.MethodBy
Power Storage Using Superconducting Bearings with Measured Rotational Loss
The device is shown. In FIG. 2, the power storage device is not shown.
Vertical rotating body (50) placed in a vacuum chamber
And a non-fixedly provided intermediate portion at the height of the rotating body (50).
Flywheel (51) made of magnetic material, fixed not shown
The first and the first provided between the section and the flywheel (51)
A second two superconducting bearings (52) (53) and a flywheel
A rotating body (50) provided above and below (51), respectively.
The position of two radial directions perpendicular to each other
High-speed radial bearings (54) and (55) and rotating body (50)
Rotary drive motor such as high frequency motor to rotate (56)
And radial to the fixed part of the rotating body (50) at the start of operation
Initial positioning to determine the direction and axial position
Between the upper and lower ends of the rotating mechanism (50) and the fixed part.
Touch-down bearings (58) and (59)
I have. The flywheel (51) is provided with a horizontal disc-shaped portion (60).
And formed integrally with the rotating body (50) concentrically around its periphery
It consists of a cylindrical rising part (61),
A first annular permanent magnet (6) is formed concentrically with the rotating body (50) on the inner peripheral surface.
2) is provided. The first annular permanent magnet portion (62)
On the inner peripheral surface of the rising portion (61) of the wheel (51)
A plurality of annular grooves (63) are formed at intervals, and each annular groove (63) is formed.
The annular permanent magnet (64) is fitted and fixed in the groove (63).
Are formed. The horizontal disc-shaped portion (60) of the flywheel (51)
On the lower surface, the second annular permanent magnet portion (6) is concentric with the rotating body (50).
5) is provided. The second annular permanent magnet part (65)
Rotating body (50) on the lower surface of the horizontal disk-shaped part (60) of the wheel (51)
A plurality of annular grooves (66) are formed concentrically with the respective annular grooves.
An annular permanent magnet (67) is fitted and fixed in (66).
Is formed. First and second annular permanent magnet portions
The annular permanent magnets of (62) and (65) respectively rotate the rotating body (50).
To prevent the magnetic flux distribution around the axis from changing due to rotation
Is provided. A first annular superconductor is attached to a fixing portion (not shown).
The part (68) is provided so as to be concentric with the rotating body (50).
I have. The first annular superconductor portion (68) includes an annular horizontal portion (69).
And extend downward along with the inner peripheral edge of the horizontal portion (69), and
A vertical portion (70) opposed to the one annular permanent magnet portion (62);
And an annular body (71). At the vertical part (70) of the annular body (71)
An annular hollow portion (72) is formed, in which a vertical cylindrical second type is formed.
A superconductor (73) is arranged. Ring (71), of which
Cooling fluid supply pipe (74) so as to communicate with the hollow part (72)
And the discharge pipe (75) are connected. Cooling fluid supply pipe
(74) and the discharge pipe (75) are connected to a temperature control unit (not shown).
Connected to a cooling device or the like via a port. And cooling
Cooling fluid supply pipe (74), hollow part (72) and cooling
Via the fluid discharge pipe (75), for example,
Cooling fluid is circulated and filled in the hollow part (72)
The superconductor (73) is cooled by the fluid. Further, below the second annular permanent magnet portion (65),
In addition, a second annular superconductor portion (7
6) is provided so as to be concentric with the rotating body (50).
You. The second annular superconductor section (76) has a horizontal annular body (77).
I have. An annular hollow part (78) is formed in the horizontal annular body (77).
A horizontal annular type 2 superconductor (79) is placed in this
ing. The annular body (77) communicates with the hollow part (78) inside
The cooling fluid supply pipe (80) and the discharge pipe (81)
Has been continued. Cooling fluid supply pipe (80) and discharge pipe (81)
Is connected to a cooling device via a temperature control unit (not shown).
It is connected. Then, the cooling fluid is supplied by the cooling device.
Via pipe (80), hollow (78) and cooling fluid discharge pipe (81)
The cooling fluid, for example, composed of liquid nitrogen
The superconductor by the cooling fluid filled in the hollow part (78).
