JPH10504874A

JPH10504874A - 高ｔｃ超伝導体を用いたフライホイールエネルギー貯蔵用軸受設計

Info

Publication number: JPH10504874A
Application number: JP7530448A
Authority: JP
Inventors: ハル，ジョン・アール; マルカヒー，トーマス・エム
Original assignee: ユニヴァーシティ・オヴ・シカゴ
Priority date: 1994-05-23
Filing date: 1995-05-22
Publication date: 1998-05-12
Also published as: CN1171864A; EP0795226A1; WO1995032541A1; EP0795226A4; US6153958A; AU2597895A

Abstract

(57)【要約】高温超伝導体材料軸受システム（３８）。このシステム（３８）は、リング状永久磁石（６０）と、相互作用してシステム（３８）に対する浮揚力を発生する複数個の永久磁石（１６、２０および７０）を備える。この磁石のグループはプッシュプル式軸受（７５）である。高温超伝導体構造（３０）はリング状永久磁石（６０）と相互作用して系（３８）に対して安定化力を与える。

Description

【発明の詳細な説明】高ＴＣ超伝導体を用いたフライホイールエネルギー貯蔵用軸受設計本発明の契約の起源米国政府は、米国エネルギー省(the U.S．Department of Energy)と、アルゴンヌ国立研究所(Argonne National Laboratory)を代表するシカゴ大学(Universi ty of Chicago)の間の契約No.W-31-109-ENG-38に従って本発明の権利を有する。発明の背景本発明は一般に、フライホイールのエネルギー貯蔵に有用な高温超伝導体を組み込んだ磁気軸受装置の設計に関する。特に、本発明は、永久磁石と高温超伝導体の組み合わせを利用した磁気軸受の設計法に関する。軸受の設計法では、大きな浮揚圧力、低い回転損失、および広範な高温超伝導体の使用が可能である。これらの設計の各々における重要な特徴は、永久磁石構成を用いて浮揚力の殆どを、好適には中性平衡に近い幾何学的形状で与え、従って軸受のこの部分に関わる剛性(Stiffness)が小さくなることである。軸受の高温超伝導体部分は高い剛性は与えるが、必ずしも高い浮揚圧は与えない。これらの軸受をフライホイールのエネルギー貯蔵装置に用いたとき、フライホイールの効率を非常に高くすることができ、この種のフライホイールはエネルギーの日周貯蔵および高エネルギー効率が重要な他の用途に対して経済的である。フライホイールエネルギー貯蔵装置に関係する他の情報は、「超伝導軸受のための超伝導タイルパターンの最適化(O ptimization of Superconducting Ti1ing Pattern For Superconducting Bearin gs)」および「高速超伝導軸受に対する改良された永久磁石の設計(Improved Per manent Magnet Design For High-Speed Superconducting Bearings)」と題し、A rgonne National Laboratoryに譲渡された同時係属の特許出願に見出すことができる。電気エネルギーの貯蔵は多くの用途で有用である。電気の日周貯蔵は、ベースロード発電プラントを有効に利用するために、またそれらのカスタマーの負荷需要の変化を満足させるために、電力会社にとって重要である。この例では、ベースロードプラントは需要が低い夜間に貯蔵ユニットを充電することができ、次にピーク需要はピーク時に貯蔵ユニットを放電させることにより満足させることができる。エネルギーの貯蔵によって、より大きな容量の電力ラインの設置を取り止めたり延期することができる。需要が低いときは、夜間に変電所またはユーザのエネルギー貯蔵ユニットに電力を送出し、ピーク時にはエネルギー貯蔵ユニットから放電することができる。エネルギー貯蔵ユニットは電気分配システムの多くの部分に利用することができる。