JPH04208058A - 磁気浮上車両の推進装置 - Google Patents
磁気浮上車両の推進装置Info
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- JPH04208058A JPH04208058A JP2337534A JP33753490A JPH04208058A JP H04208058 A JPH04208058 A JP H04208058A JP 2337534 A JP2337534 A JP 2337534A JP 33753490 A JP33753490 A JP 33753490A JP H04208058 A JPH04208058 A JP H04208058A
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- 230000004907 flux Effects 0.000 claims 2
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L13/00—Electric propulsion for monorail vehicles, suspension vehicles or rack railways; Magnetic suspension or levitation for vehicles
- B60L13/10—Combination of electric propulsion and magnetic suspension or levitation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L2200/00—Type of vehicles
- B60L2200/26—Rail vehicles
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野コ
この発明は、磁気浮上車両の推進装置に関し、特に車両
に搭載された超電導コイルに対して推進力を発生させる
内側コイルと外側コイルとの２層構造の推進コイルの構
成に関するものである。
に搭載された超電導コイルに対して推進力を発生させる
内側コイルと外側コイルとの２層構造の推進コイルの構
成に関するものである。
［従来の技術］
第５図は例えば電気学会リニアドライブ研究会資料ＬＤ
−８９−２７に示された３相コイルを１層配置する従来
の磁気浮上車両の推進装置における車両上の超電導コイ
ルと地上の推進コイルとの配置関係を示す平面図であり
、図において（１）は車両に搭載された超電導コイル、
（４）は地上に敷設された推進コイルである。
−８９−２７に示された３相コイルを１層配置する従来
の磁気浮上車両の推進装置における車両上の超電導コイ
ルと地上の推進コイルとの配置関係を示す平面図であり
、図において（１）は車両に搭載された超電導コイル、
（４）は地上に敷設された推進コイルである。
超電導コイル（１）はＮまたはＳの極性に励磁されてお
り、Ｎの極性に励磁された超電導コイル（１）とＳの極
性に励磁された超電導コイル（１）とが交互に極ピッチ
ｆ ？Ｐで配置され、リニア同期電動機の界磁極を構成
している。
り、Ｎの極性に励磁された超電導コイル（１）とＳの極
性に励磁された超電導コイル（１）とが交互に極ピッチ
ｆ ？Ｐで配置され、リニア同期電動機の界磁極を構成
している。
さらに、推進コイル（４）はその超電導コイル（１）の
極ピッチｆ ｔｐの２７３のピッチＩｌ□で配置され、
Ｕ 、Ｖ 、Ｗの３相結線されてリニア同期電動機の電
機子を構成している。
極ピッチｆ ｔｐの２７３のピッチＩｌ□で配置され、
Ｕ 、Ｖ 、Ｗの３相結線されてリニア同期電動機の電
機子を構成している。
さらに第６図は電気学会リニアドライブ研究会資料ＬＤ
−８９〜２７に示された３相コイルを２層配置する従来
の磁気浮上車両の推進装置における車両上の超電導コイ
ルと地上の推進コイルとの配置関係を示す平面図であり
、（１）は上記従来装置と全く同一のものである。 （
１４）は推進コイルであって内側コイル（１４１）と外
側コイル（１４ｂ）との２層がらなり、内側コイル（１
４ａ）は、その長さが超電導コイル（１）の極ピッチｆ
ＴＩＰと同等の長さで、４／３１１Ｔ。
−８９〜２７に示された３相コイルを２層配置する従来
の磁気浮上車両の推進装置における車両上の超電導コイ
ルと地上の推進コイルとの配置関係を示す平面図であり
、（１）は上記従来装置と全く同一のものである。 （
