JPH04208063A - 回転電機子内部に構成要素をもつ超電導電動機 - Google Patents
回転電機子内部に構成要素をもつ超電導電動機Info
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- JPH04208063A JPH04208063A JP33651790A JP33651790A JPH04208063A JP H04208063 A JPH04208063 A JP H04208063A JP 33651790 A JP33651790 A JP 33651790A JP 33651790 A JP33651790 A JP 33651790A JP H04208063 A JPH04208063 A JP H04208063A
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Landscapes
- Superconductive Dynamoelectric Machines (AREA)
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）
本発明は、超電導電動機に係り、特にその回転電機子内
部に構成要素を内蔵する高性能及びコンパクト化を図り
得る超電導電動機に関する。
部に構成要素を内蔵する高性能及びコンパクト化を図り
得る超電導電動機に関する。
（従来の技術）
従来の電動機としては、例えば、直流電動機、誘導電動
機や同期電動機などが良く知られている。
機や同期電動機などが良く知られている。
これらの電動機は巻線と磁界との間にトルクを発生させ
るものであり、これらの回転電機子（ロータ）の鉄心部
は、磁気回路構成のための部材であり、珪素鋼板等の強
磁性体を何枚も重ねて構成するようにしている。
るものであり、これらの回転電機子（ロータ）の鉄心部
は、磁気回路構成のための部材であり、珪素鋼板等の強
磁性体を何枚も重ねて構成するようにしている。
（発明が解決しようとする課題）
このような鉄心部は、磁気回路を形成する上では、なく
てはならないものであるが、この部分は構造的に見ると
、ただの塊にすぎず、重量の増大、イナーシャの増大、
スペースの無駄など電動機の性能の向上、コンパクト化
を図る上で問題がある部分である。
てはならないものであるが、この部分は構造的に見ると
、ただの塊にすぎず、重量の増大、イナーシャの増大、
スペースの無駄など電動機の性能の向上、コンパクト化
を図る上で問題がある部分である。
この鉄心部を何らかの方法で取り除き、スペースを有効
に利用することによって、電動機の性能の向上、コンパ
クト化を図ることは重要な課題である。
に利用することによって、電動機の性能の向上、コンパ
クト化を図ることは重要な課題である。
本発明は、かかる状況に鑑みて、回転電機子に鉄心を用
いないようにし、その鉄心が排除される回転電機子の内
部に構成要素を内蔵することにより、電動機の性能の向
上及びコンパクト化を図り得る回転電機子内部に構成要
素をもつ超電導電動機を提供することを目的とする。
いないようにし、その鉄心が排除される回転電機子の内
部に構成要素を内蔵することにより、電動機の性能の向
上及びコンパクト化を図り得る回転電機子内部に構成要
素をもつ超電導電動機を提供することを目的とする。
（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、固定子側に直流
で励磁される超電導マグネットを有する超電導電動機に
おいて、前記超電導マグ７ソトに対向して近接配置され
る回転電機子巻線を有するカップ状の回転電機子と、該
回転電機子の内部に内蔵される構成要素を設けるように
したものであ（作用及び発明の効果） 本発明によれば、上記のように、磁界マグネ。
で励磁される超電導マグネットを有する超電導電動機に
おいて、前記超電導マグ７ソトに対向して近接配置され
る回転電機子巻線を有するカップ状の回転電機子と、該
回転電機子の内部に内蔵される構成要素を設けるように
したものであ（作用及び発明の効果） 本発明によれば、上記のように、磁界マグネ。