例えば多量のエネルギーを貯蔵できるユテイリテイパークや、時間よって光起電力または風力エネルギー発生施設と連携しての利用、変電装置、さらに個々の会社や家屋に配置することができる。エネルギー貯蔵に対する他の潜在的な用途には、車やバスなどの電気自動車や電車用の沿道のエネルギー貯蔵がある。フライホイールはしばしばエネルギー貯蔵用途のために考えられる。それらの主要な利点は、変調性、高いエネルギー貯蔵密度（Ｗｈ／ｋｇ）、および電気エネルギーの入出力の高効率性にある。高強度の従来のフライホイールロータを製造する機能、およびフライホイールに、またはそれからエネルギーを効率的に移送する機能は衆知のものであり、ここでは説明は省略する。従来のフライホイールの主要な欠点はスタンドバイモードでの効率が悪いことにある。この効率の悪さはフライホイール構造を支持する軸受の大きな回転損失によりもたらされる。本発明の一態様に従って構成された高温超伝導体軸受は回転損失を大幅に減少させ、フライホイールにおけるスタンドバイ損失を０．１％／ｈｒ以下にすることができる。これらの高温超伝導体軸受の設計によれば、全ての方向に受動的な安定性が得られ、全ての変位方向に正の剛性（弾性率）が得られる。これらの設計法はまた非常に小さな摩擦の回転運動を可能にする。高温超伝導体軸受の問題点の一つは、ほとんどの加工方法により得られた構造から得られる浮揚圧が比較的低いことにある。高い浮揚圧を実現するためには高温超伝導体の大きな結晶成長を可能にする高価な加工方法を用いなければならない。同じ臨界電流密度に対して、高温超伝導体の磁化は結晶の線形のサイズに比例する。種々の高温超伝導体材料を検討した結果、高温超伝導体材料における磁気的剛性または弾性率は、剛性を計算する基礎となる振幅が比較的小さく、例えばミリメートルのオーダの場合は結晶の大きさにはかなり無関係であることがわかった。かくして、これらの条件の下では、高温超伝導体が主として剛性を得る目的とした用途に用いられるときは、より安価な加工方法を用いることができる。さらに他の実験においては、浮揚高さが増加するにつれて、永久磁石と高温超伝導体の間の回転損失が減少することが分かった。これらの軸受は、現場における使用時にはしばしば冷却されるので、浮揚高さは或る範囲内で選定することができる。しかしながら、大きな浮揚圧力を得るためには、実現される浮揚高さが低い必要がある。本発明の好適な実施例によれば、比較的低い浮揚圧力しか求められないので、高温超伝導体上の永久磁石の浮揚高さを大きくすることにより回転損失を減らすことができる。ガス遠心分離器のデザインは衆知のものであるが、磁気軸受がよく用いられる (S．Whit1ow，"Review of the gas centrifuge until 1962，"Rev．Mod．Phys. ，Vol．56，pp.67-97，1964を参照)。これらの軸受における固有の不安定性を克服するために、図１Ａに示したようにピボット軸受がしばしば用いられる。このデザインにおいては、浮揚力のほとんどは磁気軸受から得るが、磁気軸受は半径方向には安定である一方、軸方向には不安定である。底部における機械的ピボット軸受により、軸方向の安定性と、付加的ではあるがある程度の半径方向の安定性を得る。この設計では、磁気軸受のクリアランスが小さくなるように支持体に近接させてロータを配置するが、わずかな摂動により、ロータが飛び上がったり、磁石への付着をもたらす程近くはない。このピボットは非常に剛性が高いが、高速機械への応用においては軸受は磨耗し、摩擦損失の源となる。これらの欠点は、超伝導軸受を用いた日周エネルギー貯蔵およびその他の高エネルギー効率の用途の経済的な実現の可能性を妨害する。従って、本発明の目的は新規な低損失軸受と、高効率フライホイールエネルギー貯蔵装置を実現するために用いることができる新規な低損失軸受とその使用方法を提供することにある。本発明の他の方法では、浮揚力のかなりの部分を二個以上の永久磁石の相互作用により得て、安定化力のかなりの部分を高温超伝導体構造により得る改良式の受動安定軸受とその使用方法を提供することにある。