１４）は推進コイルであって内側コイル（１４１）と外
側コイル（１４ｂ）との２層がらなり、内側コイル（１
４ａ）は、その長さが超電導コイル（１）の極ピッチｆ
ＴＩＰと同等の長さで、４／３１１Ｔ。
のピッチで配置され、Ｕ 、Ｖ 、Ｗ ３相結線として
構成されている。外側コイル（１４ｂ）は内側コイル（
１４１）と同じ構成をとり、両コイル（１４ａ） 、
（１４ｂ）の同相は２ｆ！、のピッチで配置されている
。
構成されている。外側コイル（１４ｂ）は内側コイル（
１４１）と同じ構成をとり、両コイル（１４ａ） 、
（１４ｂ）の同相は２ｆ！、のピッチで配置されている
。
従来の３相コイル１層配置の磁気浮上車両の推進装置は
上記のように構成され、この推進コイル（４）に、可変
電圧、可変周波数の電源（図示せず）から、車両の位置
と速度に同期した位相と周波数との３相交流電流を通電
することにより、車両上の超電導コイル（１）に推進力
が作用し、車両を推進する。
上記のように構成され、この推進コイル（４）に、可変
電圧、可変周波数の電源（図示せず）から、車両の位置
と速度に同期した位相と周波数との３相交流電流を通電
することにより、車両上の超電導コイル（１）に推進力
が作用し、車両を推進する。
一方、車両側からみると車両走行時に推進コイル（４）
の配置ピッチに相当する波長を主成分とする電磁脈動力
が発生し、車両上の超電導コイル（１）を電磁的に加振
する。さらに、この電磁脈動力は、超電導コイル（１）
の１極対の間にＵ 、Ｖ 、Ｗ ３相の推進コイル（４
）が配置されているので、推進電流の基本波周波数（ｆ
＋＝ｖ／ ２ Ｉ！−１，ｖ ：車両速度（箇／ｓ）
、 ｊ２−ｐ：超電導コイルの極ピッチ（−））に対
し、２次の空間高調波磁界成分による電磁脈動力が主成
分となり３次の周波数となる。
の配置ピッチに相当する波長を主成分とする電磁脈動力
が発生し、車両上の超電導コイル（１）を電磁的に加振
する。さらに、この電磁脈動力は、超電導コイル（１）
の１極対の間にＵ 、Ｖ 、Ｗ ３相の推進コイル（４
）が配置されているので、推進電流の基本波周波数（ｆ
＋＝ｖ／ ２ Ｉ！−１，ｖ ：車両速度（箇／ｓ）
、 ｊ２−ｐ：超電導コイルの極ピッチ（−））に対
し、２次の空間高調波磁界成分による電磁脈動力が主成
分となり３次の周波数となる。
［発明が解決しようとする課題］
上記のような従来の３相コイルを１層配置する磁気浮上
車両の推進装置では、電磁脈動力は超電導コイル（１）
に対して進行波として作用し、超電導コイル（１）を車
両速度に比例した周波数で勧進することになり、共振す
る速度においては超電導コイル（１）の振動特性から振
動加速度の増大や渦電流損失による液体ヘリウムの蒸発
量の増大をまねくという問題点があった。
車両の推進装置では、電磁脈動力は超電導コイル（１）
に対して進行波として作用し、超電導コイル（１）を車
両速度に比例した周波数で勧進することになり、共振す
る速度においては超電導コイル（１）の振動特性から振
動加速度の増大や渦電流損失による液体ヘリウムの蒸発
量の増大をまねくという問題点があった。
また、３相コイルを２層配置する従来の磁気浮上車両の
推進装置は、推進コイル（１４）を２層配置とすること
により、３相コイルを１層配置する推進装置で発生して
いた２次の空間高調波磁界を十分に低減でき、主たる空
間高調波磁界は５次となる（周波数は６次）、この空間
高調波成分は通常次数が高いほど小さくなることから、
３相コイルを１層配置する推進装置に比べ、車両走行時
に超電導コイル（１）に作用する電磁脈動力を小さくす
ることができる。
推進装置は、推進コイル（１４）を２層配置とすること
により、３相コイルを１層配置する推進装置で発生して
いた２次の空間高調波磁界を十分に低減でき、主たる空
間高調波磁界は５次となる（周波数は６次）、この空間
高調波成分は通常次数が高いほど小さくなることから、
３相コイルを１層配置する推進装置に比べ、車両走行時
に超電導コイル（１）に作用する電磁脈動力を小さくす
ることができる。
しかしながら、内側コイル（１４ａ）と外側コイル（１
４ｂ）とのコイルの巻数が同一である場合は、超電導コ
イル（１）に対する距離が内側コイル（１４ｇ＞と外側
コイル（１４ｂ）とで異なることに起因して、同じ層の
推進コイル（１４）の配置ピッチである４／３ｆ ＴＩ
Ｐのピッチの脈動磁界成分、すなわち、０．５次の空間
高調波磁界による電磁脈動力が超電導コイル（１）に作
用することになる。
４ｂ）とのコイルの巻数が同一である場合は、超電導コ
イル（１）に対する距離が内側コイル（１４ｇ＞と外側
