JPH066907A - 電気自動車における超電導モータ装置 - Google Patents
電気自動車における超電導モータ装置Info
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- JPH066907A JPH066907A JP4159271A JP15927192A JPH066907A JP H066907 A JPH066907 A JP H066907A JP 4159271 A JP4159271 A JP 4159271A JP 15927192 A JP15927192 A JP 15927192A JP H066907 A JPH066907 A JP H066907A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
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- Brushless Motors (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 電気自動車の動力源として超電導モータを適
用し、電気自動車の制動時には、超電導モータから電力
を回生する超電導モータ装置を得る。 【構成】 第1の電機子コイル11および第2の電機子
コイル12は、電気自動車の動力源となるモータの回転
子側に設けられる。界磁コイル13は、超電導体であ
り、モータの固定子側に設けられる。各スイッチ15〜
21、およびスイッチユニット22は、駆動用電流経
路、回生用電流経路等を形成するためのものである。電
気自動車の駆動時には、直流電池14から界磁コイル1
3並びに各電機子コイル11,12への駆動用電流経路
が形成され、これによりモータが回動する。また、電気
自動車の制動時には、各電機子11,12から界磁コイ
ル13へと回生用電流経路が形成され、これにより電力
が回生されて、界磁コイル13に蓄積される。
用し、電気自動車の制動時には、超電導モータから電力
を回生する超電導モータ装置を得る。 【構成】 第1の電機子コイル11および第2の電機子
コイル12は、電気自動車の動力源となるモータの回転
子側に設けられる。界磁コイル13は、超電導体であ
り、モータの固定子側に設けられる。各スイッチ15〜
21、およびスイッチユニット22は、駆動用電流経
路、回生用電流経路等を形成するためのものである。電
気自動車の駆動時には、直流電池14から界磁コイル1
3並びに各電機子コイル11,12への駆動用電流経路
が形成され、これによりモータが回動する。また、電気
自動車の制動時には、各電機子11,12から界磁コイ
ル13へと回生用電流経路が形成され、これにより電力
が回生されて、界磁コイル13に蓄積される。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、電気自動車の動力源
として超電導モータを利用し、電気自動車の駆動と、制
動時の電力回生を行う超電導モータ装置に関する。
として超電導モータを利用し、電気自動車の駆動と、制
動時の電力回生を行う超電導モータ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、電気自動車の開発が進展している
が、その開発テーマの一つとして、電力を如何にして効
率的に利用するかがある。
が、その開発テーマの一つとして、電力を如何にして効
率的に利用するかがある。
【0003】このため、車両の走行時には、電力をでき
るだけ各所からかき集め、この電力を2次電池に戻す工
夫がなされている。例えば、太陽電池を付設して、ここ
で発電された電力を回収したり、あるいは車両の減速時
には、動力源であるモータを発電機とみなし、このモー
タから回生された電力を回収していた(1991年11
月11日発行の日経エレクトロニクスに「電気自動車の
開発が加速,実験から実用の時代へ」と題して記載され
ている)。
るだけ各所からかき集め、この電力を2次電池に戻す工
夫がなされている。例えば、太陽電池を付設して、ここ
で発電された電力を回収したり、あるいは車両の減速時
には、動力源であるモータを発電機とみなし、このモー
タから回生された電力を回収していた(1991年11
月11日発行の日経エレクトロニクスに「電気自動車の
開発が加速,実験から実用の時代へ」と題して記載され
ている)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、超電導体を
巻線に利用したモータは、その損失の低さから注目すべ
きものであり、電気自動車の動力源としても利用価値が
高い。また、先に述べたようにモータを発電機とみなし
た電力の回収を併用すれば、従来になく、電力の利用効
率を高めることができる。
巻線に利用したモータは、その損失の低さから注目すべ
