JPH11234811A - Electromagnetic levitation vehicle - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To simply detect vehicle jolting, by installing a vehicle jolting detecting means for detecting magnetic field change components caused by vehicle jolting, and istalling a conversion means which obtains frequency components and amplitude components of the vehicle jolting on the basis of the magnetic field change components detected by the detecting means and converts the components to an estimated eddy current caloric value. SOLUTION: Generated jolting of a vehicle is detected by vehicle jolting detecting coils 9a, 9b, 9c, 9d, and turned into four voltage signals, which are inputted in an input equipment 10. It amplifies the inputted voltage signals and inputs them in a converter 11. It obtains amplitude components and frequency components of the four voltage signals and converts them to the amplitude of vehicle jolting on the basis of coefficient matrix inputted from a computer 12. From the amplitude, an eddy current caloric value is derived and outputted to a display unit 13 and a recorder 14 together with a vehicle jolting amplitude value.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、超電導磁石を搭載
して磁気浮上走行する磁気浮上車両に係り、特に車両動
揺を検出する手段を備えた磁気浮上車両に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic levitation vehicle equipped with a superconducting magnet and traveling magnetically levitation, and more particularly to a magnetic levitation vehicle provided with a means for detecting vehicle sway.

【０００２】[0002]

【従来の技術】移動する物体の変位を検出する方法とし
て、レーザ等の光線を用いて、基準線からの光線のずれ
を検出する方法が一般的に行われている。しかし、従
来、走行車両の変位を検出することは試みられておら
ず、磁気浮上車両のような長距離に渡って浮上走行する
車両の変位を走行領域に渡って連続的に測定するのに適
した方法、装置は提案されていない。2. Description of the Related Art As a method of detecting the displacement of a moving object, a method of detecting a deviation of a light beam from a reference line using a light beam such as a laser is generally used. However, conventionally, no attempt has been made to detect the displacement of a traveling vehicle, and it is suitable for continuously measuring the displacement of a vehicle that levitates and travels over a long distance, such as a magnetically levitated vehicle, over a traveling area. No method or device has been proposed.

【０００３】[0003]

【発明が解決しようとする課題】磁気浮上車両の車両動
揺とは、車両に掛かる空気抵抗や車両の左右推力のアン
バランスにより、浮上走行する車両の位置が車体の案内
方向または浮上方向に変動することをいう。車両は走行
速度に応じて１００Ｈｚ〜３０９Ｈｚの周波数の変動磁
場を受けて走行するのに対して、車両動揺の周波数は１
〜４Ｈｚの低い周波数となると予測されている。従来の
磁気浮上車両用超電導磁石は、液体ヘリウム温度の４．
２°Ｋで超電導状態を保持するため、走行周波数の磁場
変動による渦電流発熱を極力抑制する方針で設計されて
きたが、車両動揺のような低周波の磁場変動に対しては
有効な渦電流発熱対策が存在しなかった。また、現状で
は、実走行で生じる車両動揺の振幅、周波数が明確では
なく、発熱への寄与は無視できないと予測されるもの
の、具体的な数値を把握する方法が存在しなかった。信
頼性の高い磁気浮上車両用電磁石を得るためには、ま
ず、この車両動揺の振幅、周波数を明確にし、車両動揺
による内槽発熱への寄与を把握していく必要がある。The vehicle sway of a magnetically levitated vehicle means that the position of the levitating vehicle fluctuates in the guide direction or the levitating direction of the vehicle body due to the air resistance applied to the vehicle and the imbalance of the left and right thrusts of the vehicle. That means. The vehicle travels while receiving a fluctuating magnetic field having a frequency of 100 Hz to 309 Hz according to the traveling speed, whereas the frequency of the vehicle sway is 1
It is expected that the frequency will be as low as ４4 Hz. The conventional superconducting magnet for a magnetically levitated vehicle has a liquid helium temperature of 4.
In order to maintain the superconducting state at 2 ° K, it has been designed with the policy of minimizing the eddy current heat generation due to the magnetic field fluctuation of the running frequency, but it is effective for the low frequency magnetic field fluctuation such as vehicle shake. There was no fever control. In addition, at present, the amplitude and frequency of vehicle sway occurring in actual driving are not clear, and it is predicted that the contribution to heat generation cannot be ignored, but there is no method for grasping specific numerical values. In order to obtain a highly reliable electromagnet for a magnetically levitated vehicle, it is first necessary to clarify the amplitude and frequency of the vehicle sway and to understand the contribution of the vehicle sway to the heat generated in the inner tank.

【０００４】このような車両動揺の計測に従来のレーザ
等の光線を用いた変位の検出方法を適用しようとする
と、基準線とレーザ光源とが必要となる。計測対象が車
両の場合、基準線を地上側に取ると、長距離に渡って基
準線を設けなければならず、設置時の制度の確保や、露
天に設置されるため設置後の保守が困難であるという問
題がある。また、車両に光源を設けることは、車両重量
の増加という点で望ましくない。逆に、基準線を車両側
に採り、光源を地上側に設置すると、車両の走行距離に
応じて多数の光源が必要となり、コストが増加するので
望ましくない。また、いずれの場合についても、車両の
浮上方向と案内方向の変位検出を同時には行えず、それ
ぞれについて基準線と光源とが必要となるという問題も
ある。In order to apply a conventional displacement detection method using a light beam such as a laser beam to the measurement of vehicle sway, a reference line and a laser light source are required. If the measurement target is a vehicle, if the reference line is on the ground side, the reference line must be provided over a long distance, and it is difficult to maintain the system at the time of installation and maintain it after installation because it is installed in the open air There is a problem that is. Providing a light source in a vehicle is not desirable in terms of increasing the weight of the vehicle. Conversely, if the reference line is set on the vehicle side and the light sources are installed on the ground side, a large number of light sources are required according to the traveling distance of the vehicle, which is not desirable because the cost increases. Also, in any case, there is also a problem that displacement detection in the flying direction and the guiding direction of the vehicle cannot be performed at the same time, and a reference line and a light source are required for each.