コイル（１４ｂ）とで異なることに起因して、同じ層の
推進コイル（１４）の配置ピッチである４／３ｆ ＴＩ
Ｐのピッチの脈動磁界成分、すなわち、０．５次の空間
高調波磁界による電磁脈動力が超電導コイル（１）に作
用することになる。
この０．５次の空間高調波磁界による１、５次の周波数
の電磁脈動力は、発明者らの試算によれば超電導コイル
（１）に対して最も悪影響を及ぼすと考えられる左右方
向の電磁力成分で推進力の２６％にも達するため、前述
の３相コイルを１層配置する推進装置と同様な問題点を
有している。
の電磁脈動力は、発明者らの試算によれば超電導コイル
（１）に対して最も悪影響を及ぼすと考えられる左右方
向の電磁力成分で推進力の２６％にも達するため、前述
の３相コイルを１層配置する推進装置と同様な問題点を
有している。
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、超電導コイルに悪影響を及ぼす低次の電磁脈動力
を低減できるとともに、安定して運行できる磁気浮上車
両の推進装置を得ることを目的とする。
ので、超電導コイルに悪影響を及ぼす低次の電磁脈動力
を低減できるとともに、安定して運行できる磁気浮上車
両の推進装置を得ることを目的とする。
［課題を解決するための手段］
この発明に係る磁気浮上車両の推進装置は、推進コイル
を構成する内側コイルと外側コイルとで発生する起磁力
を異なるようにしたものである。
を構成する内側コイルと外側コイルとで発生する起磁力
を異なるようにしたものである。
［作 用コ
この発明における磁気浮上車両の推進装置は、内側コイ
ルと外側コイルとの起磁力を異なるようにすることによ
り、超電導コイルに対する距離が内側コイルと外側コイ
ルとで異なることに起因して発生する０、５次の空間高
調波磁界による１、５次の周波数の電磁脈動力を低減す
ることができる。
ルと外側コイルとの起磁力を異なるようにすることによ
り、超電導コイルに対する距離が内側コイルと外側コイ
ルとで異なることに起因して発生する０、５次の空間高
調波磁界による１、５次の周波数の電磁脈動力を低減す
ることができる。
［実施例］
以下、この発明の実施例を図に基づいて説明する。
第１図（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれこの発明の一実施例に
よる超電導コイルと推進コイルとの配置を示す断面図お
よびＡ部拡大断面図であって、（１）は車両に配置され
た超電導コイルで上記従来装置と全く同一のものである
。（２）は推進コイルであって内側コイル（２ａ）と外
側コイル（２ｂ）との２層からなり、内側コイル（２ａ
）と外側コイル（２ｂ）との各々と超電導コイル（１）
との相互インダクタンスがほぼ等しくなるように内側コ
イル導体（３ａ）の巻数より外側コイル導体（３ｂ）の
巻数を多くしている。かつ、第６図に示す従来の三相コ
イルを２層配置する推進装置における推進コイル（１４
）と同じ配Ｗ、構成をとっている。
よる超電導コイルと推進コイルとの配置を示す断面図お
よびＡ部拡大断面図であって、（１）は車両に配置され
た超電導コイルで上記従来装置と全く同一のものである
。（２）は推進コイルであって内側コイル（２ａ）と外
側コイル（２ｂ）との２層からなり、内側コイル（２ａ
）と外側コイル（２ｂ）との各々と超電導コイル（１）
との相互インダクタンスがほぼ等しくなるように内側コ
イル導体（３ａ）の巻数より外側コイル導体（３ｂ）の
巻数を多くしている。かつ、第６図に示す従来の三相コ
イルを２層配置する推進装置における推進コイル（１４
）と同じ配Ｗ、構成をとっている。
上記のように構成された磁気浮上車両の推進装置におい
ては、従来の３相コイルを１層配置する推進装置におけ
る２次の空間高調波磁界成分をほぼ零とすることができ
、さらに従来の３相コイル３２層配置する推進装置にお
ける超電導コイル（１）に対する距離が内側コイル（４
ａ）と外側コイル（４ｂ）とで異なることに起因する０
、５次の空間高調波磁界による１、５次の電磁脈動力の
影響を除去することができる。
ては、従来の３相コイルを１層配置する推進装置におけ
る２次の空間高調波磁界成分をほぼ零とすることができ
、さらに従来の３相コイル３２層配置する推進装置にお
ける超電導コイル（１）に対する距離が内側コイル（４
ａ）と外側コイル（４ｂ）とで異なることに起因する０
、５次の空間高調波磁界による１、５次の電磁脈動力の
影響を除去することができる。
第２図はこの発明の磁気浮上車両の推進装置の実施例を
