JPH0318425B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、推力と揚力の合成発生部と、少な
くとも一個の交番磁極電磁石とを備え、前記電磁
石は縦長固定子の向きに対して垂直に延びる複数
の溝を具備し、これ等の溝は縦長固定子に対向す
る磁極面で開口し、磁極面まで延びる矩形断面を
有し、しかも巻線導体を隣合つた溝の間の磁極の
周りに巻き付けた付属電磁石コイルを収納してい
る特に高速交通系用の周期縦長固定子駆動部に励
磁装置に関する。

〔従来の技術〕

高速交通磁気浮上車両の公知励磁装置（西独特
許第3041940号明細書）では、その電磁石も端部
の拡がつた磁極片を担持する磁芯から出る通しの
電磁石裏板で構成されている。磁芯間に残つてい
る溝には、予め作製した電磁石コイルが付設して
ある。このコイルは個別巻枠に巻き付けてあり、
それぞれ成形コイルとして電磁石中に組み込んで
ある。溝の断面は完全に塞がれていないため、望
ましくない占積率となる。この装置は全体として
比較的大きい電磁石重量となり、この重量によつ
て浮上軌道の動特性は望ましくない影響を受け
る。

〔発明の課題〕

この発明は、前記動特性を改善するため、バネ
付勢されていない重量物として見做すべき電磁石
の重さを低減し、その場合電磁石の特性を悪化さ
せないことを課題としている。

〔課題の解決〕

上記の課題は、電磁石コイルの導体を幅が溝の
深さに等しく、相互に、しかも溝壁に対して密着
接触して磁極に直接巻付けてあるテープで構成
し、電磁石は磁極の下で溝に平行に延びる複数の
切欠を有する励磁装置によつて解決されている。

〔作用・効果〕

この装置によると、溝の有効断面を電磁石コイ
ル材料で完全に塞ぐことができる。これは電磁石
の構造高さを幾分増加させるが、電磁石の重量は
磁極の下部で溝に平行に延びる一個又はそれ以上
の切欠を設けて低減させることができる。このこ
とは、更に磁極面下部の磁気回路の平均磁路長を
短縮し、磁路中の磁位の低下を減少させる利点を
もたらす。

好適実施例によれば、電磁石コイルの導体は幅
が溝の深さに等しいテープで形成してある。これ
等のテープは隣の溝の間に形成される磁極又は磁
芯に直接巻き付けることができる。従つて、占積
率が向上し、磁極片を備えた従来の電磁石に比べ
てコイルの高さを大きくできる。更に、電磁石コ
イルを磁芯に直接電気絶縁接触させて電磁石コイ
ルと磁芯間の熱接触抵抗を低減させる。従つて、
電磁石コイル中で生じる電力損失の大部分が磁芯
を経由して排出される。電磁石コイルの最高許容
温度は許容電流密度の設計基準でもあるから、熱
排出を改善すると電流密度も向上する。

重量を軽減する切欠は、磁極の下部に配置する
と効果的である。個々の場合、これ等の切欠は磁
芯まで達してもよい。

電磁石の端部磁極は交番磁極配置による制約で
半磁極に形成されている。二つの電磁石の隣合つ
た端部間の空間は、選択した磁極のずれに応じて
固定子磁極の一区分に対応する。隣合つた電磁石
の端部磁極で電磁石コイルのコイル空間が重なる
の避けるため、電磁石コイルの導体を各電磁石の
端部磁極で電磁石裏板に巻き付けると好ましい。
更に、コイルの幅に対する高さの比が１以下の場
合、平均巻線長さを短くして端部磁極で電磁石重
量の軽減が生じる。

高速交通磁気浮上車両でエネルギを無接触で取
り出すため、磁極面を形成する磁極片の側面に付
属する溝にリニヤ発電巻線が装備していある。磁
極片と溝付き固定子間の空隙では、相対運動をす
る場合、磁束分布の変調が生じる。従つて、リニ
ヤ発電巻線中に電圧が生じる。この電圧は適当な
整流回路を経由して車両エネルギの一部又は全部
をまかなう。このリニヤ発電巻線の素線は磁極側
の溝壁に配設された少なくとも部分的に付設して
あると有利である。

この種の励磁装置が定常磁力を発生させる永久
磁石も保有していれば、安定な磁力を発生させる
ために必要な励磁は補助電磁石コイルによつて行
われる。有利な構成では、永久磁石を電磁石裏板
の電磁石コイルの下部に、あるいは電磁石コイル
の隣の磁極に配置しているので、磁極の構成を説
明した方法で行うことができる。

公知の励磁装置では、磁極のずれによつて磁極
片と溝付き反作用レール間のパーミアンスの変動
による電磁石全体の揚力の変動を最小にするた
め、磁極の区分が縦長固定子の区分より短くして
ある。しかし、上記の変動は駆動部と電磁石間の
磁極角度にずれを来すため、推力に損失が生じ
る。

しかしながら、電磁石磁極の区分を固定子の区
分より大きくすることもできる。磁極の区分を大
きくすることは、駆動部と電磁石間の磁極角度の
ずれが同じ場合、磁極間隙を長くするので、所定
の溝断面のとき溝の深さを低く選べる利点をもた
らす。従つて、長くした個々の電磁石全体では電
磁石の高さをより低くすることになる。更に、磁
極正面のばらつきも減少するので、磁芯面より狭
く選べる。このことは、電磁石の重量を低減させ
ることになる。

