(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気力を介して電気パワーと機械パワー間の相互変換を行う電気機械パワー相互変換装置において、
（ａ）電磁力作用体である移動体（１）の断面の中心から放射状に、又は移動体（１）の断面に接する多角形の複数辺から直角に、上下対を含めた左右対称対としてそれぞれ単独に張り出した脚状平板（２）と吊架状平板（３）と翼状平板（４）と、
（ｂ）前記脚状平板（２）と吊架状平板（３）と翼状平板（４）に内在させた可動電流線（５）と、
（ｃ）該可動電流線（５）に対して磁気力作用を与える駆動力電流線（１２）とを備え、
（ｄ）前記可動電流線（５）と駆動力電流線（１２）の作用力により、機械的パワーを得て、回生パワーを発生させ、制動力を得るようにしたことを特徴とする電気機械パワー相互変換装置。
【請求項２】
請求項１記載の電気機械パワー相互変換装置において、前記可動電流線が可動する平面から、ある距離を隔てた平行平面に前記可動電流線を配置し、該可動電流線在平面に対して、片側平面、複数片側平面、該可動電流線在平面を中心とする両側対平面に、複数両側対平面、及びこれらを組み合わせた平面に駆動力電流線を対向させ、
進行移動する前記可動電流線に対して、進行前方に位置し、前記可動電流線の方向と同一の電流方向にある吸引駆動力を与える吸引電流線と、
その後方にあって、電流方向が逆の方向の電流方向にあり、前記可動電流線に反発駆動推力を与える推進電流線とを、
具備することを特徴とする電気機械パワー相互変換装置。
【請求項３】
請求項２記載の電気機械パワー相互変換装置において、前記可動電流線の電流方向が交互に配置される場合、前記駆動力電流線の電流方向が同一線上で正・逆２方向に流れるように電流方向を制御することにより、前記可動電流線に推進リザルタント駆動力が与えられ、前進・後進が可能となり、前記駆動力電流線と可動電流線の構成により、該可動電流線に機械的パワーを与え、回生電気パワーを発生させ、制動力を得るようにすることを特徴とする電気機械パワー相互変換装置。
【請求項４】
請求項２記載の電気機械パワー相互変換装置において、前記可動電流線の電流方向が交互に配置される場合、前記駆動力電流線の電流方向を相互異方向とする線条を１対として、両線で２方向性を確保するように電流方向を制御することにより、前記可動電流線に推進リザルタント駆動力が与えられ、前進、後進が可能となり、前記駆動力電流線と可動電流線の構成により、該可動電流線に機械的パワーを与え、回生電気パワーを発生させ、制動力を得るようにすることを特徴とする電気機械パワー相互変換装置。
【請求項５】
請求項２記載の電気機械パワー相互変換装置において、前記可動電流線の電流方向が交互に配置される場合、前記可動電流線の配置ピッチ間隔で前記駆動力電流線の電流方向を交互に変えるように電流方向を予め設定することにより、前記可動電流線に推進リザルタント駆動力が与えられ、前進、後進が可能となり、前記駆動力電流線と可動電流線の構成により、該可動電流線に機械的パワーを与え、回生電気パワーを発生させ、制動力を得るようにすることを特徴とする電気機械パワー相互変換装置。
【請求項６】
請求項２記載の電気機械パワー相互変換装置において、前記可動電流線の電流方向が同一方向に配置される場合、前記可動電流線の配置ピッチ間隔の中央に電流方向を異方向とする仮想可動電流線が配置されたと仮想し、請求項３、４又は５記載の電流供給方式によって、前記駆動力電流線の電流方向を制御することにより、前記可動電流線に推進リザルタント駆動力が与えられ、前進、後進が可能となり、前記駆動力電流線と可動電流線の構成により、該可動電流線に機械的パワーを与え、回生電気パワーを発生させ、制動力を得るようにすることを特徴とする電気機械パワー相互変換装置。
【請求項７】
請求項２記載の電気機械パワー相互変換装置において、前記駆動力電流線から推進作用を受けて進行移動する可動電流線に対して、直角、又は略直角をなす、空間平面に複対数の駆動力電流線を配置し、該駆動力電流線を同一の回路構成とすることにより、電力供給線から電流ベクトル制御装置を介して供給される電流が同一回路に供給されることから、同一平面状に位置する駆動力電流線の電流起動・停止を統一することができ、同一平面内に位置する駆動力電流線からの駆動推力が、前記可動電流線に推進リザルタント駆動力として左右に均等に与えられるため、不整のない駆動力の前進、後進が可能となり、前記駆動力電流線と可動電流線の構成により、該可動電流線に機械的パワーを与え、回生電気パワーを発生させ、制動力を得るようにすることを特徴とする電気機械パワー相互変換装置。
【請求項８】
請求項２記載の電気機械パワー相互変換装置において、前記駆動力電流線において、同一配電母線を介して同一回路を構成することにより、前記駆動力電流線から電流ベクトル制御装置を介して供給される電流が同一回路に供給されることから、前記駆動力電流線の電流起動・停止を統一することができ、同一平面内に位置する駆動力電流線からの駆動推力が左右に不整することなく、前記可動電流線に推進リザルタント駆動力が与えられ、前進、後進を可能とし、該前進、後進の両進行方向において、前記可動電流線に機械的パワーを与え、回生電気パワーを発生させ、制動力を得るようにすることを特徴とする電気機械パワー相互変換装置。
【請求項９】
請求項２記載の電気機械パワー相互変換装置において、前記駆動力電流線へ供給開始、電流ベクトル制御、供給停止する方法において、電力供給指令は、可動電流線ピッチ、可動電流線の稼働情報、可動電流線の本数、各可動電流線の電流ベクトル、配置情報、運行計画情報などの日々の運行に関わる駆動力電流制御に必要な情報を、列車走行に先立ち、全電流ベクトル制御装置の記憶装置に記憶させ、駆動力電流供給装置に必要な都度発せられる前方列車情報と接近する列車の車両の異常状態情報などの運行修正下達情報、地震等の災害情報に伴う緊急下達情報と、各個別電流ベクトル制御装置からの異常上位通報との双方向情報伝送路として、双方向通信線によりリンク構成し、また、通信途絶、制御不能等の異常時の電源供給断を指令する機構であり、該電力供給指令と通信リンクする電流ベクトル制御装置において、
（ａ）駆動開始・停止および列車速度・位置検出車上制御方式は、
移動体の供給オン信号発信器から発する開始信号を受信した電流ベクトル制御装置は、他のスレーブ電流ベクトル制御装置に対してマスター装置となり、マスター電流ベクトル制御装置はＩＤナンバー情報を受信確認情報として車上に送信し、この地上ＩＤ情報信号を受信する移動体の地上交信装置は、その地上ＩＤ情報から現在位置を知り、前記マスター電流ベクトル制御装置は、指定するスレーブに対して初期微動指令を出して、移動体を進行させ、その微動による可動電流線の位置変化に伴う該受信ＩＤナンバー情報と前受信ＩＤナンバー情報とから速度を演算し、その速度と列車速度プログラムから所要の電流ベクトル量を算出し、その電流ベクトル量を前記マスター電流ベクトル制御装置に通報し、その電流ベクトル量を受信した前記マスター電流ベクトル制御装置は、予め前方指定位置にあるスレーブ電流ベクトル制御装置と最終供給位置にあるスレーブ電流ベクトル制御装置までの、自己を含めた全電流ベクトル制御装置に対して通報し、受信全電流ベクトル制御装置は各駆動力電流線への電流ベクトル供給を開始し、移動体の供給停止オフ信号発信器から発する供給停止オフ信号を受信したスレーブ電流ベクトル制御装置は駆動力電流線への電流供給を停止する方式であり、