トを超電導化したことにより、非常に大きな磁束密度を
発生させることができる。そのため、必ずしも回転電機
子側で鉄心を用いて磁気回路を形成する必要がないので
、回転電機子は、巻線部以外の部分は必要でなくなり、
その部分に、例えば磁気操作用コイル（補助コイル）或
いは接触送電装置を配置する。このように、回転巻線部
の内部に種々の構成要素を盛り込むことより、回転電機
子におけるスペースを有効に利用でき、超電導電動機の
性能向上、コンパクト化を図ることができる。
発生させることができる。そのため、必ずしも回転電機
子側で鉄心を用いて磁気回路を形成する必要がないので
、回転電機子は、巻線部以外の部分は必要でなくなり、
その部分に、例えば磁気操作用コイル（補助コイル）或
いは接触送電装置を配置する。このように、回転巻線部
の内部に種々の構成要素を盛り込むことより、回転電機
子におけるスペースを有効に利用でき、超電導電動機の
性能向上、コンパクト化を図ることができる。
例えば、磁気操作用コイルを配置することにより、界磁
磁束を内側へ引込み、回転電機子を通過する磁束量を増
加させることができる。
磁束を内側へ引込み、回転電機子を通過する磁束量を増
加させることができる。
また、角度センサやブレーキ装置をこの電動機の内部に
配置することにより、無駄な空間をなくし、コンパクト
化を図ることができる。
配置することにより、無駄な空間をなくし、コンパクト
化を図ることができる。
（実施例）
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら詳細
に説明する。
に説明する。
第１図は本発明の第１の実施例を示す超電導電動機の断
面図、第２図は第１図のＡ−Ａ線で示される超電導電動
機の回転電機子の断面図、第３図はその超電導電動機の
回転電機子の内部に設けられる磁気操作コイルの斜視図
である。
面図、第２図は第１図のＡ−Ａ線で示される超電導電動
機の回転電機子の断面図、第３図はその超電導電動機の
回転電機子の内部に設けられる磁気操作コイルの斜視図
である。
これらの図に示すように、内側固定部Ｉには突極２ａ付
きコイル固定用中空管２が設けられ、その突極２ａには
磁気操作用コイル３が巻回される。
きコイル固定用中空管２が設けられ、その突極２ａには
磁気操作用コイル３が巻回される。
内側固定部１の後方にはハネ４を有するブラシ５が配置
される。また、内側固定部１を貫通して回転軸ＩＯが配
置され、この回転軸ｌＯと一体に中空状の回転電機子１
１が形成される。この回転電機子１１の外周部には回転
電機子巻線１２が設けられる。この回転電機子巻線１２
には３相交流が供給される。即ち、Ｕ相、Ｗ相、■相が
順次巻回され、単相巻で４極が形成される。回転軸１０
の後端部の内側固定部１の空所には、例えばその回転軸
１０の磁極位置を検出する角度センサ１４が取り付けら
れている。回転軸１０は前方のヘアリング１５により、
前面に位置するケース２０に支持され、後方のヘアリン
グ６により、内側固定部１に支持されている。前記ブラ
シ５は回転電機子１１に取り付けられているスリップリ
ング１３に接触し、接触送電装置を構成し、回転電機子
巻線１２に３相交流を供給している。ここで、電気系統
について説明すると、電気車両の場合、直流電源として
のバッテリを搭載するが、この直流電源をコンバータに
より、交流に変換し、その交流を更に３相交流に変換し
て、回転電機子巻線１２に供給する。
される。また、内側固定部１を貫通して回転軸ＩＯが配
置され、この回転軸ｌＯと一体に中空状の回転電機子１
１が形成される。この回転電機子１１の外周部には回転
電機子巻線１２が設けられる。この回転電機子巻線１２
には３相交流が供給される。即ち、Ｕ相、Ｗ相、■相が
順次巻回され、単相巻で４極が形成される。回転軸１０
の後端部の内側固定部１の空所には、例えばその回転軸
１０の磁極位置を検出する角度センサ１４が取り付けら
れている。回転軸１０は前方のヘアリング１５により、
前面に位置するケース２０に支持され、後方のヘアリン
グ６により、内側固定部１に支持されている。前記ブラ
