WO1991019621A1 - Underwater linear transport system - Google Patents

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WO1991019621A1
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WO
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vehicle
track
linear induction
buoyancy
underwater
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Application number
PCT/JP1991/000831
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English (en)
French (fr)
Inventor
Kinjiro Yoshida
Hirofumi Inokuchi
Toshio Matsumoto
Original Assignee
Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki
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    • 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
    • B61—RAILWAYS
    • B61B—RAILWAY SYSTEMS; EQUIPMENT THEREFOR NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B61B13/00—Other railway systems
    • B61B13/08—Sliding or levitation systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63G—OFFENSIVE OR DEFENSIVE ARRANGEMENTS ON VESSELS; MINE-LAYING; MINE-SWEEPING; SUBMARINES; AIRCRAFT CARRIERS
    • B63G8/00—Underwater vessels, e.g. submarines; Equipment specially adapted therefor
    • B63G8/08—Propulsion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H19/00—Marine propulsion not otherwise provided for
    • B63H19/08—Marine propulsion not otherwise provided for by direct engagement with water-bed or ground
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to an underwater transportation system in water or liquid.
  • the present inventors have proposed a concept to make the vehicle run underwater or underwater near S.
  • a track is laid underwater or in the sea, and a recreational motor car is to be run along this track.
  • Japanese Unexamined Patent Application Publication No. Hei 1-26805 and Japanese Unexamined Patent Application Publication No. Hei 12-38405 disclose the following problems. A method of propelling a moving element using a linear motor is disclosed.
  • the levitation force is composed of separate elements such as a magnet
  • the propulsion force is composed of separate elements, such as a linear motor. Therefore, the structure of the device becomes complicated and the cost increases.
  • a first object of the present invention is to take into account that a vehicle is traveling underwater or in the sea, to offset most of its own weight by buoyancy, and to obtain propulsion by a linear motor.
  • a second object of the present invention is to provide an underwater transportation system that generates a force that offsets the difference between the vehicle's own weight and buoyancy simultaneously with propulsion.
  • an underwater linear transport system According to the present invention, •
  • the vehicle has a slight difference in its own weight from the buoyancy of the track provided underwater.
  • the track is located on the track.
  • the feature is that wheels are provided to support the track.
  • the wheels • To further reduce the difference between the weight of the vehicle and the buoyancy, the electromagnetic force corresponding to the difference between the weight • of the vehicle and the buoyancy is generated by linear induction overnight. • Control means can be provided to allow the vehicle to travel without contact.
  • the underwater linear transport system of the present invention also includes: • a track provided underwater; and the weight of the track has a slight difference 5 with respect to buoyancy.
  • the secondary side of the linear induction motor which is arranged at a distance, a gap sensor for detecting a gap length between the secondary side conductor and the track, and a linear induction motor formed by the secondary side and the secondary side of the zero. It is characterized in that a control means for giving a flow command is provided so that the gap length becomes constant together with the propulsion force.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating the principle of generation of propulsion and magnetic repulsion according to the present invention.
  • Fig. 2 is a schematic diagram illustrating the principle of generation of propulsion and magnetic attraction according to the present invention.
  • Fig. 1 is a cross-sectional view of a test device for a linear transport system underwater that uses magnetic levitation by magnetic repulsion as shown in Fig. 1.
  • Fig. 4 shows an inverter.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram of a block operation of a linear induction motor
  • FIG. 6 is a time chart of a current command pattern, a gap length, etc. in the first embodiment, and FIG.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing another test device of the underwater linear transport system applying magnetic levitation by magnetic repulsion in Fig. 1
  • Fig. 8 is a block diagram showing the configuration of the control system of the device
  • Fig. 9 is.
  • FIG. 2 is a sectional view showing a second embodiment using magnetic attraction force
  • FIG. 10 is a time chart of a flow command pattern, a gap length, etc. in the second embodiment
  • FIG. 11 is FIG.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view showing another embodiment using the magnetic attraction force of the present invention.
  • the vehicle's own weight is applied to the track as it is, so the magnetic levitation means to offset the own weight becomes large.