（ｂ）駆動力開始・停止制御および列車速度・位置検出地上制御方式は、
（ｂ−１）可動電流線と駆動力電流線が移動体の進行方向に対する直角平面に位置するとき、可動電流線の進行方向直角への電磁吸引力が駆動力電流線に対して最大となることを利用した圧力センサーの圧力感知による各可動電流線の位置検出方式と、
（ｂ−２）可動電流線の移動に伴って駆動力電流線に誘導される電界が駆動力電流線の励磁電界を減殺することから、駆動力電流線のターミナル間電圧が無誘導時より小さく変化すること利用した電圧検知による各可動電流線の位置検出方式と、
（ｂ−３）可動電流線が駆動力電流線に接近するに連れて、可動電流線から発する磁界が次第に増加し、その磁界を感知する磁界センサーの磁界が可動流動線と対面した時が最大となる方向の磁界を最大磁界として記憶した磁界センサーにおいて、磁界センサーがその記憶する最大磁界値と感知する時、可動電流線と駆動力電流線が対面したとみなすことによる各可動電流線の位置検出方式であり、以上の（ａ）、（ｂ−１）、（ｂ−２）、（ｂ−３）の位置検出方式のほか、別に定める可動電流線の位置検出方式により、先頭可動電流線検出の電流ベクトル制御装置がマスター電流ベクトル制御装置となり、他の電流ベクトル制御装置はマスター電流ベクトル制御装置の下にスレーブ電流ベクトル制御装置となり、マスター電流ベクトル制御装置は、蓄積され、プログラムされた運行計画から列車進行方向と管轄スレーブ電流ベクトル制御装置を決めた後、自己を含めたスレーブ電流ベクトル制御装置に対して電流供給を開始を指示し、指示命令を受けた各電流ベクトル制御装置は予め蓄積プログラムに則り電流ベクトルを決定し、駆動力電流線に電流供給を開始し、管轄スレーブ電流ベクトル制御装置の最終スレーブ電流ベクトル制御装置は、次のマスター電流ベクトル制御装置から停止命令を受けて停止し、先頭スレーブ電流ベクトル制御装置から一つ先のスレーブ電流ベクトル制御装置に対して電流供給の開始を指示する方式であり、この地上方式と車上方式の２つの方式のいずれか、または、組み合わせにより、駆動力電流線への電流供給を継続することによって、可動電流線に連続的に駆動力を与えていくことを特徴とする電気機械パワー相互変換装置。
【請求項１０】
請求項３又は４記載の電気機械パワー相互変換装置において、前記駆動力電流線において、直流正極電力供給線と負極電力供給線との間にアースする中性帰線を配置し、正極・中性帰線間にあってはＰ極相を、負極・中性帰線間にあってはＮ極相を電流ベクトル制御する電流ベクトル制御装置を介して、Ｐ極相電流ベクトル制御装置とＮ極相電流ベクトル制御装置が相互にインターロック制御の下に、前記駆動力電流線への電流供給を行い、別に与えられる速度設定情報と可動電流線の位置情報に基づき、電流ベクトルを設定し、その設定電流ベクトルに応じて、電流ベクトル制御装置で電流ベクトルデューティ制御するようにすることを特徴とする電気機械パワー相互変換装置。
【請求項１１】
請求項３又は４記載の電気機械パワー相互変換装置において、前記駆動力電流線において、交流Ｐ波相配電線と交流Ｎ波相配電線との間にアースする中性帰線を配置し、正極・中性帰線間にあってはＰ波相を、負極・中性帰線間にあってはＮ波相を電流ベクトル制御する電流ベクトル制御装置を介して、Ｐ波相電流ベクトル制御装置とＮ波相電流ベクトル制御装置が相互にインターロック制御の下に、別に与えられる速度設定情報と可動電流線の位置情報に基づき、前記可動電流線の移動速度を２倍の駆動力電流線で除した値、または、直近近傍の整数値を周波数とするように、周波数制御された電力供給線から前記駆動力電流線への電流供給を電流ベクトル制御することを特徴とする電気機械パワー相互変換装置。
【請求項１２】
請求項３及び４記載の電気機械パワー相互変換装置において、前記駆動力電流線への電流供給において、交流Ｐ波相配電線と交流Ｎ波相配電線との間にアースする中性帰線を配置し、正極・中性帰線間にあってはＰ波相を、負極・中性帰線間にあってはＮ波相の電流ベクトル制御する電流ベクトル制御装置を介して、Ｐ波相電流ベクトル制御装置とＮ波相電流ベクトル制御装置が相互にインターロック制御の下に、
（ａ) 前記可動電流線の最大移動速度を２倍の駆動力電流線で除した値、または、直近近傍の整数値を周波数とする周波数の全波整流波形、
（ｂ) 商用周波数を全波整流した全波整流波形、以上の２つの波形を有する電流供給線から、前記駆動力電流線への所要電流ベクトル量を、別に与えられる速度設定情報と可動電流線の位置情報に基づき、電流ベクトル制御装置で電流ベクトル制御して、電流供給することを特徴とする電気機械パワー相互変換装置。
【請求項１３】
請求項５記載の電気機械パワー相互変換装置において、前記駆動力電流線への電流供給において、交流Ｐ波相電力供給線と交流Ｎ波相電力供給線との間にアースする中性帰線を配置し、正極・中性帰線間にあってはＰ波相を、負極・中性帰線間にあってはＮ波相を電流供給制御する電流ベクトル制御装置を介して、Ｐ波相電流ベクトル制御装置とＮ波相電流ベクトル制御装置が相互にインターロック制御の下に、
（ａ）前記可動電流線の移動速度を２倍の駆動力電流線で除した値、又は直近近傍の整数値を周波数とするような周波数を半波整流した半波整流波形、
（ｂ）商用周波数を半波整流した半波整流波形、以上の２つの波形を有する電力供給線から、前記駆動力電流線への所要電流ベクトル量を、別に与えられる速度設定情報と可動電流線の位置情報に基づき、電流ベクトル制御装置で電流ベクトル制御して、電流供給することを特徴とする電気機械パワー相互変換装置。
【請求項１４】
請求項６記載の電気機械パワー相互変換装置において、前記駆動力電流線への電流供給において、請求項１０、１１、１２又は１３記載の電流ベクトル制御方法により、前記駆動力電流線への電流供給制御することを特徴とする電気機械パワー相互変換装置。
【請求項１５】
請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の電気機械パワー相互変換装置において、前記可動電流線と駆動力電流線において、可動流動線と駆動力電流線を円形に配置する、
（ａ）高電位リングと低電位リングに複数の接触舟を設け、前記高電位リングから低電流電位リング間に可動電流線を配置して、電流供給を受ける方式と、
（ｂ）前記高電位リングと低電位リングに、それぞれ接触舟を設け、前記高電位リングから低電流電位リング間に葛折配線した可動電流線を配置して、電流供給を受ける方式と、