(79) is cooled. The first and second annular superconductor portions (68) and (76)
Type 2 superconductors (73) and (79) are made of yttrium-based
Conductor, eg YBaTwoCuThreeO7-xConsisting of bulk
Of normal conducting particles (YTwoBa1Cu1) Uniformly mixed
Environment in which a type 2 superconducting state appears
Under the magnetic flux from the permanent magnets (64, 67)
Has the property of restricting And both superconductivity
In the bodies (73) and (79), the magnetic flux of the permanent magnets (64) and (67) is
At a distance where the rotor (50) rotates.
Is located at a position where the distribution of the penetrating magnetic flux does not change.
You. Then, the first annular permanent magnet portion (62) and the first
The first superconducting bearing portion (52) by the annular superconducting portion (68)
And a second annular permanent magnet portion (65) and a second annular super magnet.
The second superconducting bearing portion (53) is constituted by the conductor portion (76).
Have been. Two radials orthogonal to each other of the rotating body (50)
If the axes extending in the direction of the axis are the X axis and the Y axis,
The radial magnetic bearings (54) and (55) are
Control type magnetic bearing (A) and Y axis direction control type magnetic bearing (B)
And Magnetic bearings (A) (B) of both magnetic bearings (54) (55)
Indicates that the rotating body (50) is on both sides on the X axis and the Y axis, respectively.
(A1) (A2) (A3)
(A4), (B1), (B2), (B3) and (B4). Electromagnet (A1)-(A4)
In the vicinity of (B1) to (B4), one radial direction change
Position sensors (X1) (X2) (X3) (X4) (Y1) (Y2) (Y3) (Y4)
ing. In each magnetic bearing (A) (B), two displacement sensors (X
1) (X2) (X3) (X4) sandwich the rotating body (50) from both sides in the X-axis direction.
The displacement of the rotating body (50) in this part in the X-axis direction is detected.
You. The remaining two displacement sensors (Y1) (Y2) (Y3) (Y4)
The body (50) is sandwiched from both sides in the Y-axis direction, and the rotating body (5
The displacement in the Y-axis direction 0) is detected. The rotary drive motor (56) is a flywheel.
In the part surrounded by the rising part (61) of (51), the rotating body (5
0) and the rotor (84)
A stator (85) arranged around the motor (84). The initial positioning mechanism (57) is configured as follows.
Have been. That is, the rotation body (50)
A tapered hole (not shown) narrowed toward
I have. An elevating body (82) is provided below the rotating body (50).
And is directed downward at the center of the upper end surface of the lifting body (82).
A narrowed tapered hole (not shown) is formed.
In the tapered hole of the elevating body (82), insert a vertical
A ball (83) having a diameter is arranged. And going up and down
Body (82), and a tapered hole of the rotating body (50) and the elevating body (82),
The ball (83) constitutes the initial positioning mechanism (57)
I have. In such a configuration, the power in the stopped state
The storage device is put into operation as follows. First, the vacuum chamber was evacuated.
Then, the lifting body (82) of the initial positioning mechanism (57) is raised.
Axial and radial directions of the rotating body (50)
Direction positioning. The magnetic bearings (54) and (55)
Even in this case, the rotary body (50) is positioned in the radial direction.
Once the rotating body (50) is positioned in this way, the cooling device
The cooling fluid is circulated through each hollow part (72) (78)
Cool the superconductors (73) and (79) and maintain them in the second class superconducting state
You. Then, the permanent magnets (64) (6) of each superconducting bearing (52) (53)
Most of the magnetic flux emitted from (7) is inside the superconductors (73) (79)
And is constrained (pinning phenomenon).
Here, each superconductor (73) (79) has normal conductor particles inside.
Into the superconductors (73) and (79) because
The distribution of the invading magnetic flux is constant, so that
Permanent magnets (64) and (67) penetrate the pins erected on conductors (73) and (79).
The superconductors (73) and (79) have permanent magnets
The rotating body (50) is restrained together with (64) and (67). Accordingly
The rotating body (50) floats in a very stable
Will be supported in the axial and radial directions.