【０００５】本発明は、このような課題を解決するため
になされたものであり、磁気浮上車両の動揺を、簡易
に、車両の重量を大きく重くすることなく、保守を必要
とすることなく検出して、検出した動揺が超電導磁石の
発熱に及ぼす影響を把握することによって、それに対す
る対策を講じることを可能とする磁気浮上車両を提供す
ることを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problem, and it is possible to easily detect the sway of a magnetic levitation vehicle without greatly increasing the weight of the vehicle and without requiring maintenance. It is another object of the present invention to provide a magnetic levitation vehicle capable of grasping the influence of the detected fluctuation on the heat generation of the superconducting magnet and taking measures against the fluctuation.

【０００６】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明による磁気浮上車
両は、超電導線を巻回した超電導コイルと、この超電導
コイルを収納する収納容器と、輻射熱をシールドする輻
射熱シールドと、真空断熱を行う真空断熱容器とを有す
る超電導磁石を、ガイドウエイに設けられた推進コイル
及び浮上コイルに対向させて設け、真空断熱容器の浮上
コイルに対向する面上に、車両動揺に起因する磁場変動
成分を検出する車両動揺検出手段を設け、この車両動揺
検出手段の検出した磁場変動成分に基づいて車両動揺の
周波数成分及び振幅成分を求めると共に、推定渦電流発
熱値に換算する変換手段を設けたものである。SUMMARY OF THE INVENTION A magnetic levitation vehicle according to the present invention comprises a superconducting coil wound with a superconducting wire, a housing for accommodating the superconducting coil, a radiant heat shield for shielding radiant heat, and a vacuum for vacuum insulation. A superconducting magnet having an insulated container is provided so as to face a propulsion coil and a levitation coil provided on a guideway, and a magnetic field fluctuation component caused by vehicle vibration is detected on a surface of the vacuum insulated container facing the levitation coil. A vehicle sway detection means is provided, and a conversion means for obtaining a frequency component and an amplitude component of the vehicle sway based on the magnetic field fluctuation component detected by the vehicle sway detection means and converting the frequency component and the estimated eddy current heating value is provided.

【０００７】また、車両動揺検出手段が車両動揺検出コ
イル及びこの車両動揺検出コイルの出力電圧信号を増幅
する増幅手段であり、変換手段が推定渦電流発熱値への
換算に用いる係数マトリックスを入力する入力手段を更
に備えたものである。The vehicle sway detecting means is a vehicle sway detecting coil and an amplifying means for amplifying an output voltage signal of the vehicle sway detecting coil, and the converting means inputs a coefficient matrix used for conversion into an estimated eddy current heat generation value. An input means is further provided.

【０００８】また、車両動揺検出コイルが、少なくとも
車両両側の対称位置の上下２か所都合４か所に設けられ
ているものである。In addition, the vehicle sway detection coils are provided at at least two locations above and below the symmetrical position on both sides of the vehicle and conveniently at four locations.

【０００９】また、車両動揺検出コイルが、上下２段で
それぞれ、浮上コイル電流の作り出す高調波磁場のうち
最大の振幅を持つ高調波のピッチの（２×ｎ＋１）（ｎ
はゼロ及び正の整数）の間隔で、車両の進行方向に配置
され互いに直列に接続された複数個の磁束変動検出コイ
ルで構成されているものである。In addition, the vehicle sway detection coil has a pitch of (2 × n + 1) (n) of the harmonic having the largest amplitude in the harmonic magnetic field generated by the levitation coil current in the upper and lower two stages, respectively.
(A zero and a positive integer) are arranged in the traveling direction of the vehicle and are constituted by a plurality of magnetic flux fluctuation detecting coils connected in series with each other.

【００１０】また、車両動揺検出コイルが、基板上にプ
リントされて形成されているものである。Further, the vehicle sway detection coil is formed by being printed on a substrate.

【００１１】また、基板が絶縁シートであるものであ
る。Further, the substrate is an insulating sheet.

【００１２】また、係数マトリックスが、車両動揺の変
位に起因する信号値のマトリックスと、車両動揺変位に
起因する渦電流発熱のマトリックスであって、変換手段
がこれらのマトリックスを解くことによって車両動揺振
幅及び発熱を算出するものである。Further, the coefficient matrix is a matrix of signal values caused by the displacement of the vehicle sway and a matrix of eddy current heating caused by the displacement of the sway of the vehicle. And heat generation.

【００１３】以下に、以上の解決手段の動作原理につい
て説明する。Hereinafter, the operation principle of the above solution will be described.

【００１４】磁気浮上システムでは、ガイドウエイ側に
設置した推進コイルに通電することにより、推進コイル
に流れた電流の作る磁場が車載の超電導磁石と作用し
て、車両に推進力が生じて走行する。走行速度が閾値を
超えると、浮上コイルに生じた誘導電流の作る磁場と超
電導磁石との作用により車両の浮上走行が始まる。In the magnetic levitation system, when a propulsion coil provided on the guideway side is energized, a magnetic field generated by a current flowing through the propulsion coil acts on a superconducting magnet mounted on the vehicle, so that the vehicle generates a propulsion force and travels. . When the running speed exceeds the threshold, the vehicle starts to levitate due to the action of the magnetic field generated by the induced current generated in the levitation coil and the superconducting magnet.

【００１５】車両が浮上走行を開始すると、空気抵抗
や、推進コイルによる左右推力のアンバランスにより、
浮上方向や案内方向への車両の動揺が始まる。車両動揺
に対するダンピングは、主として浮上コイルが負担す
る。案内方向への動揺は、車両を挟んで対向するガイド
ウエイ側の浮上コイルがヌルフラックスに結線され、車
両が近寄った側では反発力、遠ざかった側では吸引力が
働く向きの起電力が発生する。浮上方向の動揺に対して
も、浮上コイルの中心から超電導コイルの中心までの沈
み込み量が変化するため、浮上コイル電流が変化してこ
れが浮上方向の動揺のダンピングに寄与する。したがっ
て、車両動揺の振幅に応じて浮上コイル電流は変化する
ので、この浮上コイル電流の変化を検出すれば、車両動
揺の振幅を推定できる。[0015] When the vehicle starts to levitate, due to air resistance and imbalance of the left and right thrusts by the propulsion coil,
The vehicle starts to sway in the ascending or guiding direction. Damping for vehicle sway is mainly borne by the levitating coil. In the guide direction, the floating coil on the guideway side opposite to the vehicle is connected to the null flux, and a repulsive force is generated on the side approaching the vehicle, and an electromotive force is generated in the direction where an attractive force acts on the side away from the vehicle. . As for the swaying in the levitation direction, since the amount of sinking from the center of the levitation coil to the center of the superconducting coil changes, the levitation coil current changes, which contributes to damping of the swaying in the levitation direction. Therefore, since the levitation coil current changes in accordance with the amplitude of the vehicle sway, if the change in the levitation coil current is detected, the amplitude of the vehicle sway can be estimated.