（ｃ）超電導電流、磁化電流線の場合はループ構成を複数配置する方式との３つの方式において、電流異方向２重配置（ａ）方式、（ｂ）方式、（ｃ）方式は、可動電流線の電流ベクトルが交互に変わることから、請求項３、４又は５記載の電気機械パワー相互変換装置を適用し、電流同方向配置（ａ）方式は、請求項６記載の電気機械パワー相互変換装置を適用し、別に与えられる速度設定情報と可動電流線の位置情報に基づき、駆動力電流線を例示することにより、推進リザルタント駆動力が与えられ、正回転、逆回転が可能となり、前記駆動力電流線と可動電流線の構成により、該可動電流線に機械的パワーを与え、回生電気パワーを発生させ、制動力を得るようにすることを特徴とする電気機械パワー相互変換装置。
【請求項１６】
請求項９乃至１３のいずれか１項に記載の電気機械パワー相互変換装置において、前記電流ベクトル制御装置を可動電流線と駆動力電流線に各配備し、別に与えられる速度設定情報に基づき、駆動力電流線を例示することにより、可動電流線に推進リザルタント駆動力が与えられ、前進、後退が可能となり、前記駆動力電流線と可動電流線の構成により、該可動電流線に機械的パワーを与え、回生電気パワーを発生させ、制動力を得るようにすることを特徴とする電気機械パワー相互変換装置。
【請求項１７】
請求項１記載の電気機械パワー相互変換装置において、前記可動電流線・浮上可動電流線と総ての駆動力電流線間において、可動電流線・浮上可動電流線を内在させる移動体側平板に、その可動電流線から発生する磁界を強める電磁鋼板を、前記可動電流線と浮上可動電流線の内側、または、それら全体を覆うような形状として取り付け、その強化した磁界と前記駆動力電流線とにより、可動電流線に推進リザルタント駆動力が与えられ、前進、後進が可能となり、前記駆動力電流線と可動電流線の構成により、該可動電流線に機械的パワーを与え、回生電気パワーを発生させ、制動力を得るようにすることを特徴とする電気機械パワー相互変換装置。
【請求項１８】
請求項１記載の電気機械パワー相互変換装置において、前記可動電流線を収納する筐体に、電流方向が相互に異にする浮上可動電流線を収納する構成において、該浮上可動電流線の電流線間隔が進行方向に対して、地上に配置される胡座８の字浮上力電流線間の内方に配置される浮上可動電流線に対して、
（ａ−１）別に与えられる速度設定情報と可動電流線の位置情報に基づき、電流ベクトルを設定し、該設定電流ベクトルに応じて、浮上力電流ベクトル制御装置を介して、浮上用電力線から直接供給して浮上用電流を電源励磁方式、
（ａ−２）前記可動電流線及び前記浮上可動電流線が動的に変位することにより、浮上力電流線及び駆動力電流線に誘導電流を発生させ、その各線に発生する誘導電流を合成したリザルタント浮上誘導電流で励磁する誘導励磁方式、の２つの浮上電流励磁方式をそれぞれ単独に、あるいは組み合わせて励磁する励磁方式により、別に与えられる速度設定情報と可動電流線の位置情報に基づき、Ｐ極浮上力電流ベクトル制御装置とＮ極浮上力電流ベクトル制御装置がそれぞれ相互にインターロックを施して、Ｐ極電力線とＮ極電力線のどちらか一方に、中性帰線に接続にする浮上力電流線を接続することにより、異なる電流方向の浮上可動電流線のどちらにも励磁できる浮上力電流線において、
（ｂ−１）前記脚状、懸架状平板に収納する浮上可動電流線において、浮上可動電流線の左右両サイドに同型の胡座８の字型浮上力電流線を地上側に配置し、該浮上可動電流線と浮上力電流線との磁気力作用により、リザルタント浮上力を、更に、両サイドの電流線のターミナルの両者を、（ａ−１）励磁方式の場合には静電キャパシタンスを介し、また、（ａ−２）励磁方式の場合には直接、接続することにより案内力を得る胡座８の字型両サイド浮上・案内方式、必要により、浮上力が不足する場合に、浮上可動電流線の直下に補助浮上力電流線を配置する浮上方式と、
（ｂ−２）前記翼状平板に収納する浮上可動電流線と可動電流線において、浮上可動電流線の上下両サイドに同型の８の字型浮上力電流線および駆動力電流線を地上側に配置し、該浮上可動電流線及び可動電流線と、浮上力電流線と駆動力電流線の磁気力作用により、リザルタント浮上力を、更に、両サイドの電流線のターミナルの両者を、（ａ−１）励磁方式の場合には静電キャパシタンスを介し、また、（ａ−２）励磁方式の場合には直接、接続することにより案内力を得る８の字型両サイド浮上・案内方式により、浮上・案内を得ることを特徴とする電気機械パワー相互変換装置。
【請求項１９】
請求項１記載の電気機械パワー相互変換装置において、前記可動電流線を収納する筐体に同方向の電流を収納する浮上可動電流線において、
（ａ−１）前記可動電流線及び前記浮上可動電流線が浮上力電流線の幾何学的中央位置より変位することにより、それら両電流が可動するに伴い発生するリザルタント誘導浮上電流、
（ａ−２）別に与えられる速度設定情報と可動電流線の位置情報に基づき、電流ベクトルを設定し、その設定電流ベクトルに応じて、浮上力電流ベクトル制御装置を介して、浮上用電力供給線から直接供給される浮上用電流、の２つの浮上電流励磁方式をそれぞれ単独に、あるいは、組み合わせて励磁する励磁方式により、Ｐ極浮上力電流ベクトル制御装置とＮ極浮上力電流ベクトル制御装置がそれぞれ相互にインターロックを施して、別に与えられる速度設定情報と可動電流線の位置情報に基づき、Ｐ極電力線とＮ極電力線のどちらか一方に、中性帰線を接続する浮上力電流線を接続することにより、励磁する浮上力電流線において、
（ｂ−１）前記脚状、懸架状平板に収納する浮上可動電流線において、浮上可動電流線の左右両サイドに同型の胡座８の字型浮上力電流線を地上側に配置し、前記浮上可動電流線と浮上力電流線との磁気力作用により、リザルタント浮上力を、両サイドの両者を静電キャパシタンスを介して接続することにより案内力を得る胡座８の字型両サイド浮上・案内方式、必要により、浮上力が不足する場合に、前記浮上可動電流線の直下に補助浮上力電流線を配置する浮上方式、
（ｂ−２）前記翼状平板に収納する浮上可動電流線と可動電流線において、前記浮上可動電流線の上下両サイドに同型の胡座８の字型浮上力電流線を地上側に配置し、前記浮上可動電流線及び可動電流線と浮上力電流線との磁気力作用により、リザルタント浮上力を、両サイドの両者を静電キャパシタンスを介して接続することにより案内力を得る胡座８の字型両サイド浮上・案内方式により浮上・案内を得ることを特徴とする電気機械パワー相互変換装置。
【請求項２０】
請求項１２記載の電気機械パワー相互変換装置において、前記浮上力電流線において、鉛直平面上に配置される浮上力電流線を一配線とし、それらの配線が同一母線から供給されることにより、１母線供給により、浮上力の均一性と同一信頼性を確保することを特徴とする電気機械パワー相互変換装置。
【請求項２１】
移動体に取り付けられたピックアップコイルに対向する請求項１記載の駆動力電流線に対して、請求項１０、１１、１２又は１３記載の供給方式を採るとき、その駆動力電流線供給のオン・オフ作動を高速に行うことにより、移動体に取り付けられたピックアップ電流線、又はピックアップコイルに発生する誘導電流を発生させ、その誘導起電力を利用する方式により、非接触集電することを特徴とする電気機械パワー相互変換装置。
【請求項２２】