  • the present invention aims at running underwater, and in that case, paying attention to the fact that buoyancy acts on the vehicle, a slight difference is provided between the self-weight of the vehicle and the buoyancy, and only the difference is applied to the wheels or Either supplement it with the magnetic repulsion or magnetic attraction of the linear induction motor, or give a current instruction to the linear induction motor so that the gear length is constant.
  • Fig. 1 shows the principle of magnetic levitation in the present invention.
  • a three-phase alternating current flows through the primary winding of a reductive induction motor
  • an eddy current flows through a secondary conductor composed of a nonmagnetic conductor, and the vertical
  • a magnetic repulsive force is generated in the direction of the moving magnetic field
  • a propulsive force Fx is generated in the traveling direction of the moving magnetic field. It is expressed as a function of the face ridge S of the gear, the length g of the gear and the slip s.
  • the magnetic repulsion F is used for the lift of the moving element, that is, the vehicle, and the propulsion F, is used for the propulsion of the vehicle.
  • the vehicle's own weight is made smaller than the buoyancy and gear control is performed so that the difference between the buoyancy and the buoyancy is canceled by the suction force, the apparent weight becomes zero and the vehicle runs up and down on the track. It becomes possible.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a test device of an underwater linear transfer system to which the magnetic levitation by magnetic repulsion of FIG. 1 is applied.
  • the underwater linear motor is a little heavier than the buoyancy.
  • the secondary side 6 of a linear induction motor made of a non-magnetic conductive S body such as a steel plate or an aluminum plate is connected to the primary side 4 of a linear induction motor arranged inside the track 2 in the vehicle body. They are arranged so that they face each other.
  • it is equipped with wheels 7 for supporting the vehicle body when not on the sea and wheels 8 for guidance to prevent false running during levitation.
  • vehicle 1 The size of vehicle 1 is Structural design and adjustment should be made so that the weight becomes slightly heavier than the buoyancy received from the body.
  • the wheels 8 are provided diagonally because both sides of the track 2 are slanted, but this is divided into two parts, a vertical wheel and a horizontal wheel. And can be supported at two cylinders.
  • the track 2 has an iron core 9 having a slot and a primary side 4 of a linear induction motor formed by arranging a three-phase winding 10 in the slot S and fixed thereto.
  • the track 2 has a waterproof structure to protect the primary side 4 of the linear induction motor disposed inside from water or liquid.
  • the support 3 supports the track 2 and has a hollow portion provided therein so that the winding of the linear induction motor ⁇ the signal of the sensor ⁇ can be wired.
  • the controller 5 has an inverter 12 for supplying a current to the primary winding 10 of the linear induction motor arranged on the track 2 and a control circuit 13 for the inverter.
  • FIG. 4 shows the control circuit 13 of the inverter 12.
  • the control circuit 13 includes a frequency control unit 20 and an output current control unit 30.
  • the frequency controller 20 is given a frequency index of a constant frequency
  • the two-phase voltage control oscillator 21 generates a two-phase AC signal having a frequency corresponding to the magnitude of the frequency command.
  • 2 to 3-phase converter 2 3 to convert it to 3-phase AC signal
  • pulse-width modulation amplifier 24 to convert the phase
  • inverter 12 to give linear induction motor Power is supplied to each of the phases to control the oven loop.
  • the current amplitude calculation circuit 31 calculates the pressure corresponding to the amplitude of the secondary current vector of the linear induction motor, and the deviation from the current command is proportional to the integral controller. 3
  • the above flow given to 2 Amplitude control is performed in the amplitude translator 22.
  • the S-flow control unit 30 forms a current feedback loop.
  • the power supplied to the primary winding of the linear induction motor is divided into a plurality of blocks when the track is long. Prepare multiple units of m and detect which block has vehicle 1 with a vehicle rain level g detector (not shown), and select which inverter to pass through the switch. Switch with m.