【００１６】以上のような浮上コイル電流の変化は超電
導磁石の磁束を変化させるので、車両の超電導磁石に磁
束検出用コイルを設置しておけば、磁束変化を電圧信号
として検出できる。Since the change in the floating coil current as described above changes the magnetic flux of the superconducting magnet, if the magnetic flux detecting coil is installed in the superconducting magnet of the vehicle, the change in the magnetic flux can be detected as a voltage signal.

【００１７】ここで問題となるのは、磁束検出コイルの
検出する磁束の変化は車両動揺に基づくものだけではな
いということである。すなわち、推進コイルによる磁場
変動や、空間５次高調波磁場変動を最大のものとする３
次、７次等の浮上コイルの高調波磁場変動や、振動によ
って超電導磁石の各部に生じる２次的渦電流による磁場
変動等も同時に検出されてしまうことである。The problem here is that the change in the magnetic flux detected by the magnetic flux detecting coil is not limited to the change based on the vehicle sway. That is, the magnetic field fluctuation due to the propulsion coil and the spatial fifth-order harmonic magnetic field fluctuation are maximized.
This means that harmonic magnetic field fluctuations of the levitation coil such as the 7th and 7th orders, magnetic field fluctuations due to secondary eddy currents generated in each part of the superconducting magnet due to vibration, and the like are also detected at the same time.

【００１８】幸いなことに、これらの磁場変動と車両動
揺による磁場変動では振幅周波数が１桁以上異なり、こ
のため周波数分析器を用いて車両動揺に起因する低周波
数成分のみを検出することができる。また、実際問題と
しては、磁束検出コイルを超電導磁石が地上コイルと向
き合う面に設置すれば、超電導磁石の各部に生じる渦電
流による磁場変動はクライオスタットに遮蔽されてしま
うので問題にならない。浮上コイルの高調波磁場に関し
ても、特定の高調波磁場変動分を打ち消すようなピッチ
を選んで、進行方向に副数枚の磁束検出用プローブを設
置することによってＳＮ比を上げることができる。ま
た、逆に特定の空間高調波のピッチに合わせて磁束検出
用プローブを設置し、車両動揺による電圧変動分と、高
調波磁場の変動分との分離を容易にすることもできる。Fortunately, these magnetic field fluctuations and the magnetic field fluctuations due to the vehicle sway have amplitude frequencies that differ by one digit or more, so that only low frequency components caused by the vehicle sway can be detected using the frequency analyzer. . Further, as a practical problem, if the magnetic flux detecting coil is installed on the surface where the superconducting magnet faces the ground coil, the magnetic field fluctuation due to the eddy current generated in each part of the superconducting magnet is shielded by the cryostat, so that there is no problem. Regarding the harmonic magnetic field of the levitation coil, the S / N ratio can be increased by selecting a pitch that cancels a specific harmonic magnetic field fluctuation and installing a sub-several number of magnetic flux detection probes in the traveling direction. Conversely, a magnetic flux detection probe may be provided in accordance with the pitch of a specific spatial harmonic, thereby facilitating the separation of the voltage fluctuation due to the vehicle sway and the fluctuation of the harmonic magnetic field.

【００１９】磁束変動をモニターすることにより、把握
したいのは車両両側の超電導磁石の案内方向変位（以
下、「ｙ」とする）と浮上方向変位（以下、「ｚ」とす
る）である。By monitoring the fluctuation of the magnetic flux, it is desired to grasp the displacement in the guide direction (hereinafter, referred to as “y”) and the displacement in the flying direction (hereinafter, referred to as “z”) of the superconducting magnets on both sides of the vehicle.

【００２０】車両動揺による浮上コイル電流の変化は、
このｙ、ｚのみの関数として表される。このときの係数
を予め解析し、係数マトリックスとして用意する。車両
両側のｙ、ｚをそれぞれ知りたい場合、未知数４個を求
めることとなる。４個の未知数を求めるには、最低限４
個の磁束を検出し、用意したｙ、ｚの係数マトリックス
から逆算すればよい。The change in the levitation coil current due to vehicle shaking is as follows:
This is expressed as a function of only y and z. The coefficients at this time are analyzed in advance and prepared as a coefficient matrix. When it is desired to know y and z on both sides of the vehicle, four unknowns are obtained. To find 4 unknowns, at least 4
The number of magnetic fluxes may be detected and calculated backward from the prepared y and z coefficient matrices.

【００２１】係数マトリックスは車両動揺の周波数によ
って変化するが、車両動揺の周波数としては１〜１０Ｈ
ｚをカバーできれば十分なので、周波数毎にマトリック
スを用意するか、又は周波数に対する係数の変化幅は小
さいので、マトリックス１個と補完係数を用いればよ
い。どの周波数のマトリックスを用いるかは、検出され
た電圧信号を高速フーリエ変換（ＦＦＴ）にかけて、最
大振幅を示す周波数をピックアップすればよい。The coefficient matrix changes according to the frequency of the vehicle sway, and the frequency of the vehicle sway is 1 to 10H.
Since it is sufficient to cover z, a matrix is prepared for each frequency, or since the variation of the coefficient with respect to the frequency is small, one matrix and a complementary coefficient may be used. Which frequency matrix is to be used may be obtained by subjecting the detected voltage signal to fast Fourier transform (FFT) and picking up the frequency exhibiting the maximum amplitude.