請求項１記載の電気機械パワー相互変換装置において、前記移動体に取り付けたエネルギー授受体と地上に設置した永久磁石と電磁石による併用励磁体による移動体の制動方式で、車上エネルギー授受体をリアクションプレートとする場合においては、そのプレートにて電気エネルギーを消費させ、消費エネルギーが大量な場合には、そのリアクションプレートの加熱を地上からの水スプレーにより降熱する、あるいは、車上エネルギー授受体をピックアップコイルとする場合は、そのピックアップコイルの電極に専用回線を通じて、抵抗、又はエネルギー蓄積体を接続して電気エネルギーを消費させる、又はその電極から専用回線を通じて接続する受放電樋を滑走する受放電橇に接続し、該受放電橇と滑走接触する受放電樋に接続する地上側エネルギー消費体、または、蓄積体に放電する方式、以上のいずれか、または、これらの組み合わせによって、移動体を制動させることを特徴とする電気機械パワー相互変換装置。
【請求項２３】
請求項１６記載の電気機械パワー相互変換装置において、別に所要のブレーキを確保する必要がある場合、車外から集電された電源や車内電源から、車内電源とは別の専用回線を通じて、車上に搭載されたブレーキ用コイルに、直流、又は交流、あるいは、交流に直流を重畳した交流が通電され、その通電された励磁コイルが移動に伴って地上に敷設されたリアクションプレートに誘導する渦電流とその励磁コイルとの相互作用により、ブレーキ力を確保することを特徴とする電気機械パワー相互変換装置。
【請求項２４】
超電導コイル、電磁石コイルの同軸内方に永久磁石を配置して、超電導磁石、電磁石と永久磁石をハイブリッド磁石化し、永久磁石の磁化電流とコイル電流の合成電流を仮想電流線とし、該仮想電流線を請求項１記載の電気機械パワー相互変換装置の可動電流線とし、各コイル電流のクエンチに対しても電流が残置することにより、可動電流線に推進リザルタント駆動力が与えられ、前進、後進が可能となり、前記駆動力電流線と可動電流線の構成により、該可動電流線に機械的パワーを与え、回生電気パワーを発生させ、制動力、浮上力を得るようにすることを特徴とする電気機械パワー相互変換装置。
【請求項２５】
請求項２記載の電気機械パワー相互変換装置において、前記駆動力電流線間から、移動体平板の移動に伴って平板が押しのける空気が逸失することを制限するように、また、渦電流走行抵抗を高めるように、その線間を渦電流損を誘発させる材料で密封し、予め設定した制動区間において、空気抵抗を増加させる方式により、移動体に制動力を与えることを特徴とする電気機械パワー相互変換装置。
【請求項２６】
請求項１記載の電気機械パワー相互変換装置において、前記移動体の縦分岐装置として、翼状平板で構成される移動体にあっては、その翼型平板が通過する通過推力路に対して、上下昇降フラップで、水平路、上・下ランプ路を構成することにより、待避移動体に対しては、分岐通過速度と乗り心地の見地から適当な曲線を選定した緩和曲線を構成するように待避路に接続し、追い越し移動体に対しては、追い越し推進路に接続する縦分岐推力路方式とし、吊架状平板及び脚状平板で構成される移動体に対しては、その吊架状および脚状平板が通過する通過推力路に対して、上下昇降フラップで、水平路、上・下ランプ路を構成することにより、待避移動体に対しては、同様な緩和曲線を構成するように待避路に接続し、追い越し移動体に対しては、追い越し推力路に接続する縦分岐推力路方式を採用することを特徴とする電気機械パワー相互変換装置。
【請求項２７】
請求項１記載の電気機械パワー相互変換装置において、前記移動体の進力路を分岐する平面分岐装置として、推力路及び走行路の両者を平面可動させ、待避移動体に対しては、待避推力路に接続し、待避接続後、追い越し移動体に対しては、追い越し路に回復接続することを特徴とする電気機械パワー相互変換装置。
【請求項２８】
請求項１記載の電気機械パワー相互変換装置において、駆動力電流線と可動電流線、浮上電流線と浮上力電流線、ピックアップ電流に送電するアンテナ線と励磁駆動力電流線、それぞれから発生する磁界の磁路に対して、移動体の各電流線の移動空間を磁界の磁路ギャップとし、そのギャップを通過磁路とする閉磁路を地上に構成させ、また、車上と地上両者により構成させ、漏洩磁界を減少させる磁気シールド構造を施すほか、同時に発生する電磁界に対しては、その磁気シールド表面に電磁シールド材を具備することを特徴とする電気機械パワー相互変換装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気力を介して電気パワーを機械パワーに変換し、機械パワーを電気パワーに変換する電気機械パワー相互変換装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術として、モータ・発電機には、強力な推力を引き出すために電流線の構造が巻線構造となっている。因みに、同期および直流と誘導型モータ・発電機は、固定側、回転等移動側ともに一般に巻線構造となっている。
この誘導型には、かご型と巻線型の２種があり、巻線型は同期・直流機と同様であり、一方、かご型回転子巻線においてはロータバーとバーの端部を互いに接続する短絡リングから構成されているが短絡リングで周回コイルを形成するロータバーはハーフコイルと見なすことができることから１回巻きコイルに分類することができ、固定、回転等移動側とも巻線構造といえる。
【０００３】
また、リラクタンス型、ヒステリシス型モータ・発電機は励磁一次電流が一般に巻線構造となっている。
更に、超電導及び永久磁石モータ・発電機においても利用電流線は一般に巻線構造となっている。
Ｈ．Ｓｅｑｕｅｎｔｚ，“Ｈｅｒｓｔｅｌｌｕｎｇ  ｄｅｒ  Ｗｉｃｋｌｕｎｇｅｎ  ｅｌｅｃｔｒｉｓｈｅｒ  Ｍａｓｃｈｉｎｅｎ”（三井久安・松井昌夫・松延謙次  訳「電機子コイルの製作と保守」ｐ２０４〜２１５）によれば、巻線種には、多回巻、1 回巻のほか、ハーフコイルがあるが、この場合は、コイル寸法が一定以上の大きさの場合、完全な巻き回コイルとして製作せずに、２本のハーフコイルを製作し、それらを組み合わせて巻き構造とする方法が採られており、あくまでコイル巻線を前提としている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
モータを代表とする電気パワーから機械パワーへのパワー変換則は、電流量、ベクトル電流線長、ベクトル磁束密度、ベクトル電流線移動速度の各ベクトルをベクトル積として表す磁気力と、その電流線の移動速度との積で表すことが一般に知られている。
【０００５】
その磁気力の構成要素である磁束密度を形成させる励磁電流は、超電導電流を除き、ジュール熱発生を伴う実電流と、ジュール熱発生を伴わない電流等価磁化電流との２つに分類され、その実電流には、線電流とバルク電流の２電流があり、また、その実電流励磁の方法が直接励磁と空間を隔てた間接励磁による区分として、一次実電流励磁と二次実電流励磁の２つに分類される。
【０００６】
一次実電流による励磁磁束密度は、励磁一次電流、ベクトル電流線長、電流可変速度に比例し、渦電流で知られるバルク二次実電流による励磁磁束密度は、そのバルクの導電率、透磁率、励磁一次電流、電流可変速度に比例し、更に、バルク二次等価電流による励磁磁束密度は、励磁一次電流に比例し、それら磁束密度はいずれも、それぞれの電流線との距離に反比例することが知られている。