きものであり、電気自動車の動力源としても利用価値が
高い。また、先に述べたようにモータを発電機とみなし
た電力の回収を併用すれば、従来になく、電力の利用効
率を高めることができる。
【0005】そこで、この発明の課題は、電気自動車の
動力源として超電導モータを適用し、電気自動車の制動
時には、超電導モータから電力を回生する超電導モータ
装置を得ることにある。
動力源として超電導モータを適用し、電気自動車の制動
時には、超電導モータから電力を回生する超電導モータ
装置を得ることにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明においては、複数の電機子コイル、および
超電導体を線材として用いた界磁コイルを有し、電気自
動車の車輪を駆動するモータと、前記モータの電源と、
前記電源から前記モータの各電機子コイル並びに界磁コ
イルへと電流を導く駆動用電流経路、および前記各電機
子コイルから前記界磁コイルへと電流を導く回生用電流
経路を形成するスイッチ手段とを備え、このスイッチ手
段は、前記電気自動車の駆動時に、前記駆動用電流経路
を形成し、前記電気自動車の制動時に、前記回生用電流
経路を形成する。
に、この発明においては、複数の電機子コイル、および
超電導体を線材として用いた界磁コイルを有し、電気自
動車の車輪を駆動するモータと、前記モータの電源と、
前記電源から前記モータの各電機子コイル並びに界磁コ
イルへと電流を導く駆動用電流経路、および前記各電機
子コイルから前記界磁コイルへと電流を導く回生用電流
経路を形成するスイッチ手段とを備え、このスイッチ手
段は、前記電気自動車の駆動時に、前記駆動用電流経路
を形成し、前記電気自動車の制動時に、前記回生用電流
経路を形成する。
【0007】
【作用】この発明によれば、電気自動車の駆動時に、駆
動用電流経路が形成される。この駆動用電流経路は、電
源からモータの各電機子コイル並びに界磁コイルへと電
流を導き、これによりモータが回動する。また、電気自
動車の制動時に、回生用電流経路が形成される。この回
生用電流経路は、モータの各電機子コイルから界磁コイ
ルへと電流を導く経路であり、この界磁コイルが超電導
体であることから、ここに電流が蓄積される。つまり、
電気自動車の制動時には、モータを発電機とみなし、各
電機子コイルで発生した電流を回生用電流経路を介して
界磁コイルへと導き、この界磁コイルに蓄積している。
動用電流経路が形成される。この駆動用電流経路は、電
源からモータの各電機子コイル並びに界磁コイルへと電
流を導き、これによりモータが回動する。また、電気自
動車の制動時に、回生用電流経路が形成される。この回
生用電流経路は、モータの各電機子コイルから界磁コイ
ルへと電流を導く経路であり、この界磁コイルが超電導
体であることから、ここに電流が蓄積される。つまり、
電気自動車の制動時には、モータを発電機とみなし、各
電機子コイルで発生した電流を回生用電流経路を介して
界磁コイルへと導き、この界磁コイルに蓄積している。
【0008】
【実施例】以下、この発明の実施例を添付図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【0009】図1は、この発明に係わる超電動モータ装
置の一実施例の構成を示しており、図2は、この実施例
の装置におけるモータの断面構造を示している。
置の一実施例の構成を示しており、図2は、この実施例
の装置におけるモータの断面構造を示している。
【0010】この実施例の装置におけるモータ1は、電
気自動車の車輪の軸に直結され、この電気自動車の動力
源として利用されるものである。このモータ1は、第1
の電機子コイル11および第2の電機子コイル12を回
転子側に設け、界磁コイル13を固定子側に設けてい
る。界磁コイル13は、直流電流を流され、その内側空
間に磁界を形成する。各電機子コイル11,12は、交
番電流をそれぞれ流され、界磁コイル13による磁界と
の相互作用により、回転子を回転させる。
気自動車の車輪の軸に直結され、この電気自動車の動力
源として利用されるものである。このモータ1は、第1
の電機子コイル11および第2の電機子コイル12を回
転子側に設け、界磁コイル13を固定子側に設けてい
る。界磁コイル13は、直流電流を流され、その内側空
間に磁界を形成する。各電機子コイル11,12は、交
番電流をそれぞれ流され、界磁コイル13による磁界と
の相互作用により、回転子を回転させる。
【0011】直流電源14は、液体水素を燃料とする燃
料電池であり、各電機子コイル11,12、および界磁
コイル13へと電流を供給する。
料電池であり、各電機子コイル11,12、および界磁
コイル13へと電流を供給する。
【0012】各スイッチ15〜21、およびスイッチユ
ニット22に内蔵の各スイッチング素子は、後述するよ
うに、それぞれのタイミングでオンおよびオフにされ
る。これにより、直流電源14から各電機子コイル1