  • the frequency of the inverter 1 2 is fixed to a certain value, and the pattern of the current command from when the vehicle 1 comes into contact with the track 2 by the wheels until the levitating gear reaches a certain command value Is obtained by simulation as shown in Fig. 6 (a), and based on the result, the frequency and the flow rate are given to the chamber 12 from the control circuit.
  • a current flows from the inverter 12 to the primary winding 4 of the linear induction motor, and a levitation force and a propulsion force act on the vehicle 1 that has been in contact with the track 2 with the wheels 7, and a predetermined gear Ascend to the head and promote.
  • Fig. 6 (0)) shows an example in which the ascent, speed, and travel distance of vehicle 1 at that time were obtained with respect to time.
  • the primary side of Linear Induction 3 ⁇ 4 is set facing the lower surface of the track, and the secondary side provided in the vehicle is set to this primary side.
  • the vehicle can be lowered in a prone state in which it is sucked from below when traveling by setting the vehicle's own weight slightly lower than the buoyancy by providing it on the lower surface opposite to it.
  • FIG. 7 shows a test apparatus according to a second embodiment of the present invention.
  • a gap sensor 16 for detecting a gear between the secondary conductor and the track 2 is provided. Is provided.
  • the gap sensor 16 a magnetic induction type or an inductance detection type can be used.
  • FIG. 8 is a block diagram showing the control system of the present embodiment.A signal corresponding to the gear detected by the gap sensor 16 is converted into a gap length by a gear sensor signal processing circuit 41, and the deviation from the gap command is calculated. It is input to the PID controller 42 and outputs a value corresponding to the deviation. The current value and the convection command pattern input are added and input to the inverter control circuit 13.
  • the frequency of invertor 12 is fixed at a certain value, and the condition that vehicle 1 contacts track 2 with a vehicle until the levitating gear reaches a certain index value is reached.
  • the pattern of the current command is obtained by simulation as shown in Fig. 6 (a), and based on the result, a frequency and current command are given to the inverter 12 from the control circuit.
  • a current flows from the inverter 12 to the primary winding 4 of the linear induction motor, and a levitation force and a propulsion force act on the vehicle 1 that has been in contact with the track 2 with the wheels 7, so that a predetermined gap length is obtained. Emerge and promote. Fig.
  • FIG. 6 (b) shows an example in which the ascent, speed, and travel distance of vehicle 1 at that time were obtained for time. If the gap length fluctuates, feedback control is performed so that the deviation from the gap command becomes zero. If it is necessary to hold the floating gap accurately, the differential use circuit 43 in Fig. 8 uses the differential of the signal of the gear sensor signal processing circuit 41 to output the output of the PID controller 42. Negative feedback.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing the test equipment S of the underwater linear transportation system using the magnetic attraction force of FIG.
  • a magnetic yoke 15 is provided as a secondary core above the secondary side 6 of the linear induction motor, and the weight of the vehicle 1 is made slightly smaller than the buoyancy, so that the wheels 8 are usually mounted on the rails.
  • the vehicle is brought into contact with Road 2, and the vehicle is driven by the propulsive force while the apparent weight of the vehicle body is reduced to zero by magnetic attraction during running. Since the magnetic attraction force in this case has a larger absolute value than the magnetic repulsion force in the case of FIG. 1, the weight of the vehicle 1 can be reduced to zero with a relatively small force.
  • the primary side of the linear induction motor is provided facing the lower surface of the track, and the secondary side provided on the vehicle is opposed to the primary side. Furthermore, by providing the vehicle on its lower surface and making the vehicle's own weight slightly higher than the buoyancy, it is possible to lift the vehicle rain while lifting it from below during traveling. In this case, of course, a magnetic yoke is provided on the back surface of the secondary side.
  • the force corresponding to the difference between the vehicle's own weight and the buoyancy is offset by the magnetic repulsive force or the magnetic attraction force of the linear induction motor, but such levitation control is not performed.
  • the secondary induction motor is used only as a means for obtaining propulsion, and the force of the difference between the vehicle's own weight and buoyancy is supported by wheels, the same effect as in the present embodiment can be sufficiently expected, and the control unit can be controlled. S can also be significantly simplified.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing another test equipment S of the underwater transportation system using magnetic attraction shown in FIG.