【００２２】さらに、検出した磁束変動から上記方法に
より推定した変位ｙ、ｚで決まる浮上コイル電流による
超電導磁石の構成物上の渦電流を求めることにより、車
両動揺による渦電流発熱を推定できる。Further, by obtaining the eddy current on the component of the superconducting magnet by the floating coil current determined by the displacements y and z estimated by the above method from the detected magnetic flux fluctuation, the eddy current heat generation due to the vehicle sway can be estimated.

【００２３】ここでは、変位ｙ、ｚを知りたいため、
ｙ、ｚと検出電圧との間のマトリックスを用いる方法を
述べたが、渦電流発熱のみを知りたい場合は、検出電圧
と発熱との関係を表すマトリックスを用いることによ
り、磁束変動から直接渦電流発熱を推定し、より高速な
処理を実現することもできる。Here, in order to know the displacements y and z,
Although the method using the matrix between y, z and the detection voltage has been described, if it is desired to know only the eddy current heat generation, the matrix representing the relation between the detection voltage and the heat generation can be used to directly detect the eddy current from the magnetic flux fluctuation. It is also possible to estimate heat generation and realize faster processing.

【００２４】以上の構成により、従来把握困難であった
浮上走行車両の動揺振幅及び周波数を把握すると共に、
超電導電磁石の構成物の渦電流発熱を推定し、実走行時
の液体ヘリウム温度域の発熱を車両動揺に基づくもの
と、走行周波数で加わる磁場変動に基づくものとに分離
できる。これにより、それぞれの発熱源を特定し、それ
に対する対策を施すことによって信頼性の高い磁気浮上
車両を得ることができる。With the above configuration, the swing amplitude and frequency of the levitating vehicle, which have been difficult to grasp in the past, can be grasped.
By estimating the eddy current heat generation of the components of the superconducting electromagnet, the heat generation in the liquid helium temperature range during actual running can be separated into those based on vehicle sway and those based on magnetic field fluctuation applied at the running frequency. As a result, a highly reliable magnetic levitation vehicle can be obtained by specifying each heat source and taking measures against it.

【００２５】[0025]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
による磁気浮上車両の一実施の形態を説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a magnetic levitation vehicle according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

【００２６】〔実施の形態１〕図１は本発明の第１の実
施の形態の磁気浮上車両を示す縦断面図及びその一部拡
大図並びにこの磁気浮上車両の車両動揺検出回路の構成
を示すブロック図である。図において、磁気浮上車両の
車体５は台車６上に載置され、台車６の両側には超電導
磁石が固着されている。超電導磁石は、一番外側の真空
容器４と、真空断熱容器４中に固着された輻射熱シール
ド３と、さらにその中に固着されたコイル収納容器２
と、コイル収納容器２中に収納された超電導コイル１と
により構成されている。コイル収納容器２は、超電導コ
イル１を保持し、その内部には液体ヘリウムの流路が設
けられており、この液体ヘリウムで超電導コイル１を冷
却している。輻射熱シールド３は、コイル収納容器２を
覆い、輻射熱を低減するために液体窒素温度に冷却され
ている。なお、真空容器４のガイドウエイ２１と対向す
る外側面には、車両の動揺を検出するための車両動揺検
出コイル９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄが固着されている。[First Embodiment] FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a magnetic levitation vehicle according to a first embodiment of the present invention, a partially enlarged view thereof, and a configuration of a vehicle sway detection circuit of the magnetic levitation vehicle. It is a block diagram. In the figure, a body 5 of a magnetic levitation vehicle is mounted on a trolley 6, and superconducting magnets are fixed to both sides of the trolley 6. The superconducting magnet includes an outermost vacuum container 4, a radiant heat shield 3 fixed in the vacuum heat insulating container 4, and a coil container 2 fixed therein.
And the superconducting coil 1 housed in the coil housing 2. The coil housing 2 holds the superconducting coil 1, and a liquid helium flow path is provided in the inside thereof, and the liquid helium cools the superconducting coil 1. The radiant heat shield 3 covers the coil housing 2 and is cooled to the temperature of liquid nitrogen to reduce radiant heat. Vehicle sway detection coils 9a, 9b, 9c, 9d for detecting vehicle sway are fixed to the outer surface of the vacuum vessel 4 facing the guideway 21.

【００２７】台車６の両側面及び下部には車両を案内す
るガイドウエイ２１が設けられており、ガイドウエイ２
１の内側面の台車６側には、車両を推進させるための推
進コイル８が固着され、さらにその内側の台車６側には
車両を浮上させるための浮上コイル７が固着されてい
る。Guideways 21 for guiding the vehicle are provided on both sides and a lower portion of the carriage 6, and the guideways 2 are provided.
A propulsion coil 8 for propelling the vehicle is fixed to the bogie 6 on the inner side of the vehicle 1, and a floating coil 7 for levitating the vehicle is further fixed to the bogie 6 inside the bogie 6.

【００２８】車両動揺検出コイル９ａ，９ｂ，９ｃ，９
ｄは、浮上コイル７に対向して台車６の両側にそれぞれ
上下位置に２本づつ配置され、合計４本設けられてい
る。これらの車両動揺検出コイル９ａ，９ｂ，９ｃ，９
ｄからは導線が引き出され、入力装置１０の入力端子に
接続されている。入力装置１０は、その入力端子から入
力された信号を増幅して出力する装置である。入力装置
１０の出力端子は変換器１１の一方の入力端子に接続さ
れている。変換器１１の他方の入力端子にはコンピュー
タ１２の出力端子が接続されており、変換器１１の出力
端子には表示器１３及び記録器１４の入力端子がそれぞ
れ接続されている。変換器１１は、その入力端子から入
力された信号を周波数成分と振幅成分に分離し、推定渦
電流発熱値に換算して出力するものである。Vehicle sway detection coils 9a, 9b, 9c, 9
Two ds are arranged on both sides of the bogie 6 in opposition to the levitation coils 7 at upper and lower positions, respectively, and a total of four ds are provided. These vehicle sway detection coils 9a, 9b, 9c, 9
A lead wire is drawn from d and connected to the input terminal of the input device 10. The input device 10 is a device that amplifies and outputs a signal input from the input terminal. The output terminal of the input device 10 is connected to one input terminal of the converter 11. The other input terminal of the converter 11 is connected to the output terminal of the computer 12, and the output terminal of the converter 11 is connected to the input terminals of the display 13 and the recorder 14. The converter 11 separates a signal input from the input terminal into a frequency component and an amplitude component, converts the signal into an estimated eddy current heating value, and outputs the converted value.