本発明の更に他の目的は、永久磁石と高温超伝導体からなる新規な磁気軸受において低いドラッグ力を与えることにある。本発明の更に他の目的は、回転損失を減らした改良式磁気軸受およびその使用方法を提供することにある。本発明の他の目的は、ロータから比較的大きな距離だけ離れて配置されても安定化力を与える一方、回転損失を減らすことができる高温超伝導体構造を有する新規な磁気軸受およびその使用方法を提供することにある。本発明の更に他の目的は、ロータ構造体上で押圧、引張する永久磁石の組み合わせを有する改良式の超伝導磁気軸受およびその使用方法を提供することにある。本発明の更に他の目的は、ロータを浮揚させることなくロータに安定化力を与えるのに十分な距離だけロータから離れて配置された受動的な安定化装置として超伝導体構造を専ら用いる新規な超伝導磁気軸受およびその使用方法を提供することにある。本発明の他の目的は、磁場の非均一性による回転損失を低減させる改良式超伝導磁気軸受およびその使用方法を提供することにある。本発明の他の利点および特徴並びにその構成と作用は、添付した図面に関してなされる以下の詳細な説明から明らかになろう。ただし、図において同様の構成要素は全体にわたって同様の番号を付されるものとする。図面の簡単な説明図１Ａは機械的ピボット軸受を有する従来の磁気軸受の前面図であり、図１Ｂは高温超伝導ピボット軸受を有する磁気軸受の前面図である。図２は高温超伝導構造を有する磁気軸受を示す図である。図３は受動安定化装置として作用する超伝導構造を用いた磁気軸受を示す図である。図４は同心状磁石と磁束復帰シャントを有する磁気軸受の設計方法を示した図である。更に、図５は他の浮揚構造を用いた磁気軸受の設計方法を示す図である。好ましい実施例の態様図面、特に図１Ｂを参照すると、永久磁石および高温超伝導体を利用した磁気軸受を取り込んだ好適なフライホイールシステムが１０により示してある。この高温超伝導体軸受システム１０（以後、「軸受システム１０」）においては、高温超伝導体１２と永久磁石１４は、基本的な遠心分離器のデザインにおけるピボット軸受に代わるものである。高温超伝導体軸受システム１０は、軸方向および半径方向の安定性を与え、一方従来のピボット軸受の摩擦損失を全て排除することができる。高温超伝導体軸受システム１０はまた、本実施例においてはわずかな割合の浮揚力を与えるように作用させることができる。他の実施例が図２に示してあり、ピボット軸受が、高温超伝導体１２と永久磁石１４により置き換えられている。実質的には、一つ以上の機械的ピボット軸受を有する一組の磁気軸受を用いた構成を、高温超伝導体軸受により置き換えられたピボット軸受と共に用いることがしばしばできる。しかしながら、従来の高温超伝導体軸受のデザインによれば、渦電流に起因する回転損失がある。これらの損失は、本発明により構成された高温超伝導体軸受により最小になされる。本発明の一態様の好適な実施例が図３Ａにフライホイールシステムとして示される。フライホイール４０は、好適には非磁気ロータ５０、リング状永久磁石６０、および円筒状永久磁石７０により構成される。ロータ５０はステインレススチール、Ｋｅｖｌａｒまたは炭素−炭素複合体などの複合材料、あるいは他の耐久性材料により構成することができる。上部永久磁石１６はロータ永久磁石７０と相互作用して吸引力によりフライホイール４０を浮揚させる。他の永久磁石の組み合わせは、ロータ永久磁石７０と相互作用して反発力によりフライホイール４０を浮揚させる下部永久磁石２０により構成される。これらの永久磁石の配列はプッシュ／プル軸受７５として示すことができる。リング状永久磁石６０は高温超伝導体構造３０にわたって安定に浮揚される。リング状永久磁石６０と高温超伝導体構造３０はフィールド冷却され、必要に応じて安定化力の他に浮揚力を与えることができる。フライホイールシステム３８における永久磁石の応用を以下に説明するが、一般的に、他の種類の磁石を、等価的に用いることができる。図３において、静止構成要素（上部永久磁石１６、下部永久磁石２０および高温超伝導体構造３０）に対する支承手段は図示されず、また電力入出力手段および他のフライホイールシステムの補助構成要素も、これらの構成要素は当業者には衆知なので、図示してない。