【０００７】
したがって、電気機械パワー変換のパワーを大きくする手段の一つ、すなわち、励磁電流量を大きくすることにより、励磁磁束密度を高密度化する手段として、一般に巻線構造とする場合が多くある。
また、電気パワーから機械パワーにおける磁気力は、ニュートンの作用反作用の法則が一般的に成り立つ領域での利用が一般であり、その場合、電流線系と磁束密度系ともに磁気力作用を受けるが、どちらか一方を静止させ、他方を移動させることとなる。
【０００８】
したがって、電気パワーから機械パワーへのパワー変換を連続して行う方法で、磁束密度系を固定静止させ、電流線を可動させる場合において、その可動電流線に対して、磁力作用が有効に作用するように、空間的に可動電流線に同期して、磁場を変化させる、すなわち、磁気有効作用力を可動電流線に同期して移動させることにより、連続的にその移動電流線に機械パワー変換させることが一般的な工学的利用法である。
【０００９】
そのように連続してパワー変換する場合において、その移動電流線を基準系とするとき、その磁束密度形成に資した励磁電流巻線は、移動電流線が形成した磁束密度中を、相対的に同期速度で、移動することとなるため、その電流巻線に、同期速度とその磁束密度のベクトル積に等しい電界が発生し、その電界を巻き線全長に渡り積分したときに得られる電圧が全逆起電力となることが知られている。
【００１０】
したがって、この全逆起電力は、巻線長と同期速度に比例することから、同期速度が高速となればなるほど、電界の強さが強くなり、その電界を全電流長に渡って積分した積分値、すなわち、巻線に誘起される逆起電力は巻線の１巻き毎に加算され、巻線長が長くなれば長くなるほど大きくなり、巻線には高い電圧が掛かることになる。
【００１１】
その結果、高耐圧に絶縁した巻線を利用しなくてはならなくなり、巻線の高コスト化、低信頼度化をもたらす。
このような従来の巻線の利用を変更し、本発明のような電気機械パワー相互変換装置（電線方式）とする場合は、非巻線構造の直線的励磁電流線を高速な電流ベクトル切り替え速度を持つ切り替え器に接続する必要があるが、これらの仕様に応え得る高速度・大電流仕様の半導体が開発されてきたことから、この非巻線構造の直線的電線方式による電気機械パワー相互変換装置の実用化が可能となった。
【００１２】
これにより、汎用の低圧仕様の絶縁電線の利用が可能となり、低コスト化と高信頼性化が引き出せることとなった。特に、可動大電流線として超電導線を利用する場合は、現在開発された通電電流容量の半導体でも十分に所要の推力が引き出せるため、今後の半導体の技術進展に伴い、発明の効用はさらに広がるものと考えられる。
【００１３】
次に、巻線長と巻線に供給する電力供給単位が長い場合、一部の巻線に支障を来した場合、支障範囲が大きいため、供給の重畳化をするなどの方法を講じ、その結果、設備コストを上昇させる結果となっている。
本発明は、上記問題点を解決するために、可動電流線と駆動力電流線との電流線間の磁気力作用において、逆起電力が発生する電線長を１電流線長として短小化することによる誘起電圧の低電圧化、また、複数の駆動力電流線を可動電流線に近接平行して設置し、その駆動力電流線を可動電流線が通過する毎に瞬時に、駆動力電流線を通流する電流ベクトルを切り替えることにより、所要の推力を得ることができる電気機械パワー相互変換装置を提供することを目的とする。
【００１４】
更に、本発明は、回生時に発生する誘起電圧も同様に低電圧化することができる電気機械パワー相互変換装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【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）磁気力を介して電気パワーと機械パワー間の相互変換を行う電気機械パワー相互変換装置において、
（ａ）電磁力作用体である移動体（１）の断面の中心から放射状に、又は移動体（１）の断面に接する多角形の複数辺から直角に、上下対を含めた左右対称対としてそれぞれ単独に張り出した脚状平板（２）と吊架状平板（３）と翼状平板（４）と、
（ｂ）前記脚状平板（２）と吊架状平板（３）と翼状平板（４）に内在させた可動電流線（５）と、
（ｃ）該可動電流線（５）に対して磁気力作用を与える駆動力電流線（１２）とを備え、
（ｄ）前記可動電流線（５）と駆動力電流線（１２）の作用力により、機械的パワーを得て、回生パワーを発生させ、制動力を得るようにしたものである。
【００１６】
（２）上記（１）記載の電気機械パワー相互変換装置において、前記可動電流線が可動する平面からある距離を隔てた平行平面上に前記可動電流線を配置し、この可動電流線在平面に対して、片側平面、複数片側平面、前記可動電流線在平面を中心とする両側対平面に、複数両側対平面、及びこれらを組み合わせた平面に駆動力電流線群を対向させ、進行移動する可動電流線に対して、進行前方に位置し、前記可動電流線の方向と同一の電流方向にある吸引駆動力を与える吸引電流線と、その後方にあって、電流方向が逆の方向の電流方向にあり、可動電流線に反発駆動推力を与える推進電流線とを具備するようにしたものである。
【００１７】
（３）上記（２）記載の電気機械パワー相互変換装置において、前記可動電流線の電流方向が交互に配置される場合、駆動力電流線の電流方向が同一線上で正・逆２方向に流れるように電流方向を制御する方式により、可動電流線に推進リザルタント駆動力が与えられ、前進、後進が可能となり、駆動力電流線と可動電流線の構成により、この可動電流線に機械的パワーを与え、回生電気パワーを発生させ、制動力を得るようにしたものである。
【００１８】
（４）上記（２）記載の電気機械パワー相互変換装置おいて、前記可動電流線の電流方向が交互に配置される場合、駆動力電流線の電流方向を相互異方向とする線条を１対として、両線で２方向性を確保するように電流方向を制御することにより、可動電流線に推進リザルタント駆動力が与えられ、前進、後進が可能となり、前記駆動力電流線と可動電流線の構成により、この可動電流線に機械的パワーを与え、回生電気パワーを発生させ、制動力を得るようにしたものである。
【００１９】
（５）上記（２）記載の電気機械パワー相互変換装置において、前記可動電流線の電流方向が交互に配置される場合、可動電流線の配置ピッチ間隔で駆動力電流線の電流方向を交互に変えるように電流方向をあらかじめ設定することにより、可動電流線に推進リザルタント駆動力が与えられ、前進、後進が可能となり、駆動力電流線と可動電流線の構成により、この可動電流線に機械的パワーを与え、回生電気パワーを発生させ、制動力を得るようにしたものである。
【００２０】