【００２９】次に、本実施の形態の動作を説明する。磁
気浮上車両の走行速度が閾値を超えると車体５が浮上し
て浮上走行が開始される。このとき発生する車両の動揺
は車両動揺検出コイル９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄで検出さ
れ、４個の電圧信号となって入力装置１０に入力され
る。入力装置１０では入力された電圧信号を増幅して変
換器１１に入力する。変換器１１ではこれら４個の電圧
信号の振幅成分と周波数成分を求めると同時に、コンピ
ュータ１２から入力された係数マトリックスに基づいて
車両の動揺の振幅に変換し、その値から渦電流発熱値を
導出して、車両動揺振幅値と共に表示器１３及び記録器
１４に出力する。Next, the operation of this embodiment will be described. When the traveling speed of the magnetically levitated vehicle exceeds the threshold, the vehicle body 5 levitates and levitating traveling is started. The vehicle sway occurring at this time is detected by the vehicle sway detection coils 9a, 9b, 9c, 9d, and input to the input device 10 as four voltage signals. The input device 10 amplifies the input voltage signal and inputs it to the converter 11. The converter 11 calculates the amplitude component and the frequency component of the four voltage signals, and at the same time converts the amplitude component and the frequency component into the amplitude of the vehicle sway based on the coefficient matrix input from the computer 12, and derives the eddy current heating value from the values. Then, the information is output to the display 13 and the recorder 14 together with the vehicle swing amplitude value.

【００３０】本実施の形態によって、単純かつ軽量な測
定システム構成で、走行中連続的に車両動揺をモニター
できる。また、検出した車両動揺から渦電流発熱値を推
測できるので、発熱源の特定や対策に貴重なデータを収
集することができ、信頼性の高い磁気浮上車両を製作で
きる。According to this embodiment, the vehicle sway can be continuously monitored during traveling with a simple and lightweight measurement system configuration. Further, since the eddy current heat generation value can be estimated from the detected vehicle fluctuation, valuable data can be collected for specifying the heat generation source and taking countermeasures, and a highly reliable magnetic levitation vehicle can be manufactured.

【００３１】〔実施の形態２〕図２は本発明の第２の実
施の形態の磁気浮上車両の車両動揺検出コイルの配置及
び車両動揺検出回路の構成を示す図である。図におい
て、図１の実施の形態の構成要素と同一の構成要素には
同一の番号を付し、その説明を省略する。[Second Embodiment] FIG. 2 is a diagram showing the arrangement of a vehicle sway detection coil and the configuration of a vehicle sway detection circuit of a magnetic levitation vehicle according to a second embodiment of the present invention. In the figure, the same components as those of the embodiment of FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【００３２】上下２段に４個ずつ片面８個の車両動揺検
出コイル１５ａｕ，１５ａｄ，１５ｂｕ，１５ｂｄ，１
５ｃｕ，１５ｃｄ，１５ｄｕ，１５ｄｄが、真空断熱容
器４上のガイドウエイ２１側の外面上に設置されてい
る。上段の車両動揺検出コイル１５ａｕ，１５ｂｕ，１
５ｃｕ，１５ｄｕ及び下段の車両動揺検出コイル１５ａ
ｄ，１５ｂｄ，１５ｃｄ，１５ｄｄは、それぞれ、浮上
コイル７の作る高調波磁場の振幅が最大となる空間５次
高調波のピッチの３／２の間隔で配置され、上段の車両
動揺検出コイル同士及び下段の車両動揺検出コイル同士
でそれぞれ直列に接続され、それぞれの出力端が入力装
置１０の入力端子に導線を介して接続されている。車両
動揺検出コイルの設置間隔は、具体的には、超電導コイ
ルの極ピッチが１．３５ｍｍ、浮上コイル７のピッチが
４５ｃｍであるので、８１ｃｍとなる。Eight vehicle oscillation detection coils 15au, 15ad, 15bu, 15bd, 1
5 cu, 15 cd, 15 du, and 15 dd are provided on the outer surface of the vacuum insulation container 4 on the guideway 21 side. Upper stage vehicle sway detection coils 15au, 15bu, 1
5cu, 15du and lower-stage vehicle fluctuation detection coil 15a
d, 15bd, 15cd, and 15dd are arranged at intervals of 3/2 of the pitch of the fifth harmonic in the space where the amplitude of the harmonic magnetic field generated by the levitation coil 7 is maximized. The lower vehicle vibration detection coils are connected in series with each other, and their output terminals are connected to input terminals of the input device 10 via conductors. Specifically, the installation interval of the vehicle vibration detection coil is 81 cm because the pole pitch of the superconducting coil is 1.35 mm and the pitch of the levitation coil 7 is 45 cm.

