JPH04505695A - 超伝導体素子を使用した電気機械装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 超伝導体素子を使用した電気機械装置 関連出願への相互参照 この出願を良　これと同時期に出願されている、アーガーワラ（Ａｇａｒｗａｒ ａ　）の１９８８年９月３０日出願の、同時出願係属中の、この出願の譲受人に 譲渡された（米国）特許出願連続番号０７／２５１６２６と関係がある。この同 時出願係属中の出願の開示全体はこの明細書に授用される。

発明の背景 発明の分野 この発明は超伝導体素子を使用した電気機械装置に関係している。

発明の概論 電気機械装置は電気−機械エネルギー変換の原理を利用してエネルギーを機械形 式から電気形式へ又はその逆に変換している。このエネルギー変換は並進若しく は回転運動又はこの両方として実現されることができる。単に例として、次の論 述は主として回転機械によって発生される回転運動を取り扱うが、並進運動の事 例が回転運動の事例から容易に導出され得ることは理解されるはずである。

回転機械は周知であり、同期機、誘導機及び直流機を含んでいる。回転機械は適 当な条件の下で発電機又は電動機として使用されることができる。これらの機械 の動作を説明する基本的原理は本質的には同じである。すなわち、電圧は巻線に 対する磁界の相対的運動によって発生されることができ、又トルクは固定子及び 回転子巻線の磁界の相互作用によって発生されることができる。これらの原理に ついての一般的な概観及び教示に関してｋＬ　例えば、マグロ−ヒル社により１ ９７１年に発行されたフイッッジーラルド外著「電気機械装置」（“Ｅｌｅｃｔ ｒｉｃＭａｃｈｉｎｅｒｙ　’ｂｙ　Ｆｉｔｚｇｅｒａ３ｄ　ｅｔ　ａｌ、、Ｐ ｕｂｌｉｓｈｅｄ　ｉｎ　１９７１　ｂｙＭｃＧｒａｗ−ＨｉＩＩ、Ｉｎｃ−） を参照するとよい。

発明の要約 最初の回転機械が前世紀に設計されたので基本的な原理は不変つままであるけれ ども、より強力で効率のよい回転機械を設計するために材料及び技術状態におけ る劇的な変化が開発されてきた。

例えば、伝統的な実例では、直流機は、回転子上に配置された。電機子と呼ばれ る電流運搬導体、磁界を発生して電気−機械エネルギー変換のための手段を与え るために固定子上に配置された界磁巻線回路、並びに電流を可動導体に導くため のある種の機械的すベワ接触装置、通常炭素バッタ及び整流子、を使用して。

いろ。しかしながら、この最後の構成部分、機械的すベワ接触装置は直流機の動 作を妨げることがある。これは、直流機の首尾よい動作における制限要因が、火 花を伴わず且つブラシ及び整流子の過度の局部的減損及び加熱を伴わずに、必要 な電機子電流を整流子におけるブラシ接触を通して伝達する能力であろうから。

事実である。

この問題忙対する重要な応答は、ブラシレス直流機、特にブラシレス直流電動機 の比較的最近の開発である。ここで、電子的半導体素子の出現が利用されておワ 、従って機械的すベワ接触装置は電子的半導体検出及びスイッチング素子によっ て置き換えられることができる。更に、この変化に従って、ブラシレス直流機流 機は典型的には固定子上に電機子巻線を配置している。例えば、１９８０年発行 のミネンタ州ホプキンスの工ンクトロ・クラフト社による「直流電動機速度制御 サーボシステム、エンジニアリング・ハンドブック（“ＤＣＭｏｔｏｒ−８ｐｅ ｅｄＣｏｎｔｒｏｌｓ　−５ｅｒｖｏ　Ｓｙｓｔｅｍｓ、Ａｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅ ｒｉｎｇ　Ｈａｎｄｂｏｏｋ　”　ｂｙＥｌｅｃｔ　ｒｏ　−Ｃｒａ　（ｔ　Ｃ ｏｒｐｏｒａ　ｔ　ｉ　ｏｎ　、Ｈｏｐｋ　ｉｎｓ　、Ｍｉ　ｎｎｅｓｏｔａ、 　Ｐｕｂ　Ｉ　１ｓ■■■ ｉｎ１９８０）を参照するとよい。