（６）上記（２）記載の電気機械パワー相互変換装置において、前記可動電流線の電流方向が同一方向に配置される場合、前記可動電流線の配置ピッチ間隔の中央に電流方向を異方向とする仮想可動電流線が配置されたと仮想し、上記（３）、（４）又は（５）記載の電流供給方式によって、駆動力電流線の電流方向を制御することにより、前記可動電流線に推進リザルタント駆動力が与えられ、前進、後進が可能となり、前記駆動力電流線と可動電流線の構成により、この可動電流線に機械的パワーを与え、回生電気パワーを発生させ、制動力を得るようにしたものである。
【００２１】
（７）上記（２）記載の電気機械パワー相互変換装置において、前記駆動力電流線から推力作用を受けて進行移動する可動電流線に対して、直角、又は略直角をなす空間平面に複対数の駆動力電流線を配置し、それら駆動力電流線を同一の回路構成とすることにより、電力供給線から電流ベクトル制御装置を介して供給される電流が同一回路に供給されることから、同一平面内に位置する駆動力電流線の電流起動・停止を統一することができる結果、同一平面内に位置する駆動力電流線からの駆動推力が、可動電流線に推進リザルタント駆動力として左右に均整に与えられため、不整のない駆動力の前進、後進が可能となり、前記駆動力電流線と可動電流線の構成により、この可動電流線に機械的パワーを与え、回生電気パワーを発生させ、制動力を得るようにしたものである。
【００２２】
（８）上記（２）記載の電気機械パワー相互変換装置において、前記駆動力電流線において、同一配電母線を介して同一回路を構成することで、電力供給線から電流ベクトル制御装置を介して供給される電流が同一回路に供給されることから、駆動力電流線の電流起動・停止を統一することができ、同一平面内に位置する駆動力電流線からの駆動推力が左右に不整することなく、前記可動電流線に推進リザルタント駆動力が与えられ、前進、後進を可能とし、その結果、前進・後進の両進行方向において、前記可動電流線に機械的パワーを与え、回生電気パワーを発生させ、制動力を得るようにしたものである。
【００２３】
（９）上記（２）記載の電気機械パワー相互変換装置において、前記駆動力電流線への供給開始、電流ベクトル制御、供給停止する方法において、電力供給指令は、可動電流線ピッチ、可動電流線の稼働情報、可動電流線の本数、各可動電流線の電流ベクトル、配置情報、運行計画情報などの日々の運行に関わる駆動力電流制御に必要な情報を、列車走行に先立ち、全電流ベクトル制御装置の記憶装置に記憶させ、駆動力電流供給装置に必要な都度発せられる前方列車情報と接近する列車の車両の異常状態情報などの運行修正下達情報、地震等の災害情報に伴う緊急下達情報と、各個別電流ベクトル制御装置からの異常上位通報との双方向情報伝送路として、双方向通信線によりリンク構成し、また、通信途絶、制御不能等の異常時の電源供給断を指令する機構であり、電力供給指令と通信リンクする電流ベクトル制御装置において、
（ａ）駆動開始・停止及び列車速度・位置検出車上制御方式は、移動体（車体）の供給オン信号発信器から発する開始信号を受信した電流ベクトル制御装置は、他のスレーブ電流ベクトル制御装置に対してマスター装置となり、マスター電流ベクトル制御装置はＩＤナンバー情報を受信確認情報として車上に送信し、この地上ＩＤ情報信号を受信する移動体の地上交信装置は、その地上ＩＤ情報から現在位置を知り、マスター電流ベクトル制御装置は、指定するスレーブに対して初期微動指令を出して、移動体を進行させ、その微動による可動電流線の位置変化に伴う受信ＩＤナンバー情報と前受信ＩＤナンバー情報とから速度を演算し、その速度と列車速度プログラムから所要の電流ベクトル量を算出し、その電流ベクトル量をマスター電流ベクトル制御装置に通報し、その電流ベクトル量を受信したマスター電流ベクトル制御装置は、予め前方指定位置にあるスレーブ電流ベクトル制御装置と最終供給位置にあるスレーブ電流ベクトル制御装置までの、自己を含めた全電流ベクトル制御装置に対して通報し、受信全電流ベクトル制御装置は各駆動力電流線への電流ベクトル供給を開始し、移動体の供給停止オフ信号発信器から発する供給停止オフ信号を受信したスレーブ電流ベクトル制御装置は駆動力電流線への電流供給を停止する方式であり、
（ｂ）駆動力開始・停止制御及び列車速度・位置検出地上制御方式は、
（ｂ−１）可動電流線と駆動力電流線が移動体の進行方向に対する直角平面に位置するとき、可動電流線の進行方向直角への電磁吸引力が駆動力電流線に対して最大となることを利用した圧力センサーの圧力感知による各可動電流線の位置検出方式、
（ｂ−２）可動電流線の移動に伴って駆動力電流線に誘導される電界が駆動力電流線の励磁電界を減殺することから、駆動力電流線のターミナル間電圧が無誘導時より小さく変化すること利用した電圧検知による各可動電流線の位置検出方式、
（ｂ−３）可動電流線が駆動力電流線に接近するに連れて、可動電流線から発する磁界が次第に増加し、その磁界を感知する磁界センサーの磁界が可動流動線と対面したときが最大となる方向の磁界を最大磁界として記憶した磁界センサーにおいて、磁界センサーがその記憶する最大磁界値と感知する時、可動電流線と駆動力電流線が対面したとみなすことによる各可動電流線の位置検出方式であり、
以上の（ａ）、（ｂ−１）、（ｂ−２）、（ｂ−３）の位置検出方式のほか、別に定める可動電流線の位置検出方式により、先頭可動電流線検出の電流ベクトル制御装置がマスター電流ベクトル制御装置となり、他の電流ベクトル制御装置はマスター電流ベクトル制御装置の下にスレーブ電流ベクトル制御装置となり、マスター電流ベクトル制御装置は、蓄積されたプログラムされた運行計画から列車進行方向と管轄スレーブ電流ベクトル制御装置を決めた後、自己を含めたスレーブ電流ベクトル制御装置に対して電流供給を開始を指示し、指示命令を受けた各電流ベクトル制御装置は予め蓄積プログラムに則り電流ベクトルを決定し、駆動力電流線に電流供給を開始し、管轄スレーブ電流ベクトル制御装置の最終スレーブ電流ベクトル制御装置は、次のマスター電流ベクトル制御装置から停止命令を受けて停止し、先頭スレーブ電流供給制御装置から一つ先のスレーブ電流ベクトル制御装置に対して電流供給の開始を指示する方式であり、この地上方式と車上方式の2 つの方式のいずれか、または、組み合わせにより、駆動力電流線への電流供給を継続することによって、可動電流線に連続的に駆動力を与えていくようにしたものである。
【００２４】
（１０）上記（３）又は（４）記載の電気機械パワー相互変換装置において、前記駆動力電流線において、直流正極電力供給線と負極電力供給線との間にアースする中性帰線を配置し、正極・中性帰線間にあってはＰ極相を、負極・中性帰線間にあってはＮ極相を電流ベクトル制御する電流ベクトル制御装置を介して、Ｐ極相電流ベクトル制御装置とＮ極相電流ベクトル制御装置が相互にインターロック制御の下に、前記駆動力電流線への電流供給を行い、別に与えられる速度設定情報と可動電流線の位置情報に基づき、電流ベクトルを設定し、その設定電流ベクトルに応じて、電流ベクトル制御装置で電流ベクトルデューティ制御するようにするようにしたものである。
【００２５】