  • a magnetic yoke 15 is provided as a secondary iron core above the secondary side 6 of the linear induction motor, and the weight of the vehicle 1 is made slightly smaller than the buoyancy so that the wheels 8 are normally in contact with the track 2.
  • the magnetic attraction force in this case is Since the absolute value is larger than the repulsion, the weight of vehicle 1 can be reduced to zero with relatively small power.
  • Other configurations and control circuits are the same as those in the embodiment of FIG.
  • linear transportation of the vehicle underwater can be performed with a light load or non-contact on a track, and friction can be achieved. Efficient transportation can be performed without energy loss.
  • linear transportation of the vehicle underwater can be performed without contacting the track, and efficient transportation can be performed without energy loss such as friction.

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Description

明 細 害
水中リニア輪送システム
〔技術分野〕
本発明は、 水中あるいは液体中における水中リユア輸送システム に関する。
〔背景技術〕
S近、 車両を水中又は海中に走行させる構想が、 本発明者らより 提案されている。
具体的には、 水中又は海中に軌道を敷設し、 この軌道に沿ってリ ユアモータカーを走らせようとするものである。
従来の地上における磁気浮上形リニアモータカーは、 移動子ある いは可動子を浮上、 推進させる力をそれぞれ独立の要素によって構 成している。 例えば、 特開平 1一 2 0 6 8 0 5号公報ゃ特開平 1 一 2 3 8 4 0 5号公報には、 踅磁石の吸引力あるいはマグネッ トの反 発力によって移動子を浮上させ、 各種のリニアモータを使って移動 子を推進させる方式が開示されている。
ところが、 このような方式では、 浮上力は ¾磁石、 推進力はリニ ァモータといったように別々の要素から構成されているため、 装置 の構造が複雑となり、 コストアップとなる。
本発明の第 1 の目的は、 水中又は海中における車両の走行である ことを考慮し、 浮力によって車両の自重の大部分を相殺し、 推進力 をリニアモータによって得ることにある。
本発明の第 2の目的は、 推進力と同時に車両の自重と浮力との差 を相殺する力を発生させる水中リユア輸送システムを提供すること にめ《。
〔発明の開示〕
前記第 1 の目的を達成するため、 本発明の水中リニア輪送システ • ムは、 水中に設けた軌道と、 自重が浮力に対してわずかな差を有し、 • 前記軌道に沿って走行自在に架設された密閉構造の車両と、 前記軌 • 道に配置されたリニアインダクショ ンモータの一次側と、 前記車両 . に設けられ、 前記リニアインダクションモータの一次側に対向して