直流機の進歩についてのこの論述は単に例示的なものであり、重要な最近の進私 は超伝導材料及び磁石を利用して新規な電気機械を構成する新しい方法を現在発 見している。この発明の機械は適当な条件の下で交流同期電動機若しくは発電機 、直流ブラシ、レス電動機若しくは発電機、又は誘導電動機若しくは発電機とし て使用されることができる。

この機械は、 ａ）超伝導体軸受、 ｂ）　この軸受に対して浮揚して運動することができるように配置され得て第１ 磁界を発生する磁気回転子、及び Ｃ）電力の源／シンクに接続可能であって、固定子と回転子との間に、電磁的ト ルクを発生するように第１磁界と相互作用することのできる第２磁界を発生する 電機子巻線を備えた固定子、 を備えており、従って 機械が発電機として作用しているときに＆糺電磁的トルクが磁気回転子の回転に 対抗し、又 機械が電動機として作用しているときには、電磁的トルクが回転の方向に作用す る。

定義されたような機械は多くの用途を持っており、既知の電気機械に比べて別格 の利点を与える。これは次の理由のために真実である。この発明はマイスナー効 果を利用している。すなわち、超伝導体軸受と磁気回転子との間に発生された誘 起反発力磁界又は放出磁界が存在する。これは次に、定義されたよ５な機械の要 素間に発生された磁界変化と共に、回転子の非常に高い回転速度、例えば少なく とも３０００００ｒｐｍの回転速度においてさえも、超伝導体軸受に対する磁気 回転子の極めて安定な空中浮揚を与えるために使用されることができる。更に、 超伝導体軸受と磁気回転子との間に発生された磁界＆六本質的に摩擦のない機械 を提供するのに役二つ。すなわち、超伝導体軸受と磁気回転子とによって定義さ れた界面において発生する摩擦係数はほぼ零である。

上に要約されたように、磁気回転子は超伝導体軸受に対して浮揚して移動するこ とができるように配置されろことができる（逆も同様である）。移動は並進若し くは回転又はこの両方であり得る。

磁気回転子の採択実施例は適当に図形化された磁極形態を持った磁気回転子を用 いることを含んでいる。例え＆入この発明の一態様においては、磁気回転子は、 ｎが少なくとも２である場合、ｎ極対の形態を備えていることが望ましい。望ま しくは、磁気回転子は、交互の北橿−南極磁化を持ったＨのパイくさび形が定義 され得るように「パイ形」円板の形状をしている。又、例えば、磁気回転子は方 形の形状をしていて、方形磁気回転子における交互の列が北極−南極磁化に当て られてもよい。別の例で＋−４磁気回転子は同心的な交互の北極−南極磁化を持 った環の形状をしていてもよい。

動作の際、機械は磁気回転子により負荷に運動を付与することができる。回転子 −負荷の運動は力方程式又はトルク方程式の適用によって理解されることができ る。例えば、機械は、機械的回転システムとして観察されたとき、次の方法で論 じられることができる。

（１）回転子／負荷質量（慣性モーメントＪ）。

（２）磁界を変えることによって誘起された回転子／負荷に対する印加トル久Ｔ ）、（３）印加トルクに対して（ばねに類似した）復元力を与えることのできる 、回転子／負荷質量のエラスタンス又はスチフネスに０一般に、機械のスチフネ スには超伝導体軸受上で浮揚している磁気回転子の運動の際に経験される。スチ フネスには超伝導体軸受の材料及び微細簿造特性、並びに磁気回転子に付与され た磁極図形によって決定され得る。特に、理論化されていることであるが、スチ フネスは超伝導体軸受が単に磁気回転子を反発する（マイスナー効果）だけでな く、磁束の部分突接けのために超伝導体に発生した磁界線を実際に突き通して、 超伝導体軸受に対して磁気回転子を「ゆりかご式に支えろ」ようにしていること と関連がある。そしてこのゆりかご式支持作用は機械のスチフネスに対応してい る。