シ５は回転電機子１１に取り付けられているスリップリ
ング１３に接触し、接触送電装置を構成し、回転電機子
巻線１２に３相交流を供給している。ここで、電気系統
について説明すると、電気車両の場合、直流電源として
のバッテリを搭載するが、この直流電源をコンバータに
より、交流に変換し、その交流を更に３相交流に変換し
て、回転電機子巻線１２に供給する。
また、回転電機子巻線３の外周には薄肉円筒シリンダ２
日が固定され、更にその外周に超電導マグネット３０が
配置され、タライオスタット３１により、絶対温度に冷
却され、超電導状態におかれる。
日が固定され、更にその外周に超電導マグネット３０が
配置され、タライオスタット３１により、絶対温度に冷
却され、超電導状態におかれる。
このように構成される超電導電動機は、超電導マグネッ
ト３０により、大きな磁界を得ることができる。そこで
、回転電機子１１の内部は有効利用できることになり、
回転電機子１１の内部には構成要素としての磁気操作用
コイル３による磁気回路を形成することができ、超電導
マグネット３０からの強力な磁束を磁気操作用コイル３
により回転ｔＩ！子１１の内部に引き込む。つまり、超
電導マグ２ ノ） ３０がＮ極の磁界を生じている場合
には、対向する磁気操作用コイル３にはＮ極の磁界を生
じさせる。このようにして、超電導マグネット３００大
きい磁界を回転電機子巻線１２に作用させて、高いトル
クを得ることができる。
ト３０により、大きな磁界を得ることができる。そこで
、回転電機子１１の内部は有効利用できることになり、
回転電機子１１の内部には構成要素としての磁気操作用
コイル３による磁気回路を形成することができ、超電導
マグネット３０からの強力な磁束を磁気操作用コイル３
により回転ｔＩ！子１１の内部に引き込む。つまり、超
電導マグ２ ノ） ３０がＮ極の磁界を生じている場合
には、対向する磁気操作用コイル３にはＮ極の磁界を生
じさせる。このようにして、超電導マグネット３００大
きい磁界を回転電機子巻線１２に作用させて、高いトル
クを得ることができる。
このように構成される超電導電動機は、超電導マグネッ
ト３０による大きい界磁磁界を発生させることができる
と共に、磁気操作用コイル３の設置により、更に大きい
界磁磁界を回転電機子巻線１２に作用させることができ
るので、高いトルクを得ることができ、高効率の高出力
電動機として、機能する。そして、その超電導電動機の
回転軸は、例えば電気自動車の車輪を駆動するのに好適
である。
ト３０による大きい界磁磁界を発生させることができる
と共に、磁気操作用コイル３の設置により、更に大きい
界磁磁界を回転電機子巻線１２に作用させることができ
るので、高いトルクを得ることができ、高効率の高出力
電動機として、機能する。そして、その超電導電動機の
回転軸は、例えば電気自動車の車輪を駆動するのに好適
である。
第４図は本発明の第２の実施例を示す超電導電動機の断
面図、第５図は第４図のＢ−Ｂ線断面図である。
面図、第５図は第４図のＢ−Ｂ線断面図である。
これらの図に示すように、１０１は回転軸であり、この
回転軸１０１には鉄心を用いることなく円筒状の回転電
機子１０２が設けられ、その回転電機子１０２の外周に
は回転電機子巻線１０３としての３相巻線が設けられる
。即ち、Ｕ相、Ｗ相。
回転軸１０１には鉄心を用いることなく円筒状の回転電
機子１０２が設けられ、その回転電機子１０２の外周に
は回転電機子巻線１０３としての３相巻線が設けられる
。即ち、Ｕ相、Ｗ相。
■相が順次巻回され、単相巻で４極が形成されている。
回転軸１０１にはスリップリング１０４が設けられると
共に、回転軸１０１の後方部にはブレーキディスク１４
１とブレーキシュー１４２とそれらを駆動する装置を有
するブレーキ装置１４０が配置され、更に回転軸１０１
の先端外部には、その回転軸１０１の回転数を検出する
ことができる角度センサ１０５が取り付けられている。
共に、回転軸１０１の後方部にはブレーキディスク１４
１とブレーキシュー１４２とそれらを駆動する装置を有
するブレーキ装置１４０が配置され、更に回転軸１０１
の先端外部には、その回転軸１０１の回転数を検出する
