JPH11262107A - 超電導リニアモータカー用地上コイル - Google Patents

超電導リニアモータカー用地上コイル

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JPH11262107A
JPH11262107A JP10062431A JP6243198A JPH11262107A JP H11262107 A JPH11262107 A JP H11262107A JP 10062431 A JP10062431 A JP 10062431A JP 6243198 A JP6243198 A JP 6243198A JP H11262107 A JPH11262107 A JP H11262107A
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JP
Japan
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coil
linear motor
superconducting
eddy current
motor car
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Pending
Application number
JP10062431A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuo Sawada
一夫 澤田
Shunsuke Fujiwara
俊輔 藤原
Takeshi Umeki
健 梅木
Hirotaka Natsuhara
博隆 夏原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Railway Technical Research Institute
Central Japan Railway Co
Japan Railway Construction
Original Assignee
Railway Technical Research Institute
Central Japan Railway Co
Japan Railway Construction
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Publication date
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  • Control Of Vehicles With Linear Motors And Vehicles That Are Magnetically Levitated (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 超電導リニアモータカー用浮上・案内コイル
に生じる渦電流損を低減し、円滑な車両の走行を可能に
する超電導リニアモータカー用地上コイルを提供する。 【解決手段】 車両に搭載される超電導磁石と作用する
超電導リニアモータカー用地上コイルにおいて、浮上・
案内コイル4の導体素線を分割するとともに、この分割
された各素線41 ,42 ,43 ,44 の前記超電導磁石
2からの距離が平均して等しくなるように配置するよう
にしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、超電導リニアモー
タカー用地上コイルに係り、特に、その浮上・案内コイ
ルの渦電流損の低減を図ることができる地上コイルに関
する。
【0002】
【従来の技術】図8は従来の地上コイルの概略配置図、
図9は従来の超電導リニアモータカーの概略構成図、図
10はその地上コイルと車両側の超電導磁石との電磁誘
導作用の説明図である。図8において、14はU型の軌
道路の内側両側壁に対向して、かつ車両進行方向に一定
間隔を隔てて配置された推進コイルであり、この推進コ
イル14には3相の推進用電源20が接続されている。
図8においては手前側の側壁に配置されている推進コイ
ル14′は略記されているが、推進コイル14と同様に
手前側の側壁にも推進コイル14′が配置されており、
それにも同様に3相の推進用電源20が接続されてい
る。
【0003】15,15′は推進コイル14,14′の
超電導コイル(図示なし)側に配置される浮上・案内コ
イルで、それぞれ対向して、かつ車両進行方向に沿い、
所定間隔を隔てて連続的に配置されている。浮上・案内
コイル15,15′は、同一形状及び同一寸法からなる
上方コイル16と下方コイル17、及び上方コイル1
6′と下方コイル17′がヌルフラックス接続され、か
つ対向する浮上・案内コイル15と15′とが接続線1
8,19を介してヌルフラックス接続されている。
【0004】超電導リニアモータカーは、図9に示すよ
うに、車両VHの台車101、この台車101の両側面
に垂直に装備された超電導コイル102,102′を有
している。一方、U形状の軌道路105の車両進行方向
に沿う内側側壁に、所定間隔を隔てて、垂直かつ連続的
に配置された推進力コイル110が固定され、その上層
に浮上・案内コイル112,113が固定されている。
【0005】対向する内側側壁にも、同様に、推進力コ
イル110′と、浮上・案内コイル112′,113′