示す断面図であり、車体（６）の下部に超電導コイル（
１）が配置され、軌道側に外側コイル（２ｂ）と内側コ
イル（２ａ）とからなる推進コイル（２）が配置され、
さらに浮上コイル（５）が配置されている。
示す断面図であり、車体（６）の下部に超電導コイル（
１）が配置され、軌道側に外側コイル（２ｂ）と内側コ
イル（２ａ）とからなる推進コイル（２）が配置され、
さらに浮上コイル（５）が配置されている。
車体（６）は浮上コイル（５）および推進コイル（２）
と超電導コイル（１）とによって磁気浮上しながら安定
して運行される。
と超電導コイル（１）とによって磁気浮上しながら安定
して運行される。
第３図はこの発明の具体的な実施例を示す断面図、第４
図は第３図の実施例における電磁脈動力と、内側コイル
と外側コイルとの起磁力比との関係を示す図である。
図は第３図の実施例における電磁脈動力と、内側コイル
と外側コイルとの起磁力比との関係を示す図である。
この実施例における磁気浮上車両の推進装置は、１０７
０ＬＸ５００”Ｘ１３５０’（ｍ＋ｓ）−起磁力７００
ＫＡＴノ超電導コイル（１）と、Ｌ４２０ＬＸ ６００
’ Ｘ １８００ｐ（ｍｍ）で超電導コイル（１）に対
し２５７（ｍｍ）の位置にある推進コイル（２）とから
構成され、推進コイル（２）を構成する内側コイル（２
ａ）と外側コイル（２ｂ）とは４７（ｍｍ）の中心間距
離をもって配置されている。
０ＬＸ５００”Ｘ１３５０’（ｍ＋ｓ）−起磁力７００
ＫＡＴノ超電導コイル（１）と、Ｌ４２０ＬＸ ６００
’ Ｘ １８００ｐ（ｍｍ）で超電導コイル（１）に対
し２５７（ｍｍ）の位置にある推進コイル（２）とから
構成され、推進コイル（２）を構成する内側コイル（２
ａ）と外側コイル（２ｂ）とは４７（ｍｍ）の中心間距
離をもって配置されている。
この実施例においては第４図から内側コイル（２ａ）と
外側コイル（２ｂ）の起磁力比が１ ：１．２５の時に
１５次の周波数の左右電磁脈動力を零とするこ 。
外側コイル（２ｂ）の起磁力比が１ ：１．２５の時に
１５次の周波数の左右電磁脈動力を零とするこ 。
とが得られ、実際には内側コイル（２ａ）の巻数を８タ
ーン、外側コイル（２ｂ）の巻数を１０ターンに選べば
良い。
ーン、外側コイル（２ｂ）の巻数を１０ターンに選べば
良い。
しかしながら、推進コイルの巻数は電圧電流の制約によ
り決定されることから、必ずしも内側コイル（２ａ）と
外側コイル（２ｂ）の巻数比を１ ＋１．２５に選らべ
るとは限らず、第４図に示すように脈動力を小さく抑え
る範囲で可能な巻数比を選べば良い。
り決定されることから、必ずしも内側コイル（２ａ）と
外側コイル（２ｂ）の巻数比を１ ＋１．２５に選らべ
るとは限らず、第４図に示すように脈動力を小さく抑え
る範囲で可能な巻数比を選べば良い。
なお、上記実施例では内側コイル（２ａ）と外側コイル
（２ｂ）との起磁力比を適当に設定するためにコイルの
巻数を変えたものを示したが、内側コイルと外側コイル
の巻数を同一として両コイルに流す電流を起磁力比だけ
異なって通電するようにしてもよく、上記実施例と同様
の効果を奏する。
（２ｂ）との起磁力比を適当に設定するためにコイルの
巻数を変えたものを示したが、内側コイルと外側コイル
の巻数を同一として両コイルに流す電流を起磁力比だけ
異なって通電するようにしてもよく、上記実施例と同様
の効果を奏する。
［発明の効果］
この発明は以上説明したとおり、推進コイルを構成する
内側コイルと外側コイルとの起磁力を変えることにより
、超電導コイルとの距離が内側コイルと外側コイルとで
異なることにより起因する０、５次の空間高調波磁界に
よる電磁脈動力を低減でき、安定に運行できる磁気浮上
車両の推進装置が得られる効果がある。
内側コイルと外側コイルとの起磁力を変えることにより
、超電導コイルとの距離が内側コイルと外側コイルとで
異なることにより起因する０、５次の空間高調波磁界に
よる電磁脈動力を低減でき、安定に運行できる磁気浮上
車両の推進装置が得られる効果がある。
第１図（Ａ）、（Ｂ）はこの発明の一実施例による超電
導コイルと推進コイルとの配置を示す断面図およびＡ部
拡大断面図、第２図はこの発明の磁気浮上車両の推進装
置の実施例を示す断面図、第３図はこの発明の具体的な
実施例を示す断面図、第４図は第３図の実施例における
電磁脈動力と、内側コイルと外側コイルとの起磁力比と
の関係を示す図、第５図は３相コイルを１層配置する従
来の磁気浮上車両の推進装置の平面図、第６図は３相コ
イルを２層配置する従来の磁気浮上車両の推進装置の平