図面の簡単な説明 この発明は添付の図面に図解されているが、この図面中、図１は超伝導体軸受の 準備のための工程流れ図を示しており、図２はブラシンス直流電動機制御器の本 質的な部分を示しており、図３Ａ−Ｃはこの発明の原理に従って得成された機械 の諸構成部分を示しており、又 図４はこの発明の機械を示している。

発明の詳細な説明 私は今度はこの説明の機械の好適な態様のことを考える。

超伝導体軸受 超伝導体軸受は種類Ｉの材料又は種類Ｉの材料からなることができる。種類■の 材料は、臨界相遷移磁化磁界Ｈｅにより示された、超伝導マイスナー状態から正 常状態への直接の磁気遷移を行うことができる。種類■の超伝導体（丸印加磁界 Ｈが臨界磁界Ｈｃより小さいかぎりＨをそれの内部から完全に駆逐することがで きる。（この特性がマイスナー効果である。）他方、Ｈ）Ｈｃに対して（人種類 Ｉの超伝導体はその超伝導特性のすべてを喪失する。従って、この発明は種類■ 超伝導体軸受を臨界磁界Ｈｃより下に有効に維持している。種類し超伝導体は（ 硬質の種類■超伝導体とは対照的に）軟質として特徴づけられており、バナジウ ム及びニオビウムを除いてすべての元素超伝導体を含んでいる。

ＭＭＴＩの超伝導体は、種類■超伝導体とは対照的に、正常状態から超伝導状態 への直接の遷移を行わない。種類■の超伝導体はより低い臨界磁化磁界）（ｃｌ よりバルクへ突き通ることができる。最後に、Ｈ（２Ｙ越えると、種類■超伝導 体はもはや特徴的な超伝導特性を示さない。

上述のように、種類Ｈの硬質超伝導体はＳ類Ｉの軟質超伝導体と対照させられる ことができる。種類■超伝導体は超伝導化合物及び合金１例えばＪ−２−３−Ｙ 　−ＢａＣｕｊｌｌ化物からなる超伝導セラミックを含んでいる。この材料の超 伝導体遷移温度は９０にの近傍にあり、上方臨界磁化磁界Ｈ６２＞＞　１００　 Ｋ　Ｏｅを持っている。

種類Ｉ及び種類■の画題伝導体に対しては、浮揚応用のための臨界磁化磁界（種 類■に対してはＨＣ％　種類■に対してはＨＣＩ）は幾分低く、典型的には数百 エルステッド未満である。従って、この発明においては、超伝導体軸受ｋｌ　Ｈ ｃ２がＨＣＩよりはるかに高くなり得るので、種類■超伝導体からなることが望 ましい。

更に、種類■超伝導体ＧＬ　この超伝導体内での磁束突接けが浮揚現象における 横如１−ていることがあるので、好適である。種類Ｉ及び種類■の画題伝導体に 対し改善されることができる。超伝導体についての更なる詳細事項は、一般に、 デューサー及びターナ−著の教科書［超伝導性デバイス及び回路の原理」、ニュ ーヨーク、エルゼビア社、１９８１年発行、の６章及び８章（ｔｈｅ　ｔｅｘｔ 　ｂｙ　Ｄｕｚｅｒ　ａｎｄ　Ｔｕｒｎｅｒ、Ｐｒ１ｎｃｉｐｌｅｓ　ｏｆ　５ ｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ　Ｄｅｖｉｃｅｓａｎｄ　Ｃ１ｒｃｕｉｔｓ、Ｅ ｌｓｅｖｉｅｒＪＪｅｗ　Ｙｏｒｋ、　１９８１　、　ｃｈａｐｔｅｒｓ　６　 ａｎｄ８）、並びにアッシュクロット及びマーメイン著の教科書「固体物理学」 、ニューヨーク、ホルトンーンダース社、１９７６年発行（ｔｈｅ　ｔｅｘｔ　 ｂｙ　Ａｓｈｃｒ。