【００３３】このような空間配置で車両動揺検出コイル
を配置すると、空間５次高調波に限って、車両動揺検出
コイルにより検出される電圧の位相が、車両動揺検出コ
イル１５ａｕ，１５ａｄ及び車両動揺検出コイル１５ｃ
ｕ，１５ｃｄでそれぞれ同相、車両動揺検出コイル１５
ｂｕ，１５ｂｄ及び車両動揺検出コイル１５ｄｕ，１５
ｄｄでそれぞれ同相となるが、車両動揺検出コイル１５
ａｕ，１５ａｄ，１５ｃｕ，１５ｃｄと車両動揺検出コ
イル１５ｂｕ，１５ｂｄ，１５ｄｕ，１５ｄｄとでは逆
相となる。つまり、これらの上下段各４個の車両動揺検
出コイル間で、空間５次の高調波成分は相殺される。真
空断熱容器４上の浮上コイル７と対向する外面上に設置
された車両動揺検出コイルの場合、主として空間３次、
５次、７次の高調波磁場を受けるが、その振幅の比は、
１：４．５：１である。空間５次という最大振幅の高調
波を除去することにより、ＳＮ比を大幅に向上させるこ
とができる。When the vehicle sway detection coil is arranged in such a spatial arrangement, the phase of the voltage detected by the vehicle sway detection coil is limited to the fifth harmonic of the space, and the vehicle sway detection coils 15au and 15ad and the vehicle sway detection coil Coil 15c
u, 15cd, respectively, in-phase, vehicle sway detection coil 15
bu, 15bd and vehicle sway detection coils 15du, 15
dd are in phase with each other.
The phases of au, 15ad, 15cu, 15cd and the vehicle vibration detection coils 15bu, 15bd, 15du, 15dd are in opposite phases. That is, the fifth harmonic component in the space is canceled between these four vehicle sway detection coils in the upper and lower stages. In the case of the vehicle sway detection coil installed on the outer surface facing the floating coil 7 on the vacuum insulated container 4, mainly the space tertiary,
It receives the 5th and 7th harmonic magnetic fields.
1: 4.5: 1. By removing the harmonic having the maximum amplitude of the fifth space, the SN ratio can be greatly improved.

【００３４】〔実施の形態３〕図３は本発明の第３の実
施の形態の磁気浮上車両の車両動揺検出コイルの配置及
び車両動揺検出回路の構成を示す図である。図におい
て、第２の実施の形態におけると同様に、図１の実施の
形態の構成要素と同一の構成要素には同一の番号を付
し、その説明を省略する。Third Embodiment FIG. 3 is a diagram showing the arrangement of a vehicle sway detection coil and the configuration of a vehicle sway detection circuit of a magnetic levitation vehicle according to a third embodiment of the present invention. In the figure, as in the second embodiment, the same components as those in the embodiment of FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

【００３５】上下２段に６個ずつ片面１２個の車両動揺
検出コイル１６ａｕ，１６ａｄ，１６ｂｕ，１６ｂｄ，
１６ｃｕ，１６ｃｄ，１６ｄｕ，１６ｄｄ，１６ｅｕ，
１６ｅｄ，１６ｆｕ，１６ｆｄが、真空断熱容器４上の
ガイドウエイ２１側の外面上に設置されている。上段の
車両動揺検出コイル１６ａｕ，１６ｂｕ，１６ｃｕ，１
６ｄｕ，１６ｅｕ，１６ｆｕ及び下段の車両動揺検出コ
イル１６ａｄ，１６ｂｄ，１６ｃｄ，１６ｄｄ，１６ｅ
ｄ，１６ｆｄは、それぞれ、浮上コイル７の作る高調波
磁場の振幅が最大となる空間５次高調波のピッチと同一
の間隔で配置され、上段の車両動揺検出コイル同士及び
下段の車両動揺検出コイル同士でそれぞれ直列に接続さ
れ、それぞれの出力端が入力装置１０の入力端子に導線
を介して接続されている。車両動揺検出コイルの設置間
隔は、具体的には、超電導コイルの極ピッチが１．３５
ｍｍ、浮上コイル７のピッチが４５ｃｍであるので、５
４ｃｍとなる。The vehicle sway detection coils 16au, 16ad, 16bu, 16bd, 12 on one side, six in each of the upper and lower two stages,
16cu, 16cd, 16du, 16dd, 16eu,
16ed, 16fu, and 16fd are installed on the outer surface of the vacuum insulation container 4 on the guideway 21 side. Upper vehicle vibration detection coils 16au, 16bu, 16cu, 1
6du, 16eu, 16fu and the lower vehicle oscillation detection coils 16ad, 16bd, 16cd, 16dd, 16e
d and 16fd are arranged at the same interval as the pitch of the fifth harmonic in the space where the amplitude of the harmonic magnetic field generated by the levitation coil 7 is maximum, and the upper and lower vehicle vibration detection coils are arranged at the same intervals. The output terminals are connected to the input terminal of the input device 10 via a conductor. Specifically, the installation interval of the vehicle fluctuation detection coil is such that the pole pitch of the superconducting coil is 1.35.
mm, and the pitch of the floating coil 7 is 45 cm.
4 cm.

【００３６】このような空間配置で車両動揺検出コイル
を配置すると、空間５次高調波に限って、全ての車両動
揺検出コイルにより検出される電圧の位相が同相とな
る。つまり、車両動揺検出コイル１６ａｕ，１６ａｄ，
１６ｂｕ，１６ｂｄ，１６ｃｕ，１６ｃｄ，１６ｄｕ，
１６ｄｄ，１６ｅｕ，１６ｅｄ，１６ｆｕ，１６ｆｄ
は、空間５次の高調波成分を主として検出する。空間５
次高調波成分も、車両動揺によって浮上コイル７の電流
が変化すれば、その影響を受けて振幅が変化する。した
がって、車両動揺検出コイル１６ａｕ，１６ａｄ，１６
ｂｕ，１６ｂｄ，１６ｃｕ，１６ｃｄ，１６ｄｕ，１６
ｄｄ，１６ｅｕ，１６ｅｄ，１６ｆｕ，１６ｆｄによっ
て検出された電圧信号の低周波成分をＦＦＴによって選
別すれば、車両動揺の周波数及び振幅を推定できる。本
実施の形態においてはＳＮ比は悪化すると考えられる
が、空間５次の磁場変動の検出電圧は振幅が大きいため
増幅度の大きい増幅器を設置する必要がない点及び車両
動揺検出コイルを小型化し、軽量化できる点で利点があ
る。When the vehicle sway detection coils are arranged in such a spatial arrangement, the phases of the voltages detected by all the vehicle sway detection coils are in phase only for the spatial fifth harmonic. That is, the vehicle sway detection coils 16au, 16ad,
16bu, 16bd, 16cu, 16cd, 16du,
16dd, 16eu, 16ed, 16fu, 16fd
Mainly detects the fifth harmonic component in space. Space 5
If the current of the levitating coil 7 changes due to vehicle shaking, the amplitude of the second harmonic component also changes under the influence of the change. Therefore, the vehicle sway detection coils 16au, 16ad, 16
bu, 16bd, 16cu, 16cd, 16du, 16
If the low frequency components of the voltage signals detected by dd, 16eu, 16ed, 16fu, and 16fd are selected by FFT, the frequency and amplitude of the vehicle sway can be estimated. In the present embodiment, the SN ratio is considered to be degraded. However, since the detection voltage of the fifth-order magnetic field fluctuation in the space has a large amplitude, there is no need to install an amplifier having a large amplification degree, and the vehicle sway detection coil is reduced in size. There is an advantage in that the weight can be reduced.