You. At this time, the magnetic flux that has entered the superconductors (73) (79)
As long as the flux distribution is uniform and invariant with respect to the rotation axis,
It does not become a resistance to hinder. The superconductors (73) (79) are cooled
In the second superconducting state, a supporting force is generated,
Lower the elevating body (82) of the initial positioning mechanism (57), and
Eliminate support by Support by initial positioning mechanism (57)
When there is no more, the rotating body (50) descends slightly due to its own weight,
The magnetic force of the superconducting bearings (52) (53),
Stop at a position that balances the pinning force. And rotation
The body (50) is rotated at high speed by the motor (56),
Is converted to kinetic energy of the flywheel (51) and stored
Is done. In the above power storage device, the first superconductor
In the first annular permanent magnet portion (62) of the bearing portion (52), a flywheel is provided.
Annular permanent magnet (64) on the inner peripheral surface of the rising portion (61) of the
Are arranged, so that the rotating body (50) is
Even when rotating at high speed, the permanent magnet (64)
It is prevented from being destroyed. Also, outside the rising part (61)
The peripheral surface is reinforced with CFRP (composite fiber reinforced plastic) etc.
It is more effective if done. First superconducting bearing
Is installed on the outer peripheral surface of the rising portion (61) of the flywheel (51).
The first annular permanent magnet portion which is
A first annular permanent magnet portion comprising a first annular superconductor portion;
Has an annular permanent magnet fixed to the rising part
When the rotating body (50) is rotated at high speed during power storage,
The ring-shaped permanent magnet may be destroyed by the
Or deviate from 1). FIG. 3 to FIG. 9 show super electric power in a power storage device.
7 shows a modification of the guide bearing portion. In the following description, FIG.
The same components and parts as those shown
A duplicate description will be omitted. 3 to 9.
Is a rotating body, flywheel, permanent magnet and superconductor
Only the schematic is shown. In FIG. 3, the horizontal direction of the flywheel (51)
Below the disk-shaped part (60), the fixed part
A permanent magnet (90) is arranged. Flywheel (51) water
Below each annular permanent magnet (67) mounted on the flat disk (60)
The ends are magnetized with the same polarity and are horizontally annular.
The upper end of the permanent magnet (90) is the same as the lower end of the annular permanent magnet (67).
It has unipolar magnetism. Therefore, the rotating body (50)
Is also caused by the magnetic repulsion between the permanent magnets (90) and (67).
Supported in the axial direction. In FIG. 4, the horizontal direction of the flywheel (51)
On the upper surface of the disk-shaped portion (60), a plurality of rings are concentrically arranged with the rotating body (50).
An annular groove (91) is formed, and an annular permanent magnet is formed in each annular groove (91).
A stone (92) is fitted and fixed to form a ring-shaped permanent magnet.
A part (93) is formed. Also, the flywheel (51)
Rotate to the fixed part in the part surrounded by the rising part (61)
An annular superconductor portion (94) is provided concentrically with the body (50).
You. The superconductor portion (94) is made of meat concentric with the rotating body (50).
A thick second cylindrical superconductor (95) is provided. So
Then, the outer peripheral surface of the superconductor portion (94) and the
The first superconducting bearing portion (96) is formed by the magnet portion (62).
The permanent magnet between the lower surface of the superconductor part (94) and the horizontal disc-shaped part (60)
The stone portion (93) forms the second superconducting bearing portion (97).
I have. That is, the superconductor (95) is composed of two superconducting bearings.
(96) Also serves as the superconductor of (97). In FIG. 5, the flywheel (100) is
The flat disk-shaped part (101) and its periphery are integrally formed and rotated
It consists of a hanging part (102) concentric with the body (50). Hula
On the upper surface of the horizontal disk-shaped part (101) of the wheel (100).
A plurality of annular grooves (103) are formed concentrically with the body (50).
An annular permanent magnet (104) is fitted into the annular groove (103) and fixed.