ことができる角度センサ１０５が取り付けられている。
回転軸１０１は前方のベアリング１０９により前面のケ
ース１２０に支持され、後方のベアリング１０８により
固定部である背面ケース１２０に支持されている。スリ
ンプリング１０４は内側固定部１０６に設けられたブラ
シ１０７に接触し、接触送電装置を構成し、回転電機子
巻線１０３に３相交流を供給される。ここで、電気系統
について説明すると、電気車両の場合、直流電源として
のバッテリを搭載するが、この直流電源をコンバータに
より、交流に変換し、その交流を更に３相交流に変換し
て、回転電機子巻線１０３に供給する。
ース１２０に支持され、後方のベアリング１０８により
固定部である背面ケース１２０に支持されている。スリ
ンプリング１０４は内側固定部１０６に設けられたブラ
シ１０７に接触し、接触送電装置を構成し、回転電機子
巻線１０３に３相交流を供給される。ここで、電気系統
について説明すると、電気車両の場合、直流電源として
のバッテリを搭載するが、この直流電源をコンバータに
より、交流に変換し、その交流を更に３相交流に変換し
て、回転電機子巻線１０３に供給する。
また、回転電機子巻線１０３の外周には薄肉円筒シリン
ダ１２８が固定され、その内部に回転電機子巻線１０３
に対向するように界磁マグネットとしての超電導マグネ
ット１１０が固定される。
ダ１２８が固定され、その内部に回転電機子巻線１０３
に対向するように界磁マグネットとしての超電導マグネ
ット１１０が固定される。
この超電導マグネット１１０は、液体ヘリウム転送口１
３１、液体ヘリウム転送管１２２を経て、供給される液
体ヘリウム槽１２１へ供給される液体ヘリウムにより、
絶対温度に冷却され、超電導状態におかれる。また、排
気されるべき液体ヘリウムは液体ヘリウム排気管１２３
を介して排気される。
３１、液体ヘリウム転送管１２２を経て、供給される液
体ヘリウム槽１２１へ供給される液体ヘリウムにより、
絶対温度に冷却され、超電導状態におかれる。また、排
気されるべき液体ヘリウムは液体ヘリウム排気管１２３
を介して排気される。
このように、超電導マグネッ）１１０は液体ヘリウム温
度下におかれ、更に、液体窒素槽１２６から供給される
中間温度層としての液体窒素が形成され、固定部として
のケース１２０に対しては、吊り下げ構造を有する断熱
支持部材１３３、例えば、スポークにより支持される。
度下におかれ、更に、液体窒素槽１２６から供給される
中間温度層としての液体窒素が形成され、固定部として
のケース１２０に対しては、吊り下げ構造を有する断熱
支持部材１３３、例えば、スポークにより支持される。
なお、第５図において、４個のりブ１１１ａ付き内側円
筒管１１１のリブｌ１ｌａ間に超電導マグネット１１０
が配置され、この超電導マグネット１１０は外側円筒管
１１２に締め付はボルト１１４と、ダンパ１１３を介し
てリブ１１１ａに締め付はポルト１１５により固定され
る。
筒管１１１のリブｌ１ｌａ間に超電導マグネット１１０
が配置され、この超電導マグネット１１０は外側円筒管
１１２に締め付はボルト１１４と、ダンパ１１３を介し
てリブ１１１ａに締め付はポルト１１５により固定され
る。
また、１２４は輻射シールド薄板、１２５は真空排出口
、１２７はガス窒素排気管、１３０は非常時に破れる安
全（破れ）板、１３２は液体窒素転送口、１３４は断熱
材としてのスーパーインシュレーション、１３５は永久
電流スイッチ、１３６はリード線、１３７は輻射シール
ド厚板である。
、１２７はガス窒素排気管、１３０は非常時に破れる安
全（破れ）板、１３２は液体窒素転送口、１３４は断熱
材としてのスーパーインシュレーション、１３５は永久
電流スイッチ、１３６はリード線、１３７は輻射シール
ド厚板である。
このように構成される超電導電動機は、超電導マグネッ
トにより、高い界磁磁界を得ることができる。そこで、
回転電機子においては、磁気飽和を生じる鉄心を用いる
ことなく、そこに生じるスペースに構成要素としてのス
リップリングとプラシからなる接触送電装置を内蔵させ
ることができる。