1,12並びに界磁コイル13への駆動用電流経路が形
成されたり、各電機子コイル11,12から界磁コイル
13への回生用電流経路が形成される。
ニット22に内蔵の各スイッチング素子は、後述するよ
うに、それぞれのタイミングでオンおよびオフにされ
る。これにより、直流電源14から各電機子コイル1
1,12並びに界磁コイル13への駆動用電流経路が形
成されたり、各電機子コイル11,12から界磁コイル
13への回生用電流経路が形成される。
【0013】スイッチユニット22は、第1乃至第8の
サイリスタ31〜38、第1乃至第8のダイオード41
〜48、および4つのコンデンサ51〜54を備えてお
り、スイッチング素子である各サイリスタ31〜38が
それぞれのタイミングでオンおよびオフにされる。
サイリスタ31〜38、第1乃至第8のダイオード41
〜48、および4つのコンデンサ51〜54を備えてお
り、スイッチング素子である各サイリスタ31〜38が
それぞれのタイミングでオンおよびオフにされる。
【0014】また、界磁コイル23は、超電導体の線材
を巻回したものである。この超導電体の界磁コイル13
は、モータの内側スリーブ55と、外側シールド56間
の密閉空間に位置し、この密閉空間内を流通する冷却媒
体によって冷却される。この冷却媒体は、液体水素であ
り、直流電源14の燃料である液体水素が用いられる。
この直流電源14の燃料を界磁コイル13の冷却に利用
しているので、界磁コイル13を冷却するための冷却媒
体を特別に必要とせず、装置の小型化を実現することが
できる。すなわち、超電導体を用いる場合は、その冷却
機構が比較的大型化する傾向にあるが、直流電源14の
燃料を超電導体の冷却媒体として利用することにより、
冷却機構の大型化を防いでいる。しかも、コストの低減
という点でも、有利となる。
を巻回したものである。この超導電体の界磁コイル13
は、モータの内側スリーブ55と、外側シールド56間
の密閉空間に位置し、この密閉空間内を流通する冷却媒
体によって冷却される。この冷却媒体は、液体水素であ
り、直流電源14の燃料である液体水素が用いられる。
この直流電源14の燃料を界磁コイル13の冷却に利用
しているので、界磁コイル13を冷却するための冷却媒
体を特別に必要とせず、装置の小型化を実現することが
できる。すなわち、超電導体を用いる場合は、その冷却
機構が比較的大型化する傾向にあるが、直流電源14の
燃料を超電導体の冷却媒体として利用することにより、
冷却機構の大型化を防いでいる。しかも、コストの低減
という点でも、有利となる。
【0015】ここで、界磁コイル13に用いられる超電
導体は、例えば酸化物超電導体が望ましく、更に具体的
に言えば、HTc材が良い。これは、HTc材は、液体
窒素の温度77(K)でも超電導特性を示すが、液体水
素の温度20(K)であれば、液体窒素の温度のときと
比較して、約10倍という大電流を流せるからである。
この場合、後述するようにモータの電流を回収して界磁
コイル13に蓄積するときに、より多くの電流を界磁コ
イル13に蓄積できる。
導体は、例えば酸化物超電導体が望ましく、更に具体的
に言えば、HTc材が良い。これは、HTc材は、液体
窒素の温度77(K)でも超電導特性を示すが、液体水
素の温度20(K)であれば、液体窒素の温度のときと
比較して、約10倍という大電流を流せるからである。
この場合、後述するようにモータの電流を回収して界磁
コイル13に蓄積するときに、より多くの電流を界磁コ
イル13に蓄積できる。
【0016】なお、各電機子コイル11,12は、通常
の導電体の線材を巻回したものであり、例えばCuの線
材が用いられる。
の導電体の線材を巻回したものであり、例えばCuの線
材が用いられる。
【0017】さて、電気自動車の駆動時には、次に述べ
るような直流電源14から界磁コイル13並びに各電機
子コイル11,12への駆動用電流経路が形成される。
るような直流電源14から界磁コイル13並びに各電機
子コイル11,12への駆動用電流経路が形成される。
【0018】まず、図1に示すように各スイッチ15,
16がオンにされ、直流電源14→スイッチ15→スイ
ッチ16→界磁コイル13という経路で電流Ibが流れ
る。これにより、この界磁コイル13が励磁され、磁界
が発生する。
16がオンにされ、直流電源14→スイッチ15→スイ
ッチ16→界磁コイル13という経路で電流Ibが流れ
る。これにより、この界磁コイル13が励磁され、磁界
が発生する。
【0019】また、同時に、各スイッチ18,21がオ
ンにされ、直流電源14→スイッチ18→スイッチユニ
ット22→第1の電機子コイル11→スイッチユニット
22→第2の電機子コイル12→スイッチユニット32
→スイッチ31という経路で電流Iaが流れる。このと
き、スイッチユニット22における第1乃至第8のサイ
リスタ31〜38は、図3の(b−1)乃至(b−8)