The first permanent magnet part (111) is formed by the
ing. Also, a vertical space is provided on the inner peripheral surface of the hanging part (102).
A plurality of annular grooves (105) are formed at
An annular permanent magnet (106) is fitted and fixed in (105)
Thereby, the second permanent magnet portion (112) is formed.
Above the horizontal disk (101) of the flywheel (100)
And an annular superconductor section (107) is provided in the fixed section.
You. The annular superconductor part (107) is a horizontal annular second-class superconductor
(108). Also, the flywheel (100)
In the part surrounded by the lower part (102), the rotating body (5
An annular superconductor portion (109) is provided concentrically with (0).
The superconductor part (109) is a cylinder concentric with the rotating body (50).
A second type superconductor (110). And the first
The first magnet part (111) and the annular superconductor part (107)
A superconducting bearing part (113) is formed, and a second permanent magnet part (112) is formed.
And a second superconducting bearing (1)
14) is configured. In FIG. 5, the flywheel (10
Above the horizontal disk-shaped part (101)
Replaces the superconductor section (107) with the superconductor (108).
A horizontal annular permanent magnet may be arranged. This place
To the flywheel (100) on the horizontal disc (101)
The upper end of each of the annular permanent magnets (104)
The lower end of a horizontal annular permanent magnet
The magnetic part has a different polarity from the upper end of the annular permanent magnet (104).
Shall be taken. Therefore, the rotating body (50) is
Magnets (104)
It is supported in the direction. In FIG. 6, the water of the flywheel (100)
On the lower surface of the flat disk-shaped part (101), a plurality of concentric
Annular grooves (115) are formed, and a ring is formed in each annular groove (115).
The permanent magnet (116) is fitted and fixed
A permanent magnet portion (117) is formed. Also flywheel
In the area surrounded by the hanging part (102) of the
An annular superconductor (118) is provided concentrically with the rotating body (50).
Have been. Superconductor (118) is concentric with rotating body (50)
A large-sized cylindrical second-class superconductor (119)
I have. Then, the upper surface of the superconductor section (118) and the horizontal disk
The first superconducting shaft is formed by the permanent magnet portion (117) of the shape portion (101).
A receiving portion (120) is formed, and is perpendicular to the outer peripheral surface of the superconductor portion (118).
The second superconducting shaft is formed by the permanent magnet portion (112) of the lower portion (102).
A receiving portion (121) is formed. That is, the superconductor (11
9) serves as the superconductor for the two superconducting bearings (120) and (121).
I'm sleeping. In FIG. 7, the flywheel (125)
The horizontal disk part (126) and the center part of the height are horizontal disk parts (1
26) and formed concentrically with the rotating body (50)
And a cylindrical portion (127). Flywheel (12
5) Concentric with the rotating body (50) on the upper surface of the horizontal disk-shaped part (126)
A plurality of annular grooves (128) are formed in a
8) Make sure that the ring-shaped permanent magnet (129) is
Thus, a permanent magnet portion (130) is formed. Also the yen
On the inner peripheral surface of the upper half and lower half of the cylindrical part (127),
A plurality of annular grooves (131) and (132) are
The annular permanent magnet (13) is formed in each annular groove (131) (132).
3) The permanent magnet part is
(135) and (136) are formed. Lower half of cylindrical part (127)
In the part surrounded by, the fixed part is concentric with the rotating body (50)
An annular superconductor portion (137) is provided at the bottom. Superconductor section
(137) is a cylindrical type 2 superconcentric with the rotating body (50).
A conductor (138) is provided. And the permanent magnet part (136)
And superconductor section (137) constitute superconducting bearing section (139)
Have been. Also, the cylindrical part (1
27) In the part surrounded by the upper half of
An annular superconductor section (140) is provided concentrically with (50).
You. Superconductor part (140) is concentric with rotating body (50)
It is provided with a thick cylindrical second-class superconductor (141).
You. Then, the lower surface of the superconductor section (140) and the horizontal disc-shaped section (1
The superconducting bearing (142) is formed by the permanent magnet (130) of (26).