面図でる。 （１）は超電導コイル、（２）は推進コイル、（２ａ）
は内側コイル、（２ｂ）は外側コイル、（３ａ）は内側
コイル導体、（３ｂ）は外側コイル導体、（５）は浮上
コイル、（６）は車体である。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
導コイルと推進コイルとの配置を示す断面図およびＡ部
拡大断面図、第２図はこの発明の磁気浮上車両の推進装
置の実施例を示す断面図、第３図はこの発明の具体的な
実施例を示す断面図、第４図は第３図の実施例における
電磁脈動力と、内側コイルと外側コイルとの起磁力比と
の関係を示す図、第５図は３相コイルを１層配置する従
来の磁気浮上車両の推進装置の平面図、第６図は３相コ
イルを２層配置する従来の磁気浮上車両の推進装置の平
面図でる。 （１）は超電導コイル、（２）は推進コイル、（２ａ）
は内側コイル、（２ｂ）は外側コイル、（３ａ）は内側
コイル導体、（３ｂ）は外側コイル導体、（５）は浮上
コイル、（６）は車体である。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 Ｎ極とＳ極とを交互に配列する超電導コイルと、前記超
電導コイルの極ピッチと等しい長さの３相コイルの各コ
イルを前記極ピッチの４／３のピッチで配列する内側コ
イルと外側コイルとからなり、かつ、前記内側コイルと
前記外側コイルとを同じ相のコイルを前記極ピッチの２
倍のピッチで配置する推進コイルとを有する磁気浮上車
両の推進装置において、 前記内側コイルから前記超電導コイルに鎖交している磁
束と、前記外側コイルから前記超電導コイルに鎖交して
いる磁束とが等しくなるように前記内側コイルと前記外
側コイルとの起磁力を異なるようにしたことを特徴とす
る磁気浮上車両の推進装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2337534A JPH0834684B2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 磁気浮上車両の推進装置 |
| US07/795,998 US5213047A (en) | 1990-11-30 | 1991-11-22 | Propulsion system for magnetically levitated vehicle |
| CA002056607A CA2056607C (en) | 1990-11-30 | 1991-11-28 | Propulsion system for magnetically levitated vehicle |
| DE4139471A DE4139471C2 (de) | 1990-11-30 | 1991-11-29 | Antriebssystem für ein Magnetschwebefahrzeug |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2337534A JPH0834684B2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 磁気浮上車両の推進装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04208058A true JPH04208058A (ja) | 1992-07-29 |
| JPH0834684B2 JPH0834684B2 (ja) | 1996-03-29 |
Family
ID=18309557
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2337534A Expired - Lifetime JPH0834684B2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 磁気浮上車両の推進装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5213047A (ja) |
| JP (1) | JPH0834684B2 (ja) |
| CA (1) | CA2056607C (ja) |
| DE (1) | DE4139471C2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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