（１１）上記（３）又は（４）記載の電気機械パワー相互変換装置において、前記駆動力電流線において、交流Ｐ波相配電線と交流Ｎ波相配電線との間にアースする中性帰線を配置し、正極・中性帰線間にあってはＰ波相を、負極・中性帰線間にあってはＮ波相を電流ベクトル（位相制御も特に指定しない限り、以下において含む。) 制御する電流ベクトル制御装置を介して、Ｐ波相電流ベクトル制御装置とＮ波相電流ベクトル制御装置が相互にインターロック制御の下に、別に与えられる速度設定情報と可動電流線の位置情報に基づき、前記可動電流線の移動速度を２倍の駆動力電流線で除した値、又は直近近傍の整数値を周波数とするように、周波数制御された電力供給線から前記駆動力電流線への電流供給を電流ベクトル制御するようにしたものである。
【００２６】
（１２）上記（３）及び（４）記載の電気機械パワー相互変換装置において、前記駆動力電流線において、交流Ｐ波相配電線と交流Ｎ波相配電線との間にアースする中性帰線を配置し、正極・中性帰線間にあってはＰ波相を、負極・中性帰線間にあってはＮ波相を電流ベクトル（位相制御も特に指定しない限り、以下において含む。）制御する電流ベクトル制御装置を介して、Ｐ波相電流ベクトル制御装置とＮ波相電流ベクトル制御装置が相互にインターロック制御の下に、
（ａ) 前記可動電流線の最大移動速度を２倍の駆動力電流線で除した値、または、直近近傍の整数値を周波数とする周波数の全波整流波形、
（ｂ) 商用周波数を全波整流した全波整流波形、以上の２つの波形を有する電流供給線から、前記駆動力電流線への所要電流ベクトル量を、別に与えられる速度設定情報と可動電流線の位置情報に基づき、電流ベクトル制御装置で電流ベクトル制御して、電流供給するようにしたものである。
【００２７】
（１３）上記（５）記載の電気機械パワー相互変換装置において、前記駆動力電流線への電流供給において、交流Ｐ波相配電線と交流Ｎ波相配電線との間にアースする中性帰線を配置し、正極・中性帰線間にあってはＰ波相を、負極・中性帰線間にあってはＮ波相の電流ベクトル制御する電流ベクトル制御装置を介して、Ｐ波相電流ベクトル制御装置とＮ波相電流ベクトル制御装置が相互にインターロック制御の下に、
（ａ) 前記可動電流線の最大移動速度を２倍の駆動力電流線で除した値、又は直近近傍の整数値を周波数とする周波数の全波整流波形、
（ｂ) 商用周波数を全波整流した全波整流波形、以上の２つの波形を有する電流供給線から、前記駆動力電流線への所要電流ベクトル量を、別に与えられる速度設定情報と可動電流線の位置情報に基づき、電流ベクトル制御装置で電流ベクトル制御して、電流供給するようにしたものである。
【００２８】
（１４）上記（６）記載の電気機械パワー相互変換装置において、相互変換装置における駆動力電流線への電流供給において、上記（１０）、（１１）、（１２）、（１３）記載の電流ベクトル制御方法により、前記駆動力電流線への電流供給制御するようにしたものである。
（１５）上記（１）乃至（１４）のいずれか１項に記載の電気機械パワー相互変換装置において、前記可動電流線と駆動力電流線において、可動流動線と駆動力電流線を円形に配置する、
（ａ）高電位リングと低電位リングに複数の接触舟を設け、高電位リングから低電流電位リング間に可動電流線を配置して、電流供給を受ける方式、
（ｂ）高電位リングと低電位リングに、それぞれ接触舟を設け、高電位リングから低電流電位リング間に葛折配線した可動電流線を配置して、電流供給を受ける方式、
（ｃ）超電導電流、磁化電流線の場合はループ構成を複数配置する方式、の３つの方式において、電流異方向２重配置（ａ）方式、（ｂ）、（ｃ）方式は、可動電流線の電流ベクトルが交互に変わることから、上記（３）、（４）、（５）記載の電気機械パワー相互変換装置を適用し、電流同方向配置（ａ）方式は、上記（６）記載の電気機械パワー相互変換装置を適用することにより、可動電流線に推進リザルタント駆動力が与えられ、前進、後進が可能となり、前記駆動力電流線と可動電流線の構成により、前記可動電流線に機械的パワーを与え、回生電気パワーを発生させ、制動力を得るようにしたものである。
【００２９】
（１６）上記（９）乃至（１３）のいずれか１項に記載の電気機械パワー相互変換装置において、別に与えられる速度設定情報と可動電流線の位置情報に基づき、電流ベクトル制御装置を可動流動線と駆動力電流線に各配備することにより、可動電流線に推進リザルタント駆動力が与えられ、正回転、逆回転が可能となり、該駆動力電流線と可動電流線の構成により、可動電流線に機械的パワーを与え、回生電気パワーを発生させ、制動力を得るようにしたものである。
【００３０】
（１７）上記（１）記載の電気機械パワー相互変換装置において、可動電流線・浮上可動電流線と総ての駆動力電流線間において、可動電流線・浮上可動電流線を内在させる移動体側平板に、その可動電流線から発生する磁界を強める電磁鋼板を、可動電流線と浮上可動電流線の内側、または、それら全体を覆うような形状として取り付け、その強化した磁界と駆動力電流線とにより可動電流線に推進リザルタント駆動力が与えられ、前進、後進が可能となり、駆動力電流線と可動電流線の構成により、この可動電流線に機械的パワーを与え、回生電気パワーを発生させ、制動力を得るようにしたものである。
【００３１】
（１８）上記（１）記載の電気機械パワー相互変換装置において、前記可動電流線を収納する筐体に、電流方向が相互に異にする浮上可動電流線を収納する構成において、前記浮上可動電流線の電流線間隔が進行方向に対して、地上に配置される胡座８の字浮上力電流線間の内方に配置される浮上可動電流線に対して、
（ａ−１）別に与えられる速度設定情報と可動電流線の位置情報に基づき、電流ベクトルを設定し、その設定電流ベクトルに応じて、浮上力電流ベクトル制御装置を介して、浮上用電力線から直接供給して浮上用電流を電源励磁方式、
（ａ−２）前記可動電流線及び浮上可動電流線が動的に変位することにより、浮上力電流線及び駆動力電流線に誘導電流を発生させ、その各線に発生する誘導電流を合成したリザルタント浮上誘導電流で励磁する誘導励磁方式、の２つの浮上電流励磁方式をそれぞれ単独に、あるいは、組み合わせて励磁する励磁方式により、別に与えられる速度設定情報と可動電流線の位置情報に基づき、Ｐ極浮上力電流ベクトル制御装置とＮ極浮上力電流ベクトル制御装置がそれぞれ相互にインターロックを施して、Ｐ極電力線とＮ極電力線のどちらか一方に、中性帰線を接続にする浮上力電流線を接続することにより、異なる電流方向の浮上可動電流線のどちらにも励磁できる浮上力電流線において、
（ｂ−１）前記脚状、懸架状平板に収納する浮上可動電流線において、浮上可動電流線の左右両サイドに同型の胡座８の字型浮上力電流線を地上側に配置し、浮上可動電流線と浮上力電流線との磁気力作用により、リザルタント浮上力を、更に、両サイドの電流線のターミナルの両者を、（ａ−１）励磁方式の場合には静電キャパシタンスを介し、また、（ａ−２）励磁方式にあっては直接、接続することにより案内力を得る胡座８の字型両サイド浮上・案内方式、必要により、浮上力が不足する場合に、浮上可動電流線の直下に補助浮上力電流線を配置する浮上方式と、