図３に示したフライホイールシステム３８の重要な利点は、プッシュ／プル軸受７５の剛性または弾性率が非常に小さいということにある。高温超伝導体構造３０は高い浮揚圧力を与える必要はない。幾つかの好適な実施例においては、高温超伝導体構造３０は浮揚圧力を与えないように設計することができる。更に、小さな振幅に対する、リング状永久磁石６０と相互作用する高温超伝導体構造３０の弾性率は、浮揚圧力および高温超伝導体構造３０の結晶の大きさに無関係である。例えば、約１ミリメートルの振幅にわたって、高温超伝導体構造３０から得られる弾性率（剛性）は、浮揚圧力および材料の結晶の大きさとは無関係にほぼ一定のままである。かくして、より低い性能品質の、従ってより安価な高温超伝導体材料を用いることができる。高温超伝導体構造３０のリング状永久磁石６０との相互作用により、全ての方向に正の弾性率（剛性）が得られる。非常に好適な実施例としては、プッシュ／プル軸受７５の最大力よりわずかに大きな懸垂フライホイールシステム３８があり、このフライホイールシステム３８は半径方向に安定なモードで、すなわちプッシュ／プル軸受７５の中間面よりわずかに上方でプッシュ／プル軸受７５を動作させることができる。高温超伝導体構造３０とリング状永久磁石６０の間の相互作用は、全浮揚力の約１％程度の力を供給することができる。高温超伝導体構造３０とリング状永久磁石の間で単に低い浮揚圧力が要求されるときは、それらの間のギャップは比較的大きくてよい。この構造は磁界の非均一性の制御をより容易にし、高温超伝導体構造３０に係わる回転損失を逓減させる。図４に示したように、図３の形状に基づく他の実施例にはリング状プシュ／プル軸受７５がある。永久磁石１６、２０、６０および７０の各々は図４の断面図に示したように一組の同心状リングの形態をとることができ、パーメンダキャップ８０または他の高透磁率材料を、永久磁石１６、２０および６０に対する磁束復帰路として用いる。このような復帰路は永久磁石７０に対しては要求されない。非磁性材料構造８８は永久磁石６０と７０を結合し、静止永久磁石１６と高温超伝導体構造３０に隣接した回転を可能にする。本発明の他の実施例が図５の断面図に示してある。永久磁石１６、２０および７０の各々は好適には同心状リングである。非磁性結合構造９０は永久磁石１６、２０および６０を結合し、静止永久磁石７０と高温超伝導体構造３０に隣接する回転に供する。非磁性支持構造９２は永久磁石１６と２０に隣接する磁石７０を支持する。この実施例においては、図４に示したものと逆の交互極性（図５に示したように）が満足な結果を与える。永久磁石１６、２０、６０および７０の各々は、垂直方向に積層されたものとするか、または別に変更したものとして、磁界の非均一性を減少させる。同心状リング永久磁石１６、２０および６０の極性を変え、かつそれらをパーメンジュールキャップ(permendure cap)８０などの磁気シャントまたは磁束復帰路により結合することにより、磁気シャントのない整合極性リングを用いた同様の構成に較べて、約５０％ほど浮揚力を増強させることができることが分かっている。かくして、図４に示した交互極性同心状リング永久磁石１６、２０および６０（これは、必要なら互いに入れ子式にすることができる。）は、本発明の非常に好適な実施例である。このように、本発明の主要な利点は、高温超伝導体構造３０の材料が高い浮揚圧力をもたらす必要がないということにある。これは、高温超伝導体軸受材料の製造に際してより安価な加工方法の使用を可能にする。軸受システム１０の高温超伝導体部分がフライホイールの重量の多くを支持する必要がないときは、リング状永久磁石６０を高温超伝導体構造３０上でより高く浮揚させることができ、またリング状永久磁石６０における非均一性に係わる回転損失は、高温超伝導体構造３０がフライホイール４０の重量の全てを支持しなければならない場合に比べてより少なくなることになる。以上に本発明の好適な実施例と考えられるものを開示したが、本発明の精神と範囲から逸脱することなしに、または本発明の利点のいずれかを犠牲にすることなしに各種の詳細の変更がなされてよいことが理解される。