The outer peripheral surface of the superconductor part (140) and the cylindrical part (127)
The superconducting bearing (14)
3) is formed. That is, the superconductor (141) is
Also serves as the superconductor for the two superconducting bearings (142, 143)
You. In FIG. 8, the water of the flywheel (125)
On the lower surface of the flat disk-shaped part (126), a plurality of concentric
Annular grooves (144) are formed, and a ring is formed in each annular groove (144).
The permanent magnet (145) is fitted and fixed
A permanent magnet portion (146) is formed. Above cylindrical part (127)
In the part surrounded by the half, the fixed part is the same as the rotating body (50).
An annular superconductor portion (147) is provided in a core shape. Superconductivity
The body part (147) has a cylindrical second shape concentric with the rotating body (50).
A seed superconductor (148). Then, the permanent magnet part (1
The superconducting bearing (149) is formed by the superconductor (147) and the superconductor (147).
It is configured. Also, the flywheel (125)
Around the lower part of the part (127)
An annular superconductor section (150) is provided concentrically with the rolling element (50).
I have. The superconductor (150) is concentric with the rotating body (50).
A thick cylindrical second-class superconductor (151).
You. Then, the upper surface of the superconductor part (150) and the horizontal disk-shaped part (1
The superconducting bearing (152) is formed by the permanent magnet (146) of (26).
The outer peripheral surface of the superconductor part (150) and the cylindrical part (127)
The superconducting bearing (15
3) is formed. That is, the superconductor (151) is
Also serves as the superconductor of the two superconducting bearings (152, 153)
You. In FIG. 9, the water of the flywheel (125)
On both upper and lower surfaces of the flat disk-shaped part (126),
A plurality of annular grooves (128) and (144) are formed concentrically, and each annular groove is formed.
The annular permanent magnets (129) and (145) are fitted into the grooves (128) and (144).
The permanent magnets (130) and (146) are shaped
Has been established. In the upper half and lower half of the cylindrical part (127)
In the enclosed part, the rotating body (50) is
The annular superconductor portions (140) and (150) are provided concentrically.
Each superconductor section (140) (150) is concentric with the rotating body (50).
Equipped with thick cylindrical second-class superconductors (141) and (151)
ing. Then, the upper and lower surfaces of the horizontal disc
The lower surfaces of the magnets (130) and (146) and the superconductor (140) and the superconductor
The superconducting bearings (142) and (152) are formed by the upper surface of the conductor (150).
It is configured. Also, the upper half of the cylindrical portion (127) and
The lower permanent magnet part (135) (136) and each superconductor part (140) (15
The superconducting bearing portions (143) and (153) are formed by the outer peripheral surface of (0).
ing. That is, each superconductor (141) (151)
Also serves as superconductor for conductive bearings (142) (143) (152) (153)
You. In FIGS. 2 to 9, the flywheel
A permanent magnet part that constitutes the superconducting bearing part is provided
However, to further increase the stored energy, permanent magnets
The rotating body is separate from the flywheel where the
The flywheel may be fixedly provided. Ma
Also, in FIGS. 2 to 9, the flywheel has a superconducting shaft.
Although a permanent magnet part constituting the receiving part is provided,
In addition, a member for providing a permanent magnet portion and a flywheel
May be separately provided in a fixed manner. Furthermore, the figure
1, 2, 4, and 6 to 9, the rotating body is
Super in both the radial and axial directions
It is designed to be supported by conductive bearings,
In either direction, the magnetic repulsion of the permanent magnet or the magnetic
It is supported by magnetic bearings using attractive force
Is also good. [0051] The rotation loss of the superconducting bearing of the present invention is measured.
MethodAccording to the above, as described above, the rotation of the superconducting bearing portion
The superconducting bearing is provided because the loss can be determined.