トにより、高い界磁磁界を得ることができる。そこで、
回転電機子においては、磁気飽和を生じる鉄心を用いる
ことなく、そこに生じるスペースに構成要素としてのス
リップリングとプラシからなる接触送電装置を内蔵させ
ることができる。
また、この接触送電装置と併設して電動機内部にブレー
キディスク１４１とブレーキシュ１４２とそれらを駆動
する電磁装置（図示なし）を有するブレーキ装置１４０
を設置することができる。
キディスク１４１とブレーキシュ１４２とそれらを駆動
する電磁装置（図示なし）を有するブレーキ装置１４０
を設置することができる。
このように構成することにより、従来、鉄心の磁気飽和
により、精々２Ｔの磁束密度しか得ることができなかっ
たものを、例えば３乃至４Ｔ得ることができることに加
えて、回転電機子内部のスペースを有効に利用すること
ができ、コンパクト化を図ることができる。特に、この
超電導電動機は、限られた空間内に設置する必要がある
電気自動車に搭載するのに好適である。
により、精々２Ｔの磁束密度しか得ることができなかっ
たものを、例えば３乃至４Ｔ得ることができることに加
えて、回転電機子内部のスペースを有効に利用すること
ができ、コンパクト化を図ることができる。特に、この
超電導電動機は、限られた空間内に設置する必要がある
電気自動車に搭載するのに好適である。
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。
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。
第１図は本発明の第１の実施例を示す超電導電動機の断
面図、第２図は第１図のＡ−Ａ線で示される超電導電動
機の回転電機子の断面図、第３図はその超電導電動機の
回転電機子の内部に設けられる磁気操作コイルの斜視図
、第４図は本発明の第２の実施例を示す超電導電動機の
断面図、第５図は第４図のＢ−Ｂ線断面図である。 １．１０６・・・内側固定部、２・・・コイル固定用中
空管、２ａ・・・突極、３・・・磁気操作用コイル、４
・・・バネ、５，１０７・・・プラン、６，１５，１０
８゜１０９・・・ベアリング、１０，１０１・・・回転
軸、１１．１０２・・・回転電機子、１２，１０３・・
・回転電機子巻線、１３，１０４・・・スリップリング
、１４゜１０５・・・角度センサ、２０．１２０・・・
ケース、２８．１２８・・・薄肉円筒シリンダ、３０，
１１０・・・超電導マグネット、３１・・・クライオス
タット、１１１・・・内側円筒管、１ｌｌａ・・リブ、
１１２・・・外側円筒管、１１３・・・ダンパ、１１４
，１１５・・・締め付はボルト、１２１・・・液体ヘリ
ウム槽、１２２・・・液体ヘリウム転送管、１２３・・
・液体ヘリウム排気管、１２４・・・輻射シールド薄板
、１２５・・・真空排出口、１２７・・・ガス窒素排気
管、１３０・・・安全（破れ）板、１３１・・・液体ヘ
リウム転送口、１３２・・・液体窒素転送口、１３３・
・・断熱支持部材、１３４・・・スーパーインシュレー
ション、１３５・・・永久電流スイッチ、１３６・・・
リード線、１３７・・・輻射シールド厚板、１４０・・
・ブレーキ装置、１４１・・・ブレーキディスク、１４
２・・・ブレーキシュ。 特許出願人 アイシン・エイ・ダブり二株式会社代理人
弁理士 清 水 守（外２名）一 派 第４図 第５図
面図、第２図は第１図のＡ−Ａ線で示される超電導電動
機の回転電機子の断面図、第３図はその超電導電動機の
回転電機子の内部に設けられる磁気操作コイルの斜視図
、第４図は本発明の第２の実施例を示す超電導電動機の
断面図、第５図は第４図のＢ−Ｂ線断面図である。 １．１０６・・・内側固定部、２・・・コイル固定用中
空管、２ａ・・・突極、３・・・磁気操作用コイル、４
・・・バネ、５，１０７・・・プラン、６，１５，１０
８゜１０９・・・ベアリング、１０，１０１・・・回転
軸、１１．１０２・・・回転電機子、１２，１０３・・
・回転電機子巻線、１３，１０４・・・スリップリング
、１４゜１０５・・・角度センサ、２０．１２０・・・
ケース、２８．１２８・・・薄肉円筒シリンダ、３０，
１１０・・・超電導マグネット、３１・・・クライオス