が固定されている。なお、106は台車101に設けら
れる車両が着地時に使用される車輪、107は台車10
1に設けられる案内車輪、114は両側の浮上・案内コ
イル間を接続する接続線である。更に、図10におい
て、201は超電導磁気浮上車両、202はその超電導
磁気浮上車両に搭載された超電導磁石、203は線路の
側壁、204はその側壁に固定された地上コイルであ
る。
【0006】そこで、地上コイル204には、超電導磁
気浮上車両201に搭載された超電導磁石202からの
大きな磁束と地上コイル204との電磁誘導作用によ
り、地上コイル204の導体の表面に渦電流損が生じ
る。その渦電流損とみなされるものの多くは、導体の表
面に生ずる渦電流によるロスである。
【0007】導体表面に生じる渦電流損は、超電導磁石
側の条件を変えなければ、素線の寸法によって決まる。
図10に示すような素線寸法の場合、上下方向の磁界φ
1 の変化に対する渦電流損は、A3 Bに比例し、左右方
向の磁界φ2 の変化に対する渦電流損は、B3 Aに比例
する。
【0008】現在の地上コイルの配置においては、磁界
φ1 、磁界φ2 の磁界ともほぼ同程度の影響となってい
る。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記したよ
うに、従来の地上コイルに作用する磁束が大きいために
無視できないような大きな値の渦電流損が生じるといっ
た問題があった。本発明は、上記問題点を解決するため
に、超電導リニアモータカー用浮上・案内コイルに生じ
る渦電流損を低減し、円滑な車両の走行を可能にする超
電導リニアモータカー用地上コイルを提供することを目
的とする。
【0010】
【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、 〔1〕車両に搭載される超電導磁石と作用する超電導リ
ニアモータカー用地上コイルにおいて、浮上・案内コイ
ルの導体素線を分割するとともに、この分割された各素
線の前記超電導磁石からの距離が平均して等しくなるよ
うに配置するようにしたものである。
【0011】〔2〕上記〔1〕記載の超電導リニアモー
タカー用地上コイルにおいて、前記浮上・案内コイルの
導体素線を4分割するようにしたものである。 〔3〕上記〔1〕記載の超電導リニアモータカー用地上
コイルにおいて、前記浮上・案内コイルの導体素線を3
分割するようにしたものである。 〔4〕上記〔2〕又は〔3〕記載の超電導リニアモータ
カー用地上コイルにおいて、前記浮上・案内コイルの巻
枠における段渡り部において入れ替えて前記分割された
素線の転位を行うようにしたものである。
【0012】〔5〕上記〔1〕記載の超電導リニアモー
タカー用地上コイルにおいて、前記浮上・案内コイルの
外部接続部で前記分割された素線の転位を行う転位用コ
ネクタを設けるようにしたものである。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら詳細に説明する。図1は本発明の超電導
リニアモータカー用地上コイルのうち浮上・案内コイル
の分割された素線と超電導リニアモータカーに搭載され
る超電導磁石との電磁作用を示した概略断面図である。
【0014】上記したように、導体表面に生ずる渦電流
損は、超電導磁石側の条件を変えなければ、地上コイル
の素線の寸法によって決まる。したがって、主たる磁界
方向に鎖交する地上コイルの素線の面を分割すると、渦
電流損の低減効果が大きくなることに着目して、その地
上コイルの素線の面を分割する。
【0015】この地上コイルは、浮上・案内コイルと推
進コイルとが併用される方式もあるが、この実施例で
は、浮上・案内コイルと推進コイルとが分離された方式
について検討する。図1に示すように、超電導リニアモ
ータカー1側には超電導磁石2が搭載されており、地上
コイルとしての浮上・案内コイル4は側壁3の近傍に固
定されている。つまり、側壁3にまず、推進コイルPが
配置され、その上に蓋をするように、浮上・案内コイル
4が配置される。
【0016】ここでは、その浮上・案内コイル4を分割
した例について説明している。ここで、単に素線を分割
するだけでは、分割された素線は超電導磁石2に対する
位置が変わることはないので、超電導磁石に近い側の素
線の速度起電力は、離れた側の素線のそれより大きく、
従って、分割された素線間に還流が生じる。そこで、こ
の4分割された素線41 〜44 は、各素線の前記超電導
磁石2からの距離が平均して等しくなるように転位する
ように配置している。
【0017】以下、より具体的な実施例について説明す
る。図2は本発明の第1実施例を示す浮上・案内コイル
の平面図、図3は図2のコイル導体部断面図である。図
2に示すように、この浮上・案内コイル5では、素線は
横方向に4分割され、分割された素線を、例えば、段渡
り部Cで転位させることにより渦電流損の低減を図るこ
とができる。
【0018】すなわち、図3に示すように、A部では、
分割された素線51 は左側に位置しているが、段渡り部
で入れ替えられたB部では、分割された素線51 は右側
に位置している。その他の分割された素線52 〜54
同様に順次転位される。このように構成することによ
り、並列(パラレル)になった分割された素線間還流を
なくすことができ、一層の渦電流損の低減を図ることが
できる。
【0019】現在の浮上・案内コイルは、8.5×6.