Before incorporating it into a real device, for example, a power storage device,
Annular permanent magnet part and annular superconductivity constituting the conductive bearing part
The optimal specification of the body can be determined. Therefore,
An actual device equipped with a superconducting bearing as in the past,
For example, the power storage device can be replaced by a ring-shaped permanent
Operation with various specifications of magnet and annular superconductor
It is not necessary to use a ring-shaped permanent
Work to determine the optimal specifications for the magnet and annular superconductor
Becomes easier.

【図面の簡単な説明】 【図1】この発明の方法に用いられる超電導軸受部の回
転損失測定装置の全体構成を概略的に示す斜視図であ
る。 【図2】この発明による方法で回転損失を測定した超電
導軸受部を備えた電力貯蔵装置の全体構成を概略的に示
す斜視図である。 【図3】電力貯蔵装置の超電導軸受部の第1の変形例を
概略的に示す部分垂直断面図である。 【図4】電力貯蔵装置の超電導軸受部の第2の変形例を
概略的に示す部分垂直断面図である。 【図5】電力貯蔵装置の超電導軸受部の第3の変形例を
概略的に示す部分垂直断面図である。 【図6】電力貯蔵装置の超電導軸受部の第4の変形例を
概略的に示す部分垂直断面図である。 【図7】電力貯蔵装置の超電導軸受部の第5の変形例を
概略的に示す部分垂直断面図である。 【図8】電力貯蔵装置の超電導軸受部の第6の変形例を
概略的に示す部分垂直断面図である。 【図9】電力貯蔵装置の超電導軸受部の第7の変形例を
概略的に示す部分垂直断面図である。 【符号の説明】 (1) 回転体 (2) ラジアル方向超電導軸受部 (3) アキシアル方向超電導軸受部 (4) ラジアル方向磁気軸受部 (5) ラジアル方向磁気軸受部 (6) 永久磁石 (7) 永久磁石 (8) ロータ (9) ステータ (10) 回転駆動用電動機 (11) 回転速度センサ (17) 第1の環状永久磁石部 (22) 第2の環状永久磁石部 (26) 第1の環状超電導体部 (34) 第2の環状超電導体部
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view schematically showing an entire configuration of a rotation loss measuring device for a superconducting bearing used in a method of the present invention. FIG. 2 is a perspective view schematically showing an overall configuration of a power storage device including a superconducting bearing portion whose rotation loss has been measured by the method according to the present invention. FIG. 3 is a partial vertical sectional view schematically showing a first modification of a superconducting bearing portion of the power storage device. FIG. 4 is a partial vertical sectional view schematically showing a second modification of the superconducting bearing of the power storage device. FIG. 5 is a partial vertical sectional view schematically showing a third modification of the superconducting bearing of the power storage device. FIG. 6 is a partial vertical sectional view schematically showing a fourth modification of the superconducting bearing of the power storage device. FIG. 7 is a partial vertical sectional view schematically showing a fifth modification of the superconducting bearing of the power storage device. FIG. 8 is a partial vertical sectional view schematically showing a sixth modification of the superconducting bearing of the power storage device. FIG. 9 is a partial vertical sectional view schematically showing a seventh modification of the superconducting bearing of the power storage device. [Description of References] (1) Rotating body (2) Radial superconducting bearing (3) Axial superconducting bearing (4) Radial magnetic bearing (5) Radial magnetic bearing (6) Permanent magnet (7) Permanent magnet (8) Rotor (9) Stator (10) Rotary drive motor (11) Rotation speed sensor (17) First annular permanent magnet section (22) Second annular permanent magnet section (26) First annular Superconductor section (34) Second annular superconductor section