ｆｔ　ａｎｄ　Ｍｅｒｍｅｉｎ、５ｏｌｉｄ　５ｔａｔｅ　Ｐｈｙｓｉｃｓ、Ｈ ｏ１ｔ−８ａｕｎｄｅｒｓ、ＮｅｗＢａ−Ｃｕ　酸化物である。この組成物は、 高い超伝導遷移温度Ｔｃ乞持っており。

この高い遷移温度は所要の低温冷却が液体窒素で容易に達成されろという利点乞 それにもかかわらず、例えばそれらの再現性及び分離に関する現在の不確定性は 「伝統的なＪｌ　−２−３Ｙ−Ｂａ　−Ｃｕ　酸化物の好適な使用を示唆してい る。

１−２−３　Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ酸化物（及びＢｉ又はＴＩ含有Ｃｕ　酸化物〕超伝 導体粉末を準備するために使用され得る好適な工程が次に開示される。又図１に 示された流れ図に注意が向けられる。従って、約ＩＭの全金属イオン濃度を持っ た所要の化学量比（１：２：３）におけるＹ、Ｂａ及びＣｕ　陽イオンを含んだ 水溶液が準備される。典型的に＋−４金属塩化物又は硝漿塩又は混合物が使用さ れる。

室温の金属塩溶液（ｐＨ２〜３）は、金属イオンの完全な沈殿を生じさせ且つ添 加が完了された後＜ｐＨを１０〜１１に維持するために十分な量においてナトリ ウム又はカリウム水酸化物及び炭酸塩を含んでいる、勢いよくかきまぜらｊ、緩 い、もろい固体は黒い感湿性粉末へと再びすりつぶされる。この粉末は富温圧縮 されて（１００００ｐｓｉｇ　）ぺＶットになり、そしてこのペレットは９５０ 〜１０００℃の酸素中で２〜１２時間焼結され、４００〜５００℃の酸素中で６ 〜１２時間アニールされ、それから酸素中で室温までゆっくりと冷却される。こ の工程によって準備された標本はすべて単−相であって、典型的には交流及び厘 流磁るために採択される。上のよプに常温圧ＭＩ＃本を焼成することによって得 られる理論値の６０〜８０チより大きい密度を達成するために、高温圧縮技術が 好んで使用される。９０％を超える密度は１−２−３　Ｙ−Ｂａ　−Ｃｕｔ！！ 化物超伝導セラミックについては高温圧縮に続く酸素中でのアニーリングによつ ℃達成されろことができる。高温アイソスタチック圧縮（ＨＩＰ）によって理論 値の９９％超まで密度を更に増大することが可能である。高密度化処理中セラミ ック粒子の配向を高めることも可能である。典型的には、ＨＩＰ中に失われた酸 素を補充するために酸素アニーリング時間の延長が必要とされる。

磁気回転子 引き続いて、上に要約されたように、この発明の機械は超伝導体軸受に対して浮 揚して運動することができるように配置され得る磁気回転子を備えている。磁気 回転子は任意の永久磁石材料、又は電磁石からなることができる。望ましくは、 磁気回転子は永久磁石、特に、希土類及び遷移金属に基づいた「電磁石」からな るが、しかし通常のフェライト又はアルニコ磁石も使用することができろ。

採択された希土類永久磁石回転子は少なくとも５ＭＧＯｅの高飽和保磁力又は高 エネルギー積を持っている。そのような鼾は焼結又は溶融スピニング工程によっ て準備されることができる。Ｓｍ−Ｃｏ　組成物からなる好適な磁石は、例えば 焼結工程によって製造され得るが、Ｎｅ−Ｆｅ−Ｂ　合金からなる磁石は焼結に よって又は溶融スピニングによって製造されることができる。これらの工程につ いての更なる詳細事項は、Ｍ、サガワ（Ｓａｇａｗａ）　’Ａ、Ｊ、Ａｐｐｌ　 、Ｐｈｙｓ、、５５゜ｐ、２０８３（１９８４）、及びＪ、Ｊ、クロウド（（ｒ ｏａｔ　）、ＩＥＥＥ　Ｔｒａｕｓ。