に示すそれぞれのタイミングでオンおよびオフにされ、
これに伴い、第1および第2の電機子コイル11,12
には、図3の(a−1)および(a−2)に示すそれぞ
れの位相の各電流Ia1およびIa2が流れる。
ンにされ、直流電源14→スイッチ18→スイッチユニ
ット22→第1の電機子コイル11→スイッチユニット
22→第2の電機子コイル12→スイッチユニット32
→スイッチ31という経路で電流Iaが流れる。このと
き、スイッチユニット22における第1乃至第8のサイ
リスタ31〜38は、図3の(b−1)乃至(b−8)
に示すそれぞれのタイミングでオンおよびオフにされ、
これに伴い、第1および第2の電機子コイル11,12
には、図3の(a−1)および(a−2)に示すそれぞ
れの位相の各電流Ia1およびIa2が流れる。
【0020】ここで、スイッチユニット22における第
1および第3のサイリスタ31,33は、図3の(b−
1)および(b−3)に示すように同一のタイミングで
オンとなり、このオンときには、第1のサイリスタ31
→第1のダイオード41→第1の電機子11→第3のダ
イオード43→第3のサイリスタ33という経路で電流
Ia1が流れる。
1および第3のサイリスタ31,33は、図3の(b−
1)および(b−3)に示すように同一のタイミングで
オンとなり、このオンときには、第1のサイリスタ31
→第1のダイオード41→第1の電機子11→第3のダ
イオード43→第3のサイリスタ33という経路で電流
Ia1が流れる。
【0021】また、第2および第4のサイリスタ32,
34は、図3の(b−2)および(b−4)に示すよう
に同一のタイミングでオンとなり、第1および第3のサ
イリスタ31,33よりも180度遅れてオンとなって
いる。このときには、第2のサイリスタ32→第2のダ
イオード42→第1の電機子11→第4のダイオード4
4→第4のサイリスタ34という経路で電流Ia1が流
れ、第1および第3のサイリスタ31,33のオンのと
きとは、逆方向に電流Ia1が流れる。
34は、図3の(b−2)および(b−4)に示すよう
に同一のタイミングでオンとなり、第1および第3のサ
イリスタ31,33よりも180度遅れてオンとなって
いる。このときには、第2のサイリスタ32→第2のダ
イオード42→第1の電機子11→第4のダイオード4
4→第4のサイリスタ34という経路で電流Ia1が流
れ、第1および第3のサイリスタ31,33のオンのと
きとは、逆方向に電流Ia1が流れる。
【0022】一方、第6および第8のサイリスタ36,
38は、図3の(b−6)および(b−8)に示すよう
な同一のタイミングでオンとなり、第1および第3のサ
イリスタ31,33よりも90度遅れてオンとなってい
る。このときには、第6のサイリスタ36→第6のダイ
オード46→第2の電機子12→第8のダイオード48
→第8のサイリスタ38という経路で電流Ia2が流れ
る。
38は、図3の(b−6)および(b−8)に示すよう
な同一のタイミングでオンとなり、第1および第3のサ
イリスタ31,33よりも90度遅れてオンとなってい
る。このときには、第6のサイリスタ36→第6のダイ
オード46→第2の電機子12→第8のダイオード48
→第8のサイリスタ38という経路で電流Ia2が流れ
る。
【0023】さらに、第5および第7のサイリスタ3
5,37は、図3の(b−5)および(b−7)に示す
ように同一のタイミングでオンとなり、第6および第8
のサイリスタ36,38よりも180度遅れてオンとな
っている。このときには、第5のサイリスタ35→第5
のダイオード45→第2の電機子12→第7のダイオー
ド47→第7のサイリスタ37という経路で電流Ia2が
流れる。
5,37は、図3の(b−5)および(b−7)に示す
ように同一のタイミングでオンとなり、第6および第8
のサイリスタ36,38よりも180度遅れてオンとな
っている。このときには、第5のサイリスタ35→第5
のダイオード45→第2の電機子12→第7のダイオー
ド47→第7のサイリスタ37という経路で電流Ia2が
流れる。
【0024】このように第1乃至第8のサイリスタ31
乃至38をそれぞれのタイミングでオンおよびオフにす
れば、第1の電機子コイル11には、電流Ia1が流れ、
第2の電機子コイル12には、電流Ia1から位相が90
度遅れた電流Ia2が流れる。これにより、モータ1が回
動して、電気自動車の車輪が回動し、電気自動車が駆動
される。
乃至38をそれぞれのタイミングでオンおよびオフにす
れば、第1の電機子コイル11には、電流Ia1が流れ、
第2の電機子コイル12には、電流Ia1から位相が90
度遅れた電流Ia2が流れる。これにより、モータ1が回
動して、電気自動車の車輪が回動し、電気自動車が駆動
される。
【0025】次に、電気自動車の駆動から制動に移ると
きには、図1に示す駆動用電流経路に代わって、図4に