5 配置されたリニアインダクションモータの二次側と、 これらの一次 • 側と二次側によって形成されるリニアインダクションモータによつ • て推進力を与える走行制御手段と、 前記車両の自重と浮力との差を • 前記軌道に対して支持する車輪を設けたことを特徵とする。
• この場合、 車輪 ίこ掛かる自重と浮力との差をさらに軽減するため 0 に、 リニアインダクショ ン 一夕によって前記車両の自重と浮力と • の差に見合う電磁力を発生させて車両を軌道に対して非接触で走行 • させる制卸手段を設けることもできる。
• また、 前記第 2の目的を達成するため、 本発明の水中リニア輸送 • システムは、. 水中に設けた軌道と、 自重が浮力に対してわずかな差 5 を有し、 前記軌道に沿って走行自在に架設された密閉構造の車両と、 • 前記軌道に配 Sされたリニアインダクショ ンモータの一次側と、 前 • 記車両に設けられ、 前記リニアインダクショ ンモータの一次側に対 • 向して配置されたリニアインダクショ ンモータの二次側と、 この二 ■ 次側導体と軌道とのギャップ長を検出するギャップセンサと、 前記 0 の 次側と二次側によって形成されるリニアインダクシヨ ンモータ . によって推進力とともに、 前記ギャップ長が一定となるように髦流 • 指令を与える制御手段を設けたことを特徵とする。
. 〔図面の簡単な説明〕
• 第 1 図は本発明の推進力と磁気反発力の発生原理を説明する概略 5 図、 第 2図は本発明の推進力と磁気吸引力の発生原理を説明する概 • 略図、 第 3図は第 1図の磁気反発力による磁気浮上を速用した水中 ■ リニア輪送システムの試験装置を示す断面図、 第 4図はイ ンバータ の制御回路の構成例を示すプロック図、 第 5図はリニアイ ンダク シ ヨ ンモータのプロック運転の説明図、 第 6図は第 1実施例における 電流指令パターン、 ギャップ長等のタイムチャート、 第 7図は第 1 図の磁気反発力による磁気浮上を適用した水中リニア輪送システム の他の試験装置を示す断面図、 第 8図はその装置の制御系の構成を 示すブロック図、 第 9図は.第 2図の磁気吸引力を利用した第 2実施 例を示す断面図、 第 1 0図は第 2実施例における ¾流指令パターン、 ギャップ長等のタイムチャー ト、 第 1 1 図は第 2図の磁気吸引力を 利用した他の実施例を示す断面図である。
〔発明を実施するための最良の形態〕
リニアモータカーでは、 地上機の場合には車両の自重が軌道にそ のまま掛かるため、 その自重を相殺するための磁気浮上手段が大掛 かりとなる。 本発明では、 水中での走行を目的としており、 その場 合には浮力が車両に作用することに着目し、 車両の自重と浮力との 間に少しだけ差を設けてその差分だけを車輪又はリニアイ ンダクシ ョ ンモータの磁気反発力ないし磁気吸引力で補うか、 またはギヤッ ブ長が一定になるようにリニアインダクショ ンモータに電流措令を 与えることとしている。
リニアインダクションモータによる磁気反発力及び磁気吸引力に ついて概略説明する。
図 1 は本発明における磁気浮上の原理を示すものであり、 リユア インダクショ ンモータの一次巻線に三相交流 ¾流を流すと非磁性導 体で構成された二次導体に渦電流が流れ、 垂直方向に磁気反発力 " が、 移動磁界の進行方向に推進力 F x がそれぞれ発生する。 この磁 気反発力 F , と推進力 F , は、 ¾流 I、 一次巻線のターン数 N、 ェ ァギヤッブの面稜 S及びギヤッブ長 g、 スリ ップ s等の関数として 表される。 この.磁気反発力 F , を移動子、 すなわち車両の浮上力に利用し、 推進力 F , を車两の推進力に利用する。 この磁気反発力は空気中で は車両を浮上するには小さ ¾ぎるが、 水中において車両の自重が浮 力に対してわすか大きくなるようにしておけば、 小さな浮上力でも 車両を浮上させることが可能となる。 そして、 制御装 Sでは、 ギヤ ッブ長 gが一定となるように電流指令をフィー ドバック制御する。 また、 図 2のように二次導体の裏側に磁気ヨークを設けると、 一 次巻線と二次導体との閬には吸引力 F と推進力 F が発生する。
そこで、 車両の自重を浮力よりも小さく しておき、 吸引力 F に よって浮力との差を相殺するようにすれば、 見掛けの重量が零にな り、 磁気浮上する。