Ｍａｇｎ、ＭＡＧ−１、ｐ、１４４２（１９８２）により与えられている。これ らの参照文献のそれぞれの開示事項はこの明細書に援用される。

永久磁石は特定の応用設計に従って所望の磁極形態において磁化される。例えば 、単一の連続的磁気回転子の磁化は、上に開示されたように１等方性でも又は非 等方性でもよく、又多面式多極図形を持ってい℃もよい。

採択実施例にＳいて＆＼磁気回転子は三部構造、すなわち、（ａ）少なくとも二 つの磁極対からなっていて電機子巻線に電磁的に結合されている第１磁気素子、 （ｂｌ　第１磁気素子に物理的に接触し且つ磁気的に結合され℃いる緩衝磁石、 及び（ｃｌ　（１）　緩衝磁石に物理的に接触し、（２）緩衝磁石によって第１ ｆＢ気素子から分離され、且つ（３）　超伝導体軸受に磁気的に結合されている 第２磁気素子、からなっている。

第２磁気素子は回転子が固定子に対して優勢的に回転する場合に対しては回転対 称磁界形態を与えることが望ましい。代替的には、第２磁気素子は回転子が固定 子に対して優勢的に並進する場合に対しては並進対称磁界形態を与えることが望 ましい。回転子の離散的又は不連続的な並進又は回転運動が望まれるときには、 第２磁気素子は少なくとも二つの磁極対を備えていることが望ましい。この設計 は段階的な方法でそのような離散的運動に適応することができる。

三部構造からなっている磁気回転子は次の理由のために採択される。この構造が 一方の磁石と他方の磁石の磁気的干渉を最小にすることは理論づげられている。

同時に、この構造は第１磁気素子の電機子巻線への電磁的結合を最大にし、且つ 独立的に、第２磁気素子の超伝導体軸受への磁気的結合を最大にし、従って超伝 導体軸受の上方で浮揚している回転子の横方向安定性及び所望の回転／並進の自 由性を高める。

固定子 上に要約されたよ５に、この発明の機械は固定子を備えており、この固定子には 第２磁界を発生するために電力源に接続可能である電機子巻線がある。巻線の整 流を制御する好適な駆動電子回路が図２に示されている。特に、図２は永久磁石 回転子を含んでいる。図示されていない他の実施例においては、磁気回転子は電 磁石でもよい。図２は又複数の回転子位置センサを示しており、これはホール効 果検出システムからなることが望ましいけれども、電気光学的スイッチシステム 又は無線周波検出システムも使用されることができる。回転子位置センサは周知 の方法で論理回路に入力を与えて、巻線の整流を制御するために使用され得る論 理信号を発生する。それゆえ、論理信号は駆動器回路、及びトランジスタ９回路 からなる整流制御器段によって利用されて、電力供給信号の極性をそれが固定子 巻線に入力されるときに適当に変更する。事実上、トルク反転は伝統的な電動機 におけるよ５に電力供給電圧を反転させることによってではなく、その代わりに 論理関数を１８０’優位させることによって達成される。

例 この発明の原理による直流ブラシレス機械が次の方法で作られた。

超伝導体軸受 図３Ａに示された超伝導体軸受が上の開示に従って準備され池超伝導体軸受は高 温度の種類■超伝導セラミック材料Ｙ　Ｂａ２　Ｃｕ３（ト）からなっていな超 伝導体遷移温度は９０にの近傍にあり、従って超伝導体は液体窒素（沸点７７Ｋ ）中でその超伝導性を維持することができた。超伝導体軸受は臨界磁化磁界ＨＣ ２＞１００ＫＯｅを持っていｔム超伝導体軸受は直径おおよそ２９ｍ、厚さ４． ５瓢の円板の形状をしていた。中心でおおよそ０．７簡になる、わずかな湾曲を 持って℃・た。このような湾曲した形状は、これの上方に浮揚していてその凹面 に面している磁気回転子の横方向安定性？高めることが理論づげされた。