フロントページの続き (72)発明者 高畑 良一 大阪市中央区南船場三丁目5番8号 光 洋精工株式会社内 (72)発明者 宮川 裕豊 大阪市中央区南船場三丁目5番8号 光 洋精工株式会社内 (56)参考文献 特開 平6−129427(JP,A) 特開 平4−272507(JP,A) 特開 平6−81841(JP,A) 特開 平5−10328(JP,A) 実開 平2−101124(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01L 3/26 F16C 32/04 Continuation of the front page (72) Ryoichi Takahata 3-5-8 Minamisenba, Chuo-ku, Osaka-shi Koyo Seiko Co., Ltd. (72) Inventor Hirotoyo Miyagawa 3-5-8 Minamisenba, Chuo-ku, Osaka-shi Koyo Seiko JP-A-6-129427 (JP, A) JP-A-4-272507 (JP, A) JP-A-6-81841 (JP, A) JP-A-5-10328 (JP, A A) Hikaru Hei 2-101124 (JP, U) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) G01L 3/26 F16C 32/04

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 回転体と、回転体に同心状に取付けられ
た環状永久磁石部および永久磁石部と対向するように固
定部に取付けられた環状超電導体部よりなる超電導軸受
部と、超電導軸受部と軸方向に離隔しかつ互いに異なる
2つの高さ位置にそれぞれ設けられて回転体の互いに直
交する2つのラジアル方向の位置を制御するラジアル方
向磁気軸受部と、回転体を固定部に対して非接触状態に
浮上させる磁石と、回転体に設けられたロータおよび固
定部に設けられてロータの周囲に配置されたステータよ
りなる回転駆動用電動機と、回転体の回転速度を検出す
る回転速度センサとを備えている装置において、超電導
軸受部の回転損失を測定する方法であって、 磁石により回転体を固定部に対して非接触状態で浮上さ
せた後、ラジアル方向磁気軸受部により回転体の固定部
に対するラジアル方向の相対的位置を決め、ついで回転
駆動用電動機を作動させて回転体を所定の回転数で回転
させた後、電動機を停止させて回転体を自由回転させ、
このときの回転速度変化を回転速度センサで検出し、そ
のデータを用いて第1の回転損失を求めること、 一方、磁石により回転体を固定部に対して非接触状態で
浮上させた後、ラジアル方向磁気軸受部により回転体の
固定部に対するラジアル方向の相対的位置を決め、つい
で超電導軸受部の環状超電導体部の超電導体を冷却して
超電導状態に保持し、さらに回転駆動用電動機を作動さ
せて回転体を上記と同じ回転数で回転させた後、電動機
を停止させて回転体を自由回転させ、このときの回転速
度変化を回転速度センサで検出し、そのデータを用いて
第2の回転損失を求めること、 ならびに第2の回転損失から第1の回転損失を減ずるこ
とにより、超電導軸受部の回転損失が求めることを特徴
とする超電導軸受部の回転損失測定方法。
(57) [Claim 1] A rotating body, an annular permanent magnet portion concentrically attached to the rotating body, and an annular superconductor portion attached to the fixed portion so as to face the permanent magnet portion. A superconducting bearing portion comprising: a superconducting bearing portion; and a radial magnetic bearing portion which is provided at two different height positions axially separated from the superconducting bearing portion and controls two mutually orthogonal radial positions of the rotating body. A magnet for floating the rotating body in a non-contact state with respect to the fixed portion, a rotation driving motor including a rotor provided on the rotating body and a stator provided on the fixed portion and arranged around the rotor, and a rotating body. A rotational speed sensor for detecting the rotational speed of the
A method for measuring the rotational loss of a bearing, in which a rotating body is lifted up in a non-contact state with a fixed part by a magnet.
After that, the fixed part of the rotating body is
Determine the relative position in the radial direction with respect to, then rotate
Activates the drive motor to rotate the rotating body at a specified speed.
After that, stop the motor and rotate the rotating body freely,
The rotation speed change at this time is detected by a rotation speed sensor, and
The first rotation loss is obtained by using the data of
After floating, the rotating body is
Determine the relative position in the radial direction with respect to the
To cool the superconductor in the annular superconductor part of the superconducting bearing
While maintaining the superconducting state, the rotary drive motor is activated.
After rotating the rotating body at the same speed as above,
Is stopped and the rotating body rotates freely, and the rotation speed at this time
Degree change is detected by the rotation speed sensor, and the data is used
Determining a second rotational loss and subtracting the first rotational loss from the second rotational loss.
And the rotation loss of the superconducting bearing is determined by
Method for measuring rotation loss of superconducting bearing part.
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