示すような各電機子コイル11,12から界磁コイル1
3への回生用電流経路が直ちに形成される。なお、電気
自動車が制動に移るときとしては、例えば電気自動車の
減速を開始するとき、あるいは下り坂での定速走行を開
始するときなどがある。
きには、図1に示す駆動用電流経路に代わって、図4に
示すような各電機子コイル11,12から界磁コイル1
3への回生用電流経路が直ちに形成される。なお、電気
自動車が制動に移るときとしては、例えば電気自動車の
減速を開始するとき、あるいは下り坂での定速走行を開
始するときなどがある。
【0026】図4に示すように、スイッチ15は、オフ
にされて、直流電源14が切り離される。また、各スイ
ッチ18,21は、オフにされて、この代わりに各スイ
ッチ19,20がオンにされる。さらに、スイッチユニ
ット22における第1乃至第8のサイリスタ31〜38
は、先に述べた駆動時と同様に、図3の(b−1)乃至
(b−8)に示すそれぞれのタイミングでオンおよびオ
フにされる。ただし、制動時においては、モータ1の回
動軸の回動角度をエンコーダ(図示せず)によって検出
し、検出された回動角度に応じたそれぞれのタイミング
で各サイリスタ31〜38をオンおよびオフにする。
にされて、直流電源14が切り離される。また、各スイ
ッチ18,21は、オフにされて、この代わりに各スイ
ッチ19,20がオンにされる。さらに、スイッチユニ
ット22における第1乃至第8のサイリスタ31〜38
は、先に述べた駆動時と同様に、図3の(b−1)乃至
(b−8)に示すそれぞれのタイミングでオンおよびオ
フにされる。ただし、制動時においては、モータ1の回
動軸の回動角度をエンコーダ(図示せず)によって検出
し、検出された回動角度に応じたそれぞれのタイミング
で各サイリスタ31〜38をオンおよびオフにする。
【0027】ここで、電気自動車の駆動から制動に移る
ときには、スイッチ15がオフにされて、直流電源14
が切り離されるものの、界磁コイル13による磁界は、
直ちに消えず、暫く残留する。
ときには、スイッチ15がオフにされて、直流電源14
が切り離されるものの、界磁コイル13による磁界は、
直ちに消えず、暫く残留する。
【0028】このため、電気自動車の制動開始時には、
各電機子コイル11,12は、界磁コイル13の残留磁
界の中で回動し、それぞれの電流を発生する。すなわ
ち、モータ1が発電機として動作し、各電機子コイル1
1,12にそれぞれの電流が流れる。このとき、スイッ
チユニット22における第1乃至第8のサイリスタ31
〜38は、図3の(b−1)乃至(b−8)に示すそれ
ぞれのタイミングでオンおよびオフにされるので、各電
機子コイル11,12には、図3の(a−1)および
(a−2)に示す各電流Ia1,Ia2がそれぞれ流れる。
これに伴い、スイッチユニット22からは、各電流Ia
1,Ia2の和である電流Icが出力され、この電流Ic
は、スイッチユニット22→スイッチ20→スイッチ1
6→界磁コイル13→スイッチ19という経路で流れ
る。これにより、界磁コイル13の磁界が徐々に強くな
るだけでなく、この界磁コイル13に流れる電流が徐々
に多くなっていく。すなわち、電力が回生されて、界磁
コイル13に流れる電流となって回収される。
各電機子コイル11,12は、界磁コイル13の残留磁
界の中で回動し、それぞれの電流を発生する。すなわ
ち、モータ1が発電機として動作し、各電機子コイル1
1,12にそれぞれの電流が流れる。このとき、スイッ
チユニット22における第1乃至第8のサイリスタ31
〜38は、図3の(b−1)乃至(b−8)に示すそれ
ぞれのタイミングでオンおよびオフにされるので、各電
機子コイル11,12には、図3の(a−1)および
(a−2)に示す各電流Ia1,Ia2がそれぞれ流れる。
これに伴い、スイッチユニット22からは、各電流Ia
1,Ia2の和である電流Icが出力され、この電流Ic
は、スイッチユニット22→スイッチ20→スイッチ1
6→界磁コイル13→スイッチ19という経路で流れ
る。これにより、界磁コイル13の磁界が徐々に強くな
るだけでなく、この界磁コイル13に流れる電流が徐々
に多くなっていく。すなわち、電力が回生されて、界磁
コイル13に流れる電流となって回収される。
【0029】次に、電気自動車の制動から停止に移ると
きには、図4に示す回生用電流経路に代わって、図5に
示すような蓄積用電流経路が直ちに形成される。
きには、図4に示す回生用電流経路に代わって、図5に
示すような蓄積用電流経路が直ちに形成される。
【0030】ここでは、界磁コイル13に並列接続され
ているスイッチ17のみがオンにされ、他の各スイッチ
15,16,18,19,20,21がオフにされてい
る。このとき、界磁コイル13とスイッチ17により閉
鎖ループが形成され、かつ界磁コイル13が超電導体で
あることから、この閉鎖ループには、電流Idが流れ続
けて蓄積される。この電流Idは、先に述べた回生用電