あるいは、 車両の自重を浮力よりも小さ く しておき、 吸引力 によって浮力との差を相殺するようにギヤッブ制御すれば、 見掛け の重量が零になり、 軌道に対して浮上伏態で走行することが可能と なる。
以下、 本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。
第 3図は第 1図の磁気反発力による磁気浮上を適用した水中リ二 ァ輪送システムの試験装置を示す断面図である。
水中リニアモータは、 浮力より少し重い重： B:に設計， 製造された 車両 1 と軌道 2と支柱 3 と軌道内に配 Sされたリニアインダクショ ンモータの一次側 4の卷糠に髦流を供給するコン トローラ 5によつ て構成されている。 前記車両 1 は鋇板又はアルミニウム板等の非磁 性導 S体からなるリニアインダクションモータの二次側 6が車両本 体に軌道 2の内部に配愛されたリニアインダクショ ンモータの一次 側 4に対向する*ように配 a固定されている。 また、 洋上を行わない 場合に車体を支持する車輪 7と浮上走行時の僞摇れを防止し、 さら に案内用として車輪 8を装備している。 車両 1 の大きさはそれが液 体から受ける浮力に比べ、 少し重量が重くなる程度に構造設計及び 調整を行う。 なお、 本実施例においては、 前記車輪 8は軌道 2の両 側部が斜めであるため斜めに設けているが、 これを垂直車輪と水平 車輪の二つに分割し、 軌道も垂直部と水平部とを設けて二筒所で支 持することもできる。
軌道 2は、 スロ ヅ トを有する鉄心 9 とそのスロッ ト内に三相の巻 線 1 0を配 Sして搆成されたリニアインダクションモータの一次側 4が S置、 固定されている。 また軌道 2は水あるいは液体から内部 に配置されたリニアインダクショ ンモータの一次側 4を保護するた め防水構造となっている。
支柱 3は、 軌道 2を支持するもので、 その内部には空洞部が設け られ、 リニアインダクションモータの巻線ゃセンサの信号锒が配線 できるようになっている。
コン トローラ 5 は軌道 2に配置されたリニアインダクショ ンモー 夕の一次巻線 1 0に電流を供耠するィンバータ 1 2 とその制御回路 1 3を有している。
インバータ 1 2の制御回路 1 3を第 4図に示す。 この制御回路 1 3は周波数制御部 2 0 と出力 ¾流制御部 3 0 とから構成されている。 周波数制御部 2 0 には一定周波数の周波数指合が与えられ、 2栢電 圧制御発振器 2 1で周波数指令の大きさに応じた周波数の 2相の交 流信号が生成され、 電流振幅翻整器 2 2に与えられ、 2相 - 3相変 換器 2 3で 3相の交流信号に変換され、 パルス幅変調アンプ 2 4で 位相変換され、 インバータ 1 2に与えられてリニアインダクシヨ ン モータの各相に ¾力が供耠されてオーブンループの制御がなされる。 一方、 ¾流制御部 3 0では ¾流振幅演算回路 3 1でリニアイ ンダク シヨ ンモータの—次電流べク トルの振幅に相当した ¾圧が演算され、 電流指令との偏差が比例 ·積分制御器 3 2に与えられて前記の霪流 振幅翻整器 2 2において振幅制御が行われる。 この S流制御部 3 0 により、 電流フィー ドバックループが形成ざれる。
また、 リニアインダクショ ンモータの一次卷弒に供耠する電力は、 軌道が長い場合、 一次巻锒は複数のブロックに分割されるため、 第 5図に示すようにィンバータ 1 2— 1〜 ί 2—mを複数台用意し、 どのブロックに車両 1があるかを車雨位 g検出器 （図示せず） によ り検出し、 どのィンバータを通 Sするかスィツチ 1 4一 1〜 1 4一 mにより切り換えを行う。
車両 1を浮上， 走行させるためには、 ィンバータ 1 2の周波数 をある值に固定し、 車両 1が軌道 2に車輪で接触した伏態から浮上 ギヤッブをある指令値になるまでの電流指令のパターンを第 6図 (a) に示すようにシミュレーショ ンで求め、 その桔果に基づいてィンバ 一夕 1 2に周波数と «流の指合を制御回路から与える。 これによつ てインバー夕 1 2からリニアインダクショ ンモータの一次卷線 4に ¾流が流れ、 軌道 2に車輪 7で接触していた車両 1 に浮上力と推進 力が作用し、 所定のギャ ップ長に浮上し、 推進する。 そのときの車 両 1 の浮上、 速度、 移動距離を時間に対して求めた例を第 6図 0>)に 示す。