磁気回転子 三部構造からなる磁気回転子が準備された。これは図３Ｂに示されて（・る。

回転子の第１部は８磁極対環状永久磁石であった。この磁石はプラスチックボン ドのＮｄ−Ｆｅ−Ｂ　合金からなっていて、外径２０．５ｍ、内径８．７ｆｉ、 厚さ１゜２７ｍの環状円板の形状を持っていた。磁石は、交互の磁極セクタが中 心において約４５″の角度に対している、八つの磁極対を生じるよ５に磁化され た。

回転子の第２部は三つの緩衝層からなっていて、各層は軟鋼、高透磁率、高飽和 磁化材料からなっていｔム各緩衝層は２１ｍの直径及び０．１０ｍの厚さを持っ た円板の形状をしていた。

回転子の第３部は一方の平面状の面に北極を且つ反対の平面状の面に南種を有す る磁石からなっていｔラ　この磁石は、８磁極対磁石と同様に、プラスチックボ ンドのＮｄ−Ｆｅ−Ｂ　合金からなっていて、同様の寸法を持っていた。

この三部構造からなる磁気回転子は相互の磁気力によってそのままで保持された 。

電機子巻線を備えた固定子 図３Ｃ（従来技術）に示された固定子東日本のン二−抹式会社（５ｏｎｙＣｏｒ ｐ、、Ｊａｐａｎ　）からモデル番号Ｕ−ＩＥとして入手可能な形式の電機子巻 線を備えていた。この講成部分の主要部は印刷回路板ＣＰＣＢ）上に取り付けら れた一組の三つの銅コイルであった。ＰＣＢは又、第２磁界の極性を検出して、 これによって、通常のＨブリッジ形トランジスタスイッチ経由で銅コイルに供給 される電流を調整し且つ切り換えるために、三つのホール効果センサを含んでい た。

電機子巻線は外部の９ｖ電池に接続された。

機械 直流ブラシレス機械１０が例に従って組み立てられた、それは図４に示されてい る。それはＹ　Ｂａ２　Ｃｕ３０？　からなる超伝導体軸受１２を備えており、 これは液体窒素１６を収容した石英ペトリ皿１４中に沈められた。磁気回転子１ ８は軸受１２の上方で浮揚した。回転子１８は８磁極対永久愚石２０、緩衝磁石 ２２、及び軸受１２に面している二極磁石２４からなってい瓢他方、磁石２０は ブラシレス電機子２６及び三つのホール効果センサ２８に面していた。駆動電子 回路３０は電機子２６に電気的に接続されており、９ｖ電池回路、及び通常のＨ ブリッジ形トランジスタスイッチ（図示されていない）を含んでいた。レーザ走 査器においてＶ−ザビーム３４を１５００Ｏｒｐｍの回転速度で偏向させるため にこの機械１０を使用することを実証するために回転子１８に単面＠３２が取り 付けられた。光電池３６の場所でのこの作用は、拡散又はジッタを伴うことなく 、明確な走査線を発生した。

この例の直流ブラシレス機械はブラフレス交流同期機としての、及び誘導機とし てのそれの使用を実証するために変更された。第１の場合には、電機子巻線が交 流電源に接続され、ホール効果センナが除去され、そして機械はブラシレス交流 同期電動機として機能しへ第２の場合には、電機子巻線かやはつ交流電源に接続 され、渦電流が磁気回転子に発生し、そして機械は誘導電動機として機能した。

ＦＩＧ、　１ ＦＩＧ、　３Ａ ＦＩＧ、　３Ｂ ＦＩＧ、　４ １ｇ＋ｅ＋ｖｎ＋ｂｎｓｌＡ＊ｅｌｌｅ＊＋ｍＮａ　ＰＣＴ／ＵＳ８９””６５ 国際調査報告　ＰＣＴ／ｌＪＳ　８９１０４１６５