流経路の形成時に界磁コイル13に流れた電流から得た
ものである。
ているスイッチ17のみがオンにされ、他の各スイッチ
15,16,18,19,20,21がオフにされてい
る。このとき、界磁コイル13とスイッチ17により閉
鎖ループが形成され、かつ界磁コイル13が超電導体で
あることから、この閉鎖ループには、電流Idが流れ続
けて蓄積される。この電流Idは、先に述べた回生用電
流経路の形成時に界磁コイル13に流れた電流から得た
ものである。
【0031】この後、電気自動車を再び駆動するときに
は、界磁コイル13に流れている電流Idを利用すれば
良く、このときには図4に示す電流経路を形成し、かつ
スイッチユニット22における第1乃至第8のサイリス
タ31〜38を図3の(b−1)乃至(b−8)に示す
それぞれのタイミングでオンおよびオフにする。これに
より、界磁コイル13に蓄積されている電流Idは、ス
イッチ19→スイッチユニット22→第1の電機子11
→スイッチユニット22→第2の電機子12→スイッチ
ユニット22→スイッチ20→スイッチ16という経路
で流れる。この結果、モータ1が回動して、電気自動車
が駆動される。すなわち、スイッチ15が開かれてお
り、直流電源14から電流を供給されてないのに、界磁
コイル13に蓄積されている電流のみによってモータ1
が回動する。
は、界磁コイル13に流れている電流Idを利用すれば
良く、このときには図4に示す電流経路を形成し、かつ
スイッチユニット22における第1乃至第8のサイリス
タ31〜38を図3の(b−1)乃至(b−8)に示す
それぞれのタイミングでオンおよびオフにする。これに
より、界磁コイル13に蓄積されている電流Idは、ス
イッチ19→スイッチユニット22→第1の電機子11
→スイッチユニット22→第2の電機子12→スイッチ
ユニット22→スイッチ20→スイッチ16という経路
で流れる。この結果、モータ1が回動して、電気自動車
が駆動される。すなわち、スイッチ15が開かれてお
り、直流電源14から電流を供給されてないのに、界磁
コイル13に蓄積されている電流のみによってモータ1
が回動する。
【0032】なお、電気自動車が停止せず、制動から再
駆動へと直接移る場合は、図5に示す蓄積用電流経路を
形成する必要が無く、図4に示す回生用電流経路のみで
制動から再駆動へと移る。この場合、制動から再駆動ま
で、同一の電流経路で電流が流れ続ける。
駆動へと直接移る場合は、図5に示す蓄積用電流経路を
形成する必要が無く、図4に示す回生用電流経路のみで
制動から再駆動へと移る。この場合、制動から再駆動ま
で、同一の電流経路で電流が流れ続ける。
【0033】ところで、上記実施例の装置において、モ
ータ1の寸法を直径300(mm)、長さ600(m
m)とし、重量を150(Kg)とする。また、モータ
1の出力を50(KW)とし、ダイポール磁界強度を4
(T)とする。さらに、超電導体である界磁コイル13
の蓄積エネルギー容量を300(KJ)とする。
ータ1の寸法を直径300(mm)、長さ600(m
m)とし、重量を150(Kg)とする。また、モータ
1の出力を50(KW)とし、ダイポール磁界強度を4
(T)とする。さらに、超電導体である界磁コイル13
の蓄積エネルギー容量を300(KJ)とする。
【0034】このようなモータ1を重量1(t)の電気
自動車の車軸に直結すると、モータ1を回転数1000
(rpm)で回転させることにより、電気自動車を80
(Km/h)で走行させることができ、そのときの運動
エネルギーが250(KJ)となる。この電気自動車を
停止させるまでの間、図4に示す回生用電流経路を形成
すれば、運動エネルギー250(KJ)のうちの20〜
30(%)を界磁コイル13に回収することができる。
自動車の車軸に直結すると、モータ1を回転数1000
(rpm)で回転させることにより、電気自動車を80
(Km/h)で走行させることができ、そのときの運動
エネルギーが250(KJ)となる。この電気自動車を
停止させるまでの間、図4に示す回生用電流経路を形成
すれば、運動エネルギー250(KJ)のうちの20〜
30(%)を界磁コイル13に回収することができる。
【0035】このように上記実施例では、超電導モータ
を動力源として利用し、このモータから回生された電力
を該モータの界磁コイルに回収しているので、電力の利
用効率を極めて高くすることができる。
を動力源として利用し、このモータから回生された電力
を該モータの界磁コイルに回収しているので、電力の利
用効率を極めて高くすることができる。
【0036】また、直流電源の燃料である液体水素を超
電導体である界磁コイルを冷却するために利用している
ので、この界磁コイルの冷却機構を小型化することがで
きる。さらに、この界磁コイルは、モータのコイルとし
てだけでなく、回生された電力を蓄積するためにも用い
られるので、回生された電力を蓄積するための手段を特