【００３７】〔実施の形態４〕図４は本発明の第４の実
施の形態の磁気浮上車両の車両動揺検出コイルの配置及
び車両動揺検出回路の構成を示す図である。図におい
て、第２，第３の実施の形態におけると同様に、図１の
実施の形態の構成要素と同一の構成要素には同一の番号
を付し、その説明を省略する。[Fourth Embodiment] FIG. 4 is a diagram showing an arrangement of a vehicle sway detection coil and a configuration of a vehicle sway detection circuit of a magnetic levitation vehicle according to a fourth embodiment of the present invention. In the figure, like the second and third embodiments, the same components as those of the embodiment of FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

【００３８】車両動揺検出コイル１６ａｕ，１６ａｄ，
１６ｂｕ，１６ｂｄ，１６ｃｕ，１６ｃｄ，１６ｄｕ，
１６ｄｄ，１６ｅｕ，１６ｅｄ，１６ｆｕ，１６ｆｄは
絶縁シート１７上にプリントされた導線１８により構成
されている。絶縁シート１７は真空断熱容器４の表面に
直接接着されている。各車両動揺検出コイル間はツイス
ト線１９により上段下段それぞれ直列に接続され、ツイ
スト線１９はアルミ粘着テープ２０で真空断熱容器４の
表面に接着されている。The vehicle sway detection coils 16au, 16ad,
16bu, 16bd, 16cu, 16cd, 16du,
16 dd, 16 eu, 16 ed, 16 fu, and 16 fd are constituted by conductive wires 18 printed on an insulating sheet 17. The insulating sheet 17 is directly adhered to the surface of the vacuum heat insulating container 4. The vehicle sway detection coils are connected in series by a twist wire 19 in each of the upper and lower stages, and the twist wire 19 is adhered to the surface of the vacuum insulated container 4 with an aluminum adhesive tape 20.

【００３９】車両動揺検出コイル１６ａｕ，１６ａｄ，
１６ｂｕ，１６ｂｄ，１６ｃｕ，１６ｃｄ，１６ｄｕ，
１６ｄｄ，１６ｅｕ，１６ｅｄ，１６ｆｕ，１６ｆｄ
は、空間５次の高調波成分を主として検出し、空間５次
高調波成分は振幅が大きいため、本実施の形態のような
プリントコイルで十分に検出することができる。The vehicle sway detection coils 16au, 16ad,
16bu, 16bd, 16cu, 16cd, 16du,
16dd, 16eu, 16ed, 16fu, 16fd
Detects mainly the fifth harmonic component in the space, and since the fifth harmonic component in the space has a large amplitude, it can be sufficiently detected by the print coil as in the present embodiment.

【００４０】プリントコイルは軽量であることはもちろ
ん、案内方向に１ｍｍ程度の幅が確保できれば設置でき
るという点で実用性が非常に高い。The practicality of the printed coil is extremely high in that it can be installed as long as it can secure a width of about 1 mm in the guide direction, as well as being lightweight.

【００４１】[0041]

【発明の効果】本発明によれば、単純かつ軽量な測定シ
ステム構成で、走行中連続的に車両動揺をモニターでき
る。また、検出した車両動揺から渦電流発熱値を推測で
きるので、発熱源の特定や対策に貴重なデータを収集す
ることができ、信頼性の高い磁気浮上車両を製作でき
る。According to the present invention, the vehicle sway can be continuously monitored during traveling with a simple and lightweight measuring system configuration. Further, since the eddy current heat generation value can be estimated from the detected vehicle fluctuation, valuable data can be collected for specifying the heat generation source and taking countermeasures, and a highly reliable magnetic levitation vehicle can be manufactured.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態の磁気浮上
車両を示す縦断面図及びその一部拡大図並びにこの磁気
浮上車両の車両動揺検出回路の構成を示すブロック図で
ある。FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a magnetic levitation vehicle according to a first embodiment of the present invention, a partially enlarged view thereof, and a block diagram showing a configuration of a vehicle sway detection circuit of the magnetic levitation vehicle. .

【図２】図２は、本発明の第２の実施の形態の磁気浮上
車両の車両動揺検出コイルの配置及び車両動揺検出回路
の構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an arrangement of a vehicle sway detection coil and a configuration of a vehicle sway detection circuit of a magnetic levitation vehicle according to a second embodiment of the present invention.

【図３】図３は、本発明の第３の実施の形態の磁気浮上
車両の車両動揺検出コイルの配置及び車両動揺検出回路
の構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an arrangement of a vehicle sway detection coil and a configuration of a vehicle sway detection circuit of a magnetic levitation vehicle according to a third embodiment of the present invention.