なお、 第 1図に示した磁気反発力を利用する他の方法として、 リ ニァイ ンダクショ ン ¾一夕の一次側を軌道の下面に向けて設け、 車 両に設ける二次側をこの一次側に対向してさらに下面に設け、 車両 の自重を浮力よりも少し柽くすることにより、 走行時に下側から吸 引する伏態で車両を下降させることもできる。
第 7図は本発明の第 2の実施例に係る試験装置を示すものであり、 図 3に示した装 Sに、 二次側導体と軌道 2 との間のギヤッブを検出 するギャップセンサ 1 6を設けたものである。 このギャップセンサ 1 6は、 鼋磁誘導式やインダクタンス検出式等のものが使用できる。 図 8は本実施例の制御系を示すブロック図であり、 ギャ ップセン 1 6により検出されたギヤッブに応じた信号をギヤッブセンサ信 号処理回路 4 1でギャップ長に変換し、 ギャップ指令との偏差を P I D制御器 4 2に入力してその偏差に応じた霪流値を出力する。 そ の電流値と ¾流指令パターン入力が加算され、 ィンバータ制御回路 1 3に入力される。
車両 1を浮上， 走行させるためには、 インバー夕 1 2の周波数を ある値に固定し、 車両 1が軌道 2に車耪で接触した状憨から浮上ギ ャッブをある指合値になるまでの電流指令のパターンを第 6図 (a)に 示すようにシミ ュレーショ ンで求め、 その結果に基づいてイ ンバー タ 1 2に周波数と 流の指会を制御回路から与える。 これによつて インバー夕 1 2からリニアインダクションモータの一次卷撩 4に電 流が流れ、 軌道 2に車輪 7で接触していた車両 1 に浮上力と推進力 が作用し、 所定のギャップ長に浮上し、 推進する。 そのときの車両 1 の浮上、 速度、 移動距離を時睹に対して求めた例を第 6図 (b)に示 す。 そして、 ギャップ長に変動があれば、 ギャ ップ指令との偏差が 零になるようにフィー ドバッ ク制御を行う。 浮上ギヤ ップを正確に 保持する必要がある場合には、 第 8図の微分捕僂回路 4 3によって、 ギヤッブセンサ信号処理回路 4 1 の信号の微分を使って、 P I D制 御器 4 2の出力に負帰還を施す。
このようにして、 ギヤッブが一定になるようにリニアイ ンダク シ ョ ンモータの ¾流を制御する。 その他の作用効果については第 3図 の実施例と同様であるので、 説明を省略する。
第 9図は第 2図の磁気吸引力を利用した水中リニア輸送システム の試験装 Sを示す断面図である。 本システムでは、 リニアイ ンダク ショ ンモータの二次側 6の上部に二次鉄心として磁気ョーク 1 5を 設け、 車両 1の自重を浮力より も少し小さ く して通常は車輪 8が軌 道 2に接するようにし、 走行時に磁気吸引力で車体の見掛け重量を 零にして推進力で走行させるようにしたものである。 この場合の磁 気吸引力は第 1図の場合の磁気反発力よりも絶対値が大きいため、 比較的小さな ¾力で車両 1 の重量を零にすることができる。 その他 の構成及び制御回路は前記実施例と同様であるので説明を省略する。 本システムにお :ける髦流指合パターンを第 1 0図 (a)に、 車両 1 の 浮上、 速度、 移動钜餱を時間に対して求めた例を第 1 0図 (b)に示す。
なお、 第 2図に示した磁気吸引力、を利用する他の方法として、 リ 二アインダクショ ンモータの一次側を軌道の下面に向けて設け、 車 両に設ける二次側^この一次側に対向してさらに下面に設け、 車両 の自重を浮力より も少し重くすることにより、 走行時に下側から持 ち上げる状態で車雨を浮上させることもできる。 この場合、 二次側 の裏面に磁気ヨークを設けておく ことは勿論である。