別に設ける必要がない。このように界磁コイルの冷却機
構を小型化し、かつ界磁コイルを電力の蓄積のためにも
兼用しているので、全体として極めてコンパクトな装置
を得ることができる。
電導体である界磁コイルを冷却するために利用している
ので、この界磁コイルの冷却機構を小型化することがで
きる。さらに、この界磁コイルは、モータのコイルとし
てだけでなく、回生された電力を蓄積するためにも用い
られるので、回生された電力を蓄積するための手段を特
別に設ける必要がない。このように界磁コイルの冷却機
構を小型化し、かつ界磁コイルを電力の蓄積のためにも
兼用しているので、全体として極めてコンパクトな装置
を得ることができる。
【0037】
【効果】以上説明したように、この発明によれば、界磁
コイルが超電導体であるモータを電気自動車の動力源と
し、この電気自動車の制動時には、モータを発電機とみ
なして、各電機子コイルで発生した電流を界磁コイルへ
と導き蓄積しているので、電力の利用効率を高めること
ができる。また、界磁コイルを電力の蓄積のためにも兼
用しているので、コンパクトな装置を実現することがで
きる。
コイルが超電導体であるモータを電気自動車の動力源と
し、この電気自動車の制動時には、モータを発電機とみ
なして、各電機子コイルで発生した電流を界磁コイルへ
と導き蓄積しているので、電力の利用効率を高めること
ができる。また、界磁コイルを電力の蓄積のためにも兼
用しているので、コンパクトな装置を実現することがで
きる。
【図1】この発明に係わる超電動モータ装置の一実施例
の構成を示す回路図
の構成を示す回路図
【図2】この実施例の装置におけるモータの断面構造を
示す図
示す図
【図3】図1に示す回路の動作を説明するために用いら
れたタイミングチャート
れたタイミングチャート
【図4】図1に示す回路において回生用電流経路を形成
した状態を示す図
した状態を示す図
【図5】図1に示す回路において蓄積用電流経路を形成
した状態を示す図
した状態を示す図
1 モータ 11 第1の電機子コイル 12 第2の電機子コイル 13 界磁コイル 14 直流電源 15〜21 スイッチ 22 スイッチユニット
Claims (2)
- 【請求項1】 複数の電機子コイル、および超電導体を
線材として用いた界磁コイルを有し、電気自動車の車輪
を駆動するモータと、 前記モータの電源と、 前記電源から前記モータの各電機子コイル並びに界磁コ
イルへと電流を導く駆動用電流経路、および前記各電機
子コイルから前記界磁コイルへと電流を導く回生用電流
経路を形成するスイッチ手段とを備え、 前記スイッチ手段は、電気自動車の駆動時に、前記駆動
用電流経路を形成し、前記電気自動車の制動時に、前記
回生用電流経路を形成する電気自動車における超電導モ
ータ装置。 - 【請求項2】 前記電源は、液体水素を燃料とする燃料
電池であり、 前記モータの界磁コイルは、前記液体水素によって冷却
される請求項1記載の電気自動車における超電導モータ
装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4159271A JPH066907A (ja) | 1992-06-18 | 1992-06-18 | 電気自動車における超電導モータ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4159271A JPH066907A (ja) | 1992-06-18 | 1992-06-18 | 電気自動車における超電導モータ装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH066907A true JPH066907A (ja) | 1994-01-14 |
Family
ID=15690133
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4159271A Pending JPH066907A (ja) | 1992-06-18 | 1992-06-18 | 電気自動車における超電導モータ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH066907A (ja) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004104925A (ja) * | 2002-09-10 | 2004-04-02 | Sumitomo Electric Ind Ltd | モーターの冷却構造 |
JP2005143175A (ja) * | 2003-11-05 | 2005-06-02 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 移動体用駆動システム |