【図４】図４は、本発明の第４の実施の形態の磁気浮上
車両の車両動揺検出コイルの配置及び車両動揺検出回路
の構成を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an arrangement of a vehicle sway detection coil and a configuration of a vehicle sway detection circuit of a magnetic levitation vehicle according to a fourth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 超電導コイル ２ コイル収納容器 ３ 輻射熱シールド ４ 真空断熱容器 ５ 車体 ６ 台車 ７ 浮上コイル ８ 推進コイル ９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ，１５ａｕ，１５ａｄ，１５ｂ
ｕ，１５ｂｄ，１５ｃｕ，１５ｃｄ，１５ｄｕ，１５ｄ
ｄ，１６ａｕ，１６ａｄ，１６ｂｕ，１６ｂｄ，１６ｃ
ｕ，１６ｃｄ，１６ｄｕ，１６ｄｄ，１６ｅｕ，１６ｅ
ｄ，１６ｆｕ，１６ｆｄ 車両動揺検出コイル １１ 変換器 １２ コンピュータ １７ 絶縁シート １８ 導線 ２１ ガイドウエイREFERENCE SIGNS LIST 1 superconducting coil 2 coil storage container 3 radiant heat shield 4 vacuum heat insulating container 5 vehicle body 6 truck 7 levitation coil 8 propulsion coil 9a, 9b, 9c, 9d, 15au, 15ad, 15b
u, 15bd, 15cu, 15cd, 15du, 15d
d, 16au, 16ad, 16bu, 16bd, 16c
u, 16cd, 16du, 16dd, 16eu, 16e
d, 16fu, 16fd Vehicle sway detection coil 11 Converter 12 Computer 17 Insulation sheet 18 Conductor 21 Guideway

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柴田 将之 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 小村 昭義 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 渡邊 洋之 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 寺井 元昭 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 稲玉 哲 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 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Masayuki Shibata 7-1-1, Omikacho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Inside the Hitachi Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Akiyoshi Komura 7, Omikamachi, Hitachi City, Ibaraki Prefecture No. 1-1 Inside Hitachi, Ltd.Hitachi Research Laboratories (72) Inventor Hiroyuki Watanabe 3-1-1 Sachimachi, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Inside Hitachi, Ltd.Hitachi Plant (72) Inventor Motoaki Terai Nagoya, Aichi Prefecture Tokai Passenger Railway Co., Ltd. (72) Inventor Tetsu Inatama 1-4-1 Meiji Station, Nakamura-ku, Nagoya City, Aichi Prefecture

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 超電導線を巻回した超電導コイルと、該
超電導コイルを収納する収納容器と、輻射熱をシールド
する輻射熱シールドと、真空断熱を行う真空断熱容器と
を有する超電導磁石を、ガイドウエイに設けられた推進
コイル及び浮上コイルに対向させて設けた磁気浮上車両
において、 前記真空断熱容器の前記浮上コイルに対向する面上に、
車両動揺に起因する磁場変動成分を検出する車両動揺検
出手段を設け、該車両動揺検出手段の検出した前記磁場
変動成分に基づいて前記車両動揺の周波数成分及び振幅
成分を求めると共に、推定渦電流発熱値に換算する変換
手段を設けたことを特徴とする磁気浮上車両。A superconducting magnet having a superconducting coil wound with a superconducting wire, a storage container for storing the superconducting coil, a radiant heat shield for shielding radiant heat, and a vacuum heat insulating container for performing vacuum heat insulation is used as a guideway. In the magnetic levitation vehicle provided so as to face the provided propulsion coil and the levitation coil, on a surface of the vacuum insulated container facing the levitation coil,
A vehicle sway detecting means for detecting a magnetic field fluctuation component caused by the vehicle sway; obtaining a frequency component and an amplitude component of the vehicle sway based on the magnetic field fluctuation component detected by the vehicle sway detection means; A magnetic levitation vehicle characterized by comprising conversion means for converting the value into a value. 【請求項２】 前記車両動揺検出手段が車両動揺検出コ
イル及び該車両動揺検出コイルの出力電圧信号を増幅す
る増幅手段であり、前記変換手段が前記推定渦電流発熱
値への換算に用いる係数マトリックスを入力する入力手
段を更に備えたことを特徴とする請求項１記載の磁気浮
上車両。2. The vehicle sway detecting means is a vehicle sway detecting coil and an amplifying means for amplifying an output voltage signal of the vehicle sway detecting coil, and the conversion means is a coefficient matrix used for conversion into the estimated eddy current heat generation value. 2. The magnetically levitated vehicle according to claim 1, further comprising an input unit for inputting a value. 【請求項３】 前記車両動揺検出コイルが、少なくとも
車両両側の対称位置の上下２か所都合４か所に設けられ
ていることを特徴とする請求項２記載の磁気浮上車両。3. The magnetic levitation vehicle according to claim 2, wherein the vehicle sway detection coils are provided at at least two locations above and below the symmetrical position on both sides of the vehicle and conveniently at four locations. 【請求項４】 前記車両動揺検出コイルが、上下２段で
それぞれ、浮上コイル電流の作り出す高調波磁場のうち
最大の振幅を持つ高調波のピッチの（２×ｎ＋１）（ｎ
はゼロ及び正の整数）の間隔で、車両の進行方向に配置
され互いに直列に接続された複数個の磁束変動検出コイ
ルで構成されていることを特徴とする請求項３記載の磁
気浮上車両。4. The method according to claim 1, wherein the vehicle sway detection coil has a pitch of (2 × n + 1) (n) of a harmonic having a maximum amplitude in a harmonic magnetic field generated by a levitation coil current in two upper and lower stages.
4. The magnetic levitation vehicle according to claim 3, comprising a plurality of magnetic flux fluctuation detecting coils arranged in the traveling direction of the vehicle at intervals of zero and a positive integer. 【請求項５】 前記車両動揺検出コイルが、基板上にプ
リントされて形成されていることを特徴とする請求項２
又は３記載の磁気浮上車両。5. The vehicle sway detection coil is printed and formed on a substrate.
Or a magnetic levitation vehicle according to 3. 【請求項６】 前記基板が絶縁シートであることを特徴
とする請求項４記載の磁気浮上車両。6. The magnetic levitation vehicle according to claim 4, wherein said substrate is an insulating sheet. 【請求項７】 前記係数マトリックスが、車両動揺の変
位に起因する信号値のマトリックスと、車両動揺変位に
起因する渦電流発熱のマトリックスであって、前記変換
手段がこれらのマトリックスを解くことによって車両動
揺振幅及び発熱を算出することを特徴とする請求項２記
載の磁気浮上車両。7. The coefficient matrix is a matrix of signal values caused by displacement of the vehicle sway and a matrix of eddy current heat caused by displacement of the sway of the vehicle. 3. The magnetic levitation vehicle according to claim 2, wherein the oscillation amplitude and heat generation are calculated.