さらに、 J¾上の実施例では、 リニアインダクションモータの磁気 反発力ないし磁気吸引力によって車両の自重と浮力との差に見合う 力を相殺するようにしているが、 このような浮上制御を行わず、 リ 二アインダクショ ンモータを単なる推進力を得る手段として用い、 車両の自重と浮力との差の力は車輪で支持するようにしても、 本実 施例と同様な効果を充分期待できるとともに、 制御装 Sも著しく簡 素 ίΕすることができる。
図 1 1 は図 2の磁気吸引力を利用した水中リユア輸送システムの 他の試験装 Sを示す断面図である。 本システムでは、 リニアインダ クショ ンモータの二次側 6の上部に二次鉄心として磁気ヨーク 1 5 を設け、 車両 1の自重を浮力よりも少し小さく して通常は車輪 8が 軌道 2に接するようにし、 走行時にギャップセンサ 1 6で検出した ギヤッブがギヤッブ指令に一致するように制御しながら走行させる ようにしたものである。 この場合の磁気吸引力は図 1 の場合の磁気 反発力よりも絶対値が大きいため、 比較的小さな電力で車両 1 の重 量を零にすることができる。 その他の構成及び制御回路は図 9の実 施例と同様であるので説明を省略する。
以上に説明したように、 本発明によれば、 水中における車両に掛 かる浮力を利用することにより、 水中における車両のリニア輸送を 軌道に対して軽負荷ないし.非接触で行うことができ、 摩擦等のエネ ルギー撗失をなく して効率的な輸送を行うことができる。
また、 ギャップ制御を行うことにより、 水中における車両のリニ ァ輸送を軌道に非接触で行うことができ、 摩擦等のエネルギー損失 をなく して効率的な輸送を行うことができる。
〔産業上の利用可能性〕
本発明は、 海中輸送等の産業に利用することができる。

Claims

— 1 o— 請 求 の 範 囲
1. 水中に設けた軌道と、 自重が浮力に対してわずかな差を有し、 前記軌道に沿って走行自在に架設された密閉構造の車両と、 前記軌 道に配 gされたリニアインダクショ ンモータの一次側と、 前記車両 に設けられ、 前記リニアインダクショ ンモータの一次側に対向して 配置されたリニアインダクションモータの二次側と、 これらの一次 側と二次側によって形成されるリニアインダクションモータによつ て推進力を与える走行制御手段と、 前記車両の自重と浮力との差を 前記軌道に対して支持する車輪を設けたことを特徴とする水中リ二 ァ輸送システム。
2. 水中に設けた軌道と、 自重が浮力に対してわずかな差を有し、 前記軌道に沿って走行自在に架設された密閉構造の車両と、 前記軌 道に SS置されたリニアインダクショ ンモータの一次側と、 前記車両 に設けられ、 前記リユアインダクションモータの一次側に対向して 配置されたリニアインダクションモータの二次側と、 これらの一次 側と二次側によって形成されるリニアインダクションモータによつ て推進力とともに、 前記車両の自重と浮力との差に見合う ¾磁力を 発生させて車両を軌道に対して非接触で走行させる制御手段を設け たことも特徵とする水中リユア輪送システム。
3. 請求の範囲第 2項記載の水中リニア輸送システムにおいて、 車 両の自重を浮力よりもわずかに大き く し、 リニアインダクショ ンモ 一夕によって車両に浮上力を与えることを特徵とする水中リニア輪 送システム。
4. 請求の範囲第 2項記載の水中リニア輸送システムにおいて、 車 両の自重を浮力 ·よりもわずかに小さく し、 リニアインダクショ ン乇 一夕によって車両に降下する力を与えることを特徵とする水中リ二 ァ輸送システム。
5. 水中に設けた軌道と、 自重が浮力に対 てわずかな差を有し、 前記軌道に沿って走行自在に架設された密閉構造の車両と、 前記軌 道に配 Sされたリニアインダクショ ンモータの一次側と、 前記車両 に設けられ、 前記リニアインダクショ ンモータの一次側に対向して 配置されたリニアインダクションモータの二次側と、 この二次側導 体と軌道とのギヤ、 ブ長を検出するギャップセンサと、 前記の一次 側と二次側によって形成されるリニアインダクションモータによつ て推進力とともに、 前記ギヤッブ長が一定となるように鼋流指令を 与える制御手段を設けたことを特徵とする水中リニア輸送システム。
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