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ａ）超伝導体軸受、 ｂ）超伝導体軸受に対して浮揚して運動することができるように配置され得て第 １磁界を発生する磁気回転子、及び ｃ）電力の源／シンクに接続可能であつて、電磁的トルクを発生するように第１ 磁界と相互作用することのできる第２磁界を固定子と回転子との間に発生する電 機子巻線を備えた固定子、 を備えており、従って 機械が発電機として作用しているときには、電磁的トルクか磁気回転子の回転に 対抗し、又 機械が電動機として作用しているときには、電磁的トルクが回転の方向に作用す る 機械。 ２．超伝導体軸受か種類Ｉ材料からなつている、請求項１に記載の機械。 ３．超伝導体軸受が種類ＩＩ材料からなつている、請求項１に記載の機械。 ４．超伝導体軸受がセラミック材料からなつている、請求項１に記載の機械。 ５．セラミック材料が１−２−３−Ｙ−ＢＡ−Ｃｕ酸化物からなる組成物である 、請求項４に記載の機械。 ６．超伝導体軸受か最低で４°Ｋの遷移温度を持つている、請求項１に記載の機 械７．超伝導体軸受が円板の形状をしている、請求項１に記載の機械。 ８．円板がこれに対する磁気回転子の浮揚安定性を高めるために湾曲形状を有し ている、請求項７に記載の機械。 ９．磁気回転子がフェライト組成物からなつている、請求項１に記載の機械。 １０．磁気回転子が電磁石である、請求項１に記載の機械。 １１．磁気回転子が高エネルギー積永久磁石である、請求項１に記載の機械。 １２．磁気回転子が少なくとも１ＭＧＯｅのエネルギー積を持つている、請求項 １に記載の機械。 １３．磁気回転子の磁化がその厚さに沿つて存在している、請求項１に記載の機 械１４．磁気回転子が焼結非等方性Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ組成物からなつている、請求 項１に記載の機械。 １５．磁気回転子がＳＭ−Ｃｏ組成物からなつている、請求項１に記載の機械。 １６．非等方性の方向が、厚さ方向に磁化されている試料の厚さに沿つている、 請求項１に記載の機械。 １７．磁気回転子がｎ磁極対磁石であり且つｎが少なくとも２である、請求項１ に記載の機械。 １８．磁気回転子が平たいドーナッツの形状をしている、請求項１に記載の機械 。 １９．磁気回転子が方形の形状を持つている、請求項１に記載の機械。 ２０．超伝導体軸受と磁気回転子との間に発生した磁界が非対称的である、請求 項１に記載の機械。 ２１．磁気回転子が超伝導体軸受に対して回転する、請求項１に記載の機械。 ２２．磁気回転子が超伝導体軸受に対して並進する、請求項１に記載の機械。 ２３．磁気回転子が、 ａ）少なくとも二つの磁極対からなつていて電機子巻線に電磁的に結合されてい る第１磁気素子、 ｂ）第１磁気素子に物理的に接触し且つ電磁的に結合されている緩衝磁石、及び ｃ）（１）緩衝磁石に物理的に接触し、（２）緩衝磁石によつて第１磁気素子か ら分離され、且つ（３）超伝導体軸受に電磁的に結合されている第２磁気素子、 からなつている、請求項１に記載の機械。 ２４．第１磁気素子が８磁極対である、請求項２３に記載の機械。 ２５．緩衝磁石が高透磁率、高飽和材料の層からなつている、請求項２３に記載 の機械。 ２６．第１及び第２磁気素子がプラスチックボンドのＮｄ−Ｆｅ−Ｂ合金からな つている、請求項２３に記載の機械。 ２７．電機子巻線が、 ａ）第２磁界の極性を検出するための少なくとも一つのセンサ、及びｂ）前記の 又は各センサに応答して直流源から電機子巻線への電力の入力を調整して第２磁 界の極性を変えるようにする電気的スイッチ、を備えている回路に電気的に接続 されている、請求項１に記載の機械。 ２８．前記の又は各センサがホール効果能力を備えている、請求項２７に記載の 機械。 ２９．機械がプラシレス交流同期電動機として動作するように電機子巻線が交流 電源に接続されている、請求項１に記載の機械。 ３０．渦電流が磁気回転子に誘起されて機械が誘導電動機として動作するように 電機子巻線が交流電源に接続されている、請求項１に記載の機械。