JP2005143166A (ja) * | 2003-11-04 | 2005-06-02 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 超電導モータ車における冷却システム |
JP2005204492A (ja) * | 2003-12-19 | 2005-07-28 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 超電導モータ装置 |
JP2006081379A (ja) * | 2004-09-13 | 2006-03-23 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 車載用モータ装置 |
KR100571679B1 (ko) * | 2004-04-19 | 2006-04-17 | 한국전기연구원 | 연료전지가 결합된 초전도 모터 |
WO2007013207A1 (ja) | 2005-07-28 | 2007-02-01 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | 超電導装置およびアキシャルギャップ型の超電導モータ |
US7667358B2 (en) | 2004-12-24 | 2010-02-23 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Cooling structure of superconducting motor |
JP2020061918A (ja) * | 2018-10-12 | 2020-04-16 | 卓利 岩下 | 電動車両用の超電導式創蓄電システム及びプラットフォーム |
-
1992
- 1992-06-18 JP JP4159271A patent/JPH066907A/ja active Pending
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004104925A (ja) * | 2002-09-10 | 2004-04-02 | Sumitomo Electric Ind Ltd | モーターの冷却構造 |
JP2005143166A (ja) * | 2003-11-04 | 2005-06-02 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 超電導モータ車における冷却システム |
JP4507561B2 (ja) * | 2003-11-04 | 2010-07-21 | 住友電気工業株式会社 | 超電導モータ車における冷却システム |
JP2005143175A (ja) * | 2003-11-05 | 2005-06-02 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 移動体用駆動システム |
JP2005204492A (ja) * | 2003-12-19 | 2005-07-28 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 超電導モータ装置 |
KR100571679B1 (ko) * | 2004-04-19 | 2006-04-17 | 한국전기연구원 | 연료전지가 결합된 초전도 모터 |
JP2006081379A (ja) * | 2004-09-13 | 2006-03-23 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 車載用モータ装置 |
US7667358B2 (en) | 2004-12-24 | 2010-02-23 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Cooling structure of superconducting motor |
WO2007013207A1 (ja) | 2005-07-28 | 2007-02-01 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | 超電導装置およびアキシャルギャップ型の超電導モータ |
US7932659B2 (en) | 2005-07-28 | 2011-04-26 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Superconducting device and axial-type superconducting motor |
JP2020061918A (ja) * | 2018-10-12 | 2020-04-16 | 卓利 岩下 | 電動車両用の超電導式創蓄電システム及びプラットフォーム |
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