タット、１１１・・・内側円筒管、１ｌｌａ・・リブ、
１１２・・・外側円筒管、１１３・・・ダンパ、１１４
，１１５・・・締め付はボルト、１２１・・・液体ヘリ
ウム槽、１２２・・・液体ヘリウム転送管、１２３・・
・液体ヘリウム排気管、１２４・・・輻射シールド薄板
、１２５・・・真空排出口、１２７・・・ガス窒素排気
管、１３０・・・安全（破れ）板、１３１・・・液体ヘ
リウム転送口、１３２・・・液体窒素転送口、１３３・
・・断熱支持部材、１３４・・・スーパーインシュレー
ション、１３５・・・永久電流スイッチ、１３６・・・
リード線、１３７・・・輻射シールド厚板、１４０・・
・ブレーキ装置、１４１・・・ブレーキディスク、１４
２・・・ブレーキシュ。 特許出願人 アイシン・エイ・ダブり二株式会社代理人
弁理士 清 水 守（外２名）一 派 第４図 第５図
Claims (5)
- （１）固定子側に直流で励磁される超電導マグネットを
有する超電導電動機において、前記超電導マグネットに
対向して近接配置される回転電機子巻線を有するカップ
状の回転電機子と、該回転電機子の内部に内蔵される構
成要素を具備する回転電機子内部に構成要素をもつ超電
導電動機。 - （２）前記構成要素は磁気操作用コイルである請求項１
記載の回転電機子内部に構成要素をもつ超電導電動機。 - （３）前記構成要素は接触送電装置である請求項１記載
の回転電機子内部に構成要素をもつ超電導電動機。 - （４）前記回転電機子に併設される内部空所に角度セン
サを具備する請求項１記載の回転電機子内部に構成要素
をもつ超電導電動機。 - （５）前記回転電機子に併設される内部空所にブレーキ
装置を具備する請求項１記載の回転電機子内部に構成要
素をもつ超電導電動機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33651790A JPH04208063A (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 回転電機子内部に構成要素をもつ超電導電動機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33651790A JPH04208063A (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 回転電機子内部に構成要素をもつ超電導電動機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04208063A true JPH04208063A (ja) | 1992-07-29 |
Family
ID=18299949
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33651790A Pending JPH04208063A (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 回転電機子内部に構成要素をもつ超電導電動機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04208063A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001178112A (ja) * | 1999-12-10 | 2001-06-29 | Railway Technical Res Inst | 車両用超電導電動機 |
-
1990
- 1990-11-30 JP JP33651790A patent/JPH04208063A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001178112A (ja) * | 1999-12-10 | 2001-06-29 | Railway Technical Res Inst | 車両用超電導電動機 |
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