【手続補正書】特許法第１８４条の８【提出日】１９９６年７月３０日【補正内容】請求の範囲（補正）１．永久磁石構造を有するロータと、該ロータの永久磁石構造と相互作用して前記ロータを浮揚するのに必要な大部分の浮揚力を与える複数個の永久磁石手段と、前記ロータの前記永久磁石構造と相互作用して前記ロータの安定回転のための安定化力を与える定常高温超伝導体安定化手段と、を含む高温超伝導軸受。２．前記ロータの永久磁石構造が第一部分と第二部分からなり、該第一部分は前記複数個の永久磁石手段と相互作用し、かつ前記第二部分は前記高温超伝導体安定化手段と相互作用する請求項１記載の軸受。３．前記ロータが更に非磁性構造を有する請求項１記載の軸受。４．非磁性構造により前記第一部分と第二部分とを結合させる請求項２記載の軸受。５．前記複数個の永久磁石手段の少なくとも一つが前記永久磁石構造の垂直方向上方に配置され、それに引張力を与え、かつ前記複数個の永久磁石手段の少なくとも他の一つは前記永久磁石構造の垂直方向下方に配置され、それに押圧力を与える請求項１記載の軸受。６．前記第一部分と前記第二部分が、磁気シャントにより結合された同心状磁性リングからなる請求項２記載の軸受。７．前記第一部分と第二部分が、同心状磁性リングからなる請求項２記載の軸受。８．ロータを懸垂して高温超伝導体材料軸受における回転に供する方法であって、永久磁石構造を有するロータを設けるステップと、前記永久磁石構造に隣接して複数個の永久磁石を配置することにより前記ロータを浮揚するのに必要な浮揚力を与えるステップと、磁界の不均一性による回転損失を最小にしながら前記高温超伝導体構造に安定化力を与えるのに十分な前記永久磁石構造からの距離に高温超伝導体構造を配置するステップと、を含む方法。９．前記ロータの永久磁石構造が第一部分と第二部分とからなり、前記第一部分は前記複数個の永久磁石手段と相互作用し、かつ前記第二部分は前記高温超伝導体安定化手段と相互作用する請求項８記載の方法。１０．前記ロータが更に非磁性構造を有する請求項８記載の方法。１１．非磁性構造により前記第一部分と前記第二部分とを結合する請求項９記載の方法。１２．前記複数個の永久磁石手段の少なくとも一つが前記永久磁石構造の垂直方向上方に配置され、それに引張力を与え、かつ前記複数個の永久磁石手段の少なくとも他の一つが前記永久磁石構造の垂直方向下方に配置され、それに押圧力を与える請求項８記載の方法。１３．前記第一部分と前記第二部分との少なくとも一方が磁気シャントにより結合された同心状リングからなる請求項９記載の方法。１４．マイクロ構造粒度を有する高温超伝導体軸受であって、永久磁石構造を含んで有するロータと、前記永久磁石構造と相互作用する複数個の永久磁石手段と、約１ミリメートル以下の安定化手段の変位に対して、ミクロ構造粒度とはほぼ無関係な磁気弾性率を与える高温超伝導体安定化手段と、を含む軸受。１５．高温超伝導体材料軸受であって、永久磁石構造を有するロータと、前記ロータの永久磁石構造と相互作用して前記ロータを浮揚させるのに必要な大部分の浮揚力を与える複数個の永久磁石手段であって、前記永久磁石構造が第一部分および第二部分とを有し、前記第一部分が前記複数個の永久磁石手段と単独で相互作用し、かつ前記第二部分が高温超伝導体安定化手段と相互作用して前記ロータの安定回転のための安定化力を与える複数個の永久磁石手段と、を有する軸受。１６．前記第一部分が前記ロータの中心部分に配置され、前記第二部分が前記ロータの外部に配置される請求項１５記載の軸受。１７．前記複数個の磁石手段の少なくとも一つが前記永久磁石構造の垂直方向上方に配置され、それに引張力を与え、かつ前記複数個の永久磁石手段の少なくとも他の一つが前記永久磁石構造の垂直方向下方に配置され、それに押圧力を与える請求項１５記載の軸受。１８．前記複数個の永久磁石手段が。前記永久磁石構造と相互作用して前記ロータを浮揚させるのに必要な浮揚力の約９９％を与える請求項１５記載の軸受。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＺ，ＶＮ

Claims