電磁石コイル中に生じる損失を排除させるた
め、磁極と電磁石コイル間に金属板を配設すると
有利である。

これ等の金属板は、熱的に良好な接触をする意
味で電磁石コイルに伝導接続していて、これ等の
金属板と磁極間には電気絶縁体が配設してある。

〔実施例〕

以下に図面に示したこの発明による実施例を説
明する。

図示した電磁石１は、互いに間隔を置いた複数
の磁極２を備えた蛇行型断面を有する。これ等の
磁極２は図示していない溝付き固定子の長手方向
に延びている。これ等の磁極２は互いに電磁石裏
板３の一区分づつにまとめてある。電磁石裏板３
の区分上には、電磁石１に対して垂直に延びる矩
形断面の溝４がある。これ等の溝は、それぞれ電
磁石１の上面によつて形成される磁極面５まで延
びている。磁極２の下には、切欠６があり、同様
に電磁石１の全幅まで延びている。長手方向に
は、電磁石１は磁芯７と上置きされ、延長した磁
極片８とを有する端部磁極によつて区切られてい
る。磁極片８は隣の溝４の一部の上に延びてい
る。

溝４には、それぞれ電磁石コイル９が付設して
ある。これ等のコイルの幅は溝４の深さにほぼ等
しいテープ１０で形成されている。テープ１０は
電気絶縁して磁極２の回りに直接巻き付けてあ
る。つまり、相互に密な接触にして、しかも磁極
側の溝壁１１に対して蜜な接触にして巻き付けて
ある。図示してあるように、これ等の溝４は電磁
石コイル９によつて完全に塞がれている。

端部磁極に隣接する溝４のところには、同じよ
うにテープ製の電磁石コイル１２が電磁石裏板３
の付属区分の回りに巻き付けてある。

磁極面５を形成すう磁極２の上側には、リニヤ
発電巻線１４を収める小さい溝１３がある。他の
リニヤ発電巻線１４は、溝側の磁極壁に設けた溝
１５に装着してある。

第２図と第３図には、更に永久磁石１６の配置
が示してある。これ等の永久磁石は、第２図の構
成の場合、磁極２の下に、また第３図の構成の場
合、溝４の下に配設してある。これ等の永久磁石
は電磁石コイル９によつて励磁される。

図示してないが、縦長固定子に対して溝の影響
を抑制するため必要な磁極区分のずれは、電磁石
１の磁極の間隔を拡大することによつて達成され
る。

図示した励磁装置を用いると、電磁石重量を大
幅に低減できる。何故ならば、磁極区分を長くす
ると、極間が長くなり、所定の溝断面では溝の深
さをより浅く選べるからである。従つて、電磁石
正面の不揃いが低減し、磁気回路の磁気負荷が少
ないため、磁芯断面を狭くできる。溝断面は巻線
材料が完全に塞がるので、電磁石１の高さは全体
として減少する。重量の減少は、磁極２下の切欠
から生じるが、磁極面５下の磁気回路の平均磁路
長を短くし、磁位の低下を防止する利点もある。
電磁石コイルと磁極間の熱接触抵抗はこの電磁石
コイルと磁極壁の間に密着接触によつても低減す
るので、磁芯上で増加する損失電力を排出でき
る。このことは、電磁石重量を同じか低減させた
場合、電流密度を高くできる。

【図面の簡単な説明】

第１図、同期型縦長固定子駆動部の励磁装置に
対する交番磁極電磁石の一部を断面にした模式
図。第２図、第１図の構成の他の実施例の部分模
式図。第３図、第１図の構成の他の実施例の部分
模式図。 図中参照符号：１……電磁石、２……磁極、３
……電磁石裏板、４，１３，１５……溝、５……
磁極面、６……切欠、７……磁芯、８……磁極
片、９，１２……電磁石コイル、１０……テー
プ、１１……溝壁、１４……リニヤ発電巻線、１
６……永久磁石、１７……金属板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 推力と揚力の合成発生部と、少なくとも一個
   の交番磁極電磁石とを備え、前記電磁石は縦長固
   定子の向きに対して垂直に延びる複数の溝を具備
   し、これ等の溝は縦長固定子に対向する磁極面で
   開口し、磁極面まで延びる矩形断面を有し、しか
   も巻線導体を隣合つた溝の間の磁極の周りに巻き
   付けた付属電磁石コイルを収納している特に高速
   交通系用の同期縦長固定子駆動部の励磁装置にお
   いて、 電磁石コイル９の導体１０は幅が溝の深さに等
   しく、相互に、しかも溝壁１１に対して密着接触
   して磁極２に直接巻付けてあるテープで構成して
   あり、電磁石１は磁極２の下で溝４に平行に延び
   る複数の切欠６を有することを特徴とする装置。 ２ 電磁石コイル９の導体１０は、各電磁石１の
   端部磁極７，８で電磁石裏板３に巻き付けてある
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
   装置。 ３ 電磁石の付属溝にリニヤ発電巻線を装備し、
   このリニヤ発電巻線１４は磁極側の溝壁１１に配
   設した溝１３に少なくとも部分的に付設してある
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２
   項記載の装置。 ４ 定常磁力を発生させる永久磁石を備え、これ
   等の永久磁石１６は電磁石コイル９下部の電磁石
   裏板３、又は電磁石コイル９の近くの磁極２に配
   設してあることを特徴とする特許請求の範囲第１
   〜３項のいずれか１項に記載の装置。 ５ 溝の影響を抑制するため、電磁石磁極の区分
   を固定子磁極の区分より長くしてあることを特徴
   とする特許請求の範囲第１〜４項のいずれか１項
   に記載の装置。 ６ 金属板１７は電磁石の磁極２と電磁石コイル
   ９の間に配設してあることを特徴とする特許請求
   の範囲第１〜５項のいずれか１項に記載の装置。 ７ 金属板１７は電磁石コイル９に導電接続して
   あり、電気絶縁体は金属板１７と電磁石の磁極２
   の間に配設してあることを特徴とする特許請求の
   範囲第６項記載の装置。