2mmと正方形に近い形状の素線の2パラレル構成を採
用しており、段渡り部での転位は行っていない。図4は
本発明の第2実施例を示す浮上・案内コイルの巻線の構
成図である。図4(A)に示すように、素線12は幅が
4.2mm、厚さが6.2mmであり、1ターンが
4分割されており、図4(B)に示すように、段渡り部
で手前側の分割された素線は外側へ、外側の分割された
素線は内側へと転位されている。
【0020】浮上・案内コイルは推進コイルと異なり、
ターン数を比較的自由に変えられるため、ターン数を
1.5倍にして厚さを2/3倍の4.1mmにするとエ
ッジワイズでなくなり、巻線作業がやり易くなる。図5
は本発明の第3実施例を示す浮上・案内コイルの巻線の
構成図である。図5(A)に示すように、素線13は幅
が5.6mm、厚さが6.2mmであり、1ターンが
に3分割されており、図5(B)に示すように、段渡り
部で手前側の分割された素線は後側へ、後側の分割され
た素線は手前側へと転位されている。
【0021】素線をパラレルにした場合には、その素線
間還流をなくすようにすると、上記と同様に一層の渦電
流損の低減を図ることができる。すなわち、このパラレ
ルの分割された素線間還流は、分割した各素線の超電導
磁石からの距離が平均すれば等しくなるように巻くこと
により、消すことができる。
【0022】このように構成することにより、パラレル
の素線間還流を防止することができる。また、例えば、
浮上・案内コイルの巻線途中での転位が困難な場合に
は、図6及び図7において、図示しないが、転位コネク
タを用いて転位させるようにすることができる。
【0023】図6及び図7において、50は軌道路の側
壁、51はコイルの支持体、61,62は推進コイルの
素線、63,64はリード部である。また、81は浮上
・案内コイルのパネル状板、82はそのパネル状板内の
浮上・案内コイルである。さらに大幅に渦電流損を減ら
すには転位電線の採用が必要となる。ここで、転位電線
とは、素線の位置が電線の長さ方向に順次転位するよう
に入れ替えられた電線であり、このような転位電線にお
いては、導体をパラレルに巻く必要はなく、現状より渦
電流損を大幅に下げることが可能である。
【0024】ただし、これは技術的には十分可能である
が、コストの上昇を伴うので、そのコストの低減を図る
ための研究・開発の必要がある。なお、上記した地上コ
イルは、浮上コイルと、案内コイルとを分離した地上コ
イルのいかなる組み合わせにおいても、適用することが
できることは言うまでもない。
【0025】また、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。
【0026】
【発明の効果】以上詳細に述べたように、本発明によれ
ば、超電導リニアモータカー用浮上・案内コイルに生じ
る渦電流損を低減し、円滑な車両の走行を可能にするこ
とができる。また、導体素線の分割にあたっては、パラ
レルの素線間還流をなくし渦電流損を低減することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の超電導リニアモータカー用地上コイル
のうち浮上・案内コイルの分割された素線と超電導リニ
アモータカーに搭載される超電導磁石との電離作用を示
した概略断面図である。
【図2】図2は本発明の第1実施例を示す浮上・案内コ
イルの平面図である。
【図3】図2のコイル導体部断面図である。
【図4】本発明の第2実施例を示す浮上・案内コイルの
巻線の構成図である。
【図5】本発明の第3実施例を示す浮上・案内コイルの
巻線の構成図である。
【図6】本発明の第4実施例を示す地上コイルの断面図
である。
【図7】本発明の第4実施例を示す地上コイルの平面図
である。
【図8】従来の地上コイルの概略配置図である。
【図9】従来の超電導リニアモータカーの概略構成図で
ある。
【図10】従来の地上コイルと車両側の超電導磁石との
電磁誘導作用の説明図である。
【符号の説明】
1 超電導リニアモータカー 2 超電導磁石 4,5,82 浮上・案内コイル 3 側壁 41 〜44 ,51 〜54 ,12,13 素線 50 軌道路の側壁 51 コイルの支持体 61,62 推進コイルの素線 63,64 リード部 81 浮上・案内コイルのパネル状板 C 段渡り部
フロントページの続き (72)発明者 藤原 俊輔 東京都国分寺市光町二丁目8番地38 財団 法人 鉄道総合技術研究所内 (72)発明者 梅木 健 愛知県名古屋市中村区名駅一丁目1番4号 東海旅客鉄道株式会社内 (72)発明者 夏原 博隆 東京都千代田区永田町二丁目14番2号 日 本鉄道建設公団内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車両に搭載される超電導磁石と作用する
    超電導リニアモータカー用地上コイルにおいて、 浮上・案内コイルの導体素線を分割するとともに、該分
    割された各素線の前記超電導磁石からの距離が平均して
    等しくなるように配置することを特徴とする超電導リニ
    アモータカー用地上コイル。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の超電導リニアモータカー
    用地上コイルにおいて、前記浮上・案内コイルの導体素
    線を4分割してなる超電導リニアモータカー用地上コイ
    ル。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の超電導リニアモータカー
    用地上コイルにおいて、前記浮上・案内コイルの導体素
    線を3分割してなる超電導リニアモータカー用地上コイ
    ル。
  4. 【請求項4】 請求項2又は3記載の超電導リニアモー
    タかー用地上コイルにおいて、前記浮上・案内コイルの
    巻枠における段渡り部において入れ替えて前記分割され
    た素線の転位を行うことを特徴とする超電導リニアモー
    タカー用地上コイル。
  5. 【請求項5】 請求項1記載の超電導リニアモータカー
    用地上コイルにおいて、前記浮上・案内コイルの外部接
    続部で前記分割された素線の転位を行う転位用コネクタ
    を具備する超電導リニアモータカー用地上コイル。
JP10062431A 1998-03-13 1998-03-13 超電導リニアモータカー用地上コイル Pending JPH11262107A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114649920A (zh) * 2020-12-18 2022-06-21 中国航天科工飞航技术研究院(中国航天海鹰机电技术研究院) 双重磁体多相超导直线同步电机

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114649920A (zh) * 2020-12-18 2022-06-21 中国航天科工飞航技术研究院(中国航天海鹰机电技术研究院) 双重磁体多相超导直线同步电机
CN114649920B (zh) * 2020-12-18 2024-03-15 中国航天科工飞航技术研究院(中国航天海鹰机电技术研究院) 双重磁体多相超导直线同步电机

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