【特許請求の範囲】１．永久磁石構造を含むロータと、該ロータの永久磁石構造と相互作用して該ロータを浮揚させる浮揚力を与える複数個の永久磁石手段と、前記ロータの前記永久磁石構造と相互作用して前記ロータの安定回転のための安定化力を与える高温超伝導体安定化手段と、を含む高温超伝導体材料軸受。２．前記ロータの前記永久磁石構造が、第一部分と第二部分からなり、該第一部分は前記複数個の永久磁石手段と相互作用し、また該第二部分は前記高温超伝導体安定化手段と相互作用する請求項１記載の軸受。３．前記ロータは更に非磁性構造を有する請求項１記載の軸受。４．非磁性構造により前記第一部分と第二部分とを結合する請求項２記載の軸受。５．前記複数個の永久磁石手段の少なくとも一つは前記永久磁石構造の垂直方向上方に配置され、該構造に引張力を与え、かつ前記複数個の永久磁石手段の少なくとも他の一つは前記永久磁石構造の垂直方向下方に配置される、該構造に押圧力を与える請求項１記載の軸受。６．前記第一部分および前記第二部分の少なくとも一方は磁気シャントにより結合された同心状磁性リングからなる請求項２記載の軸受。７．前記第一部分および前記第二部分は同心状磁性リングからなる請求項２記載の軸受。８．高温超伝導体軸受において回転のためにロータを懸垂する方法であって、永久磁石構造を含むロータを設けるステップと、前記永久磁石構造に隣接して複数個の永久磁石を配置することにより前記ロータを浮揚させるのに必要な浮揚力を与えるステップと、磁界の非均一性による回転損失を最小にしながら前記高温超伝導体構造に安定化力を与えるのに十分な前記永久磁石構造からの距離に高温超伝導体構造を配置するステップと、を含む方法。９．前記ロータの前記永久磁石構造が第一部分と第二部分からなり、前記第一部分は前記複数個の永久磁石手段と相互作用し、前記第二部分は前記高温超伝導体安定化手段と相互作用する請求項８記載の方法。１０．前記ロータが更に非磁性構造を有する請求項８記載の方法。１１．非磁性構造により前記第一部分と第二部分とを結合する請求項９記載の方法。１２．前記複数個の永久磁石手段の少なくとも一つが前記永久磁石構造の垂直方向上方に配置され、前記永久磁石構造に引張力を与え、かつ前記複数個の永久磁石手段の少なくとも他の一つが前記永久磁石構造の垂直方向下方に配置され、前記永久磁石構造に押圧力を与える請求項８記載の方法。１３．前記第一部分と前記第二部分の少なくとも一方は磁気シャントに結合された同心状リングからなる請求項９記載の方法。１４．ロータを懸垂して高温超伝導体材料軸受において回転させる方法であって、非磁性材料構造の内部に配置された永久磁石構造を設けてロータを形成するステップと、前記永久磁石構造に隣接して複数個の永久磁石を配置することにより前記ロータを浮揚させるのに必要な大部分の浮揚力を与えるステップと、共に回転するよう第二の永久磁石構造を前記非磁性構造に結合させるステップと、前記第二の永久磁石構造に隣接して高温超伝導体構造を配置して該高温超伝導体構造に、またこれにより前記ロータに安定化力を与えて、ほぼ安定なロータ回転を実現するステップと、を含む方法。１５．前記ロータの前記永久磁石構造が第一部分と第二部分からなり、該第一部分は前記複数個の永久磁石手段と相互作用し、前記第二部分は前記高温超伝導体と相互作用する請求項１４記載の方法。１６．前記第一部分と前記第二部分が、それぞれ複数個の同心状磁性リングからなる請求項１５記載の方法。１７．前記複数個の永久磁石手段の少なくとも一つが前記永久磁石構造の垂直方向上方に配置され、それに引張力を与え、かつ前記複数個の永久磁石手段の少なくとも他の一つが前記永久磁石構造の垂直方向下方に配置され、それに押圧力を与える請求項１４記載の方法。１８．前記第一部分および前記第二部分の少なくとも一方が磁気シャントにより結合された交互極性のほぼ同心状の磁性リングからなる請求項１５記載の方法。１９．前記ほぼ同心状のリングが互いに入れ子構造になされる請求項１８記載の方法。２０．マイクロ構造粒度を有する高温超伝導体軸受であって、永久磁石構造を含んで有するロータと、前記永久磁石構造と相互作用する複数個の永久磁石手段と、約１ミリメートル以下の安定化手段の変位量に対してマイクロ構造粒度とはほぼ無関係な磁気弾性率を与える高温超伝導体安定化手段と、を含む軸受。