（ｂ−２）前記翼状平板に収納する浮上可動電流線と可動電流線において、浮上可動電流線の上下両サイドに同型の８の字型浮上力電流線及び駆動力電流線を地上側に配置し、浮上可動電流線及び可動電流線と、浮上力電流線と駆動力電流線の磁気力作用により、リザルタント浮上力を、更に、両サイドの電流線のターミナルの両者を、（ａ−１）励磁方式の場合には静電キャパシタンスを介し、また、（ａ−２）励磁方式にあっては直接、接続することにより、案内力を得る８の字型両サイド浮上・案内方式により、浮上・案内を得るようにしたものである。
【００３２】
（１９）上記（１）記載の電気機械パワー相互変換装置において、前記可動電流線を収納する筐体に同方向の電流を収納する浮上可動電流線において、
（ａ−１）前記可動電流線及び浮上可動電流線が浮上力電流線の幾何学的中央位置より変位することにより、それら両電流が可動するに伴い発生するリザルタント誘導浮上電流、
（ａ−２）別に与えられる速度設定情報と可動電流線の位置情報に基づき、電流ベクトルを設定し、その設定電流ベクトルに応じて、浮上力電流ベクトル制御装置を介して、浮上用電力供給線から直接供給される浮上用電流、の２つの浮上電流励磁方式をそれぞれ単独に、あるいは、組み合わせて励磁する励磁方式により、Ｐ極浮上力電流ベクトル制御装置とＮ極浮上力電流ベクトル制御装置がそれぞれ相互にインターロックを施して、前記速度設定情報と可動電流線の位置情報に基づき、Ｐ極電力線とＮ極電力線のどちらか一方に、中性帰線接続する浮上力電流線を接続することにより、励磁する該浮上力電流線において、
（ｂ−１）前記脚状、懸架状平板に収納する浮上可動電流線において、浮上可動電流線の左右両サイドに同型の胡座８の字型浮上力電流線を地上側に配置し、浮上可動電流線と浮上力電流線との磁気力作用により、リザルタント浮上力を、両サイドの両者を静電キャパシタンスを介して接続することにより案内力を得る胡座８の字型両サイド浮上・案内方式、必要により、浮上力が不足する場合に、浮上可動電流線の直下に補助浮上力電流線を配置する浮上方式、
（ｂ−２）前記翼状平板に収納する浮上可動電流線と可動電流線において、浮上可動電流線の上下両サイドに同型の胡座８の字型浮上力電流線を地上側に配置し、浮上可動電流線及び可動電流線と浮上力電流線との磁気力作用により、リザルタント浮上力を、両サイドの両者を静電キャパシタンスを介して接続することにより案内力を得る胡座８の字型両サイド浮上・案内方式により浮上・案内を得るようにしたものである。
【００３３】
（２０）上記（１２）記載の電気機械パワー相互変換装置において、前記浮上力電流線において、鉛直平面上に配置される浮上力電流線を一配線とし、それらの配線が同一母線から供給されることにより、1 母線供給により、浮上力の均一性と同一信頼性を確保するようにしたものである。
（２１）移動体に取り付けられたピックアップコイルに対向する上記（１）記載の駆動力電流線に対して、上記（１０）、（１１）、（１２）又は（１３）記載の供給方式を採るとき、その駆動力電流線供給のオン・オフ作動を高速に行うことにより、移動体に取り付けられたピックアップ電流線、または、ピックアップコイルに発生する誘導電流を発生させ、その誘導起電力を利用する方式により、非接触集電するようにしたものである。
【００３４】
（２２）上記（１）記載の電気機械パワー相互変換装置において、前記移動体車体に取り付けたエネルギー授受体と地上に設置した永久磁石と電磁石による併用励磁体（永久磁石の磁気を電磁石により常時減磁させて、移動体のエネルギー授受体の出現時に、移動体の運動エネルギーを移動体の減速度に応じて加励制御し、発生する反発浮上力を制御しつつ、エネルギー授受体にその運動エネルギーを放電する。) による移動体の制動方式で、車上エネルギー授受体をリアクションプレートとする場合においては、そのプレートにて電気エネルギーを消費させ、消費エネルギーが大量な場合には、そのリアクションプレートの加熱を地上からの水スプレーにより降熱する、あるいは、車上エネルギー授受体をピックアップコイルとする場合は、そのピックアップコイルの電極に専用回線を通じて、抵抗、又はエネルギー蓄積体を接続して電気エネルギーを消費させる、または、その電極から専用回線を通じて接続する受放電樋を滑走する受放電橇に接続し、該受放電橇と滑走接触する受放電樋に接続する地上側エネルギー消費体、又は蓄積体に放電する方式、以上のいずれか、または、これらの組み合わせによって、移動体を制動させるようにしたものである。
【００３５】
（２３）上記（１６）記載の電気機械パワー相互変換装置とは、別に所要のブレーキを確保する必要がある場合、車外から集電された電源や車内電源から、車内電源とは別の専用回線を通じて、車上に搭載されたブレーキ用コイルに、直流、又は交流、あるいは、交流に直流を重畳した交流が通電され、その通電された励磁コイルが移動に伴って地上に敷設されたリアクションプレートに誘導する渦電流とその励磁コイルとの相互作用により、ブレーキ力を確保するようにしたものである。
【００３６】
（２４）超電導コイル、電磁石コイルの同軸内方に永久磁石を配置して、超電導磁石、電磁石と永久磁石をハイブリッド磁石化し、永久磁石の磁化電流とコイル電流の合成電流を仮想電流線とし、この仮想電流線を上記（１）記載の可動電流線とし、各コイル電流のクエンチに対しても電流が残置することにより、前記可動電流線に推進リザルタント駆動力が与えられ、前進、後進が可能となり、駆動力電流線と可動電流線の構成により、この可動電流線に機械的パワーを与え、回生電気パワーを発生させ、制動力、浮上力を得るようにしたものである。
【００３７】
（２５）上記（２）記載の電気機械パワー相互変換装置において、前記駆動力電流線間から、移動体平板の移動に伴って平板が押しのける空気が逸失することを制限するように、また、渦電流走行抵抗を高めるように、その線間を渦電流損を誘発させる材料で密封し、予め設定した制動区間において、空気抵抗を増加させる方式により、移動体に制動力を与えるようにしたものである。
【００３８】
（２６）上記（１）記載の電気機械パワー相互変換装置において、前記移動体の縦分岐装置として、翼状平板で構成される移動体にあっては、その翼型平板が通過する推力路に対して、上下昇降フラップで、水平路、上・下ランプ路を構成することにより、待避移動体に対しては、分岐通過速度と乗り心地の見地から適当な曲線を選定した緩和曲線を構成するように待避路に接続し、追い越し移動体に対しては、追い越し推進路に接続する縦分岐推進路方式、吊架状平板及び脚状平板で構成される移動体に対しては、その吊架状及び脚状平板が通過する推力路に対して、上下昇降フラップで、水平路、上・下ランプ路を構成することにより、待避移動体に対しては、同様な緩和曲線を構成するように待避路に接続し、追い越し移動体に対しては、追い越し推進路に接続する縦分岐推進路方式を採用するようにしたものである。
【００３９】
（２７）上記（１）記載の電気機械パワー相互変換装置において、前記移動体の進行路を分岐する平面分岐装置として、推力路及び走行路の両者を平面可動させ、待避移動体に対しては、待避推進路に接続し、待避接続後、追い越し移動体に対しては、追い越し路に回復接続するようにしたものである。
（２８）上記（１）記載の電気機械パワー相互変換装置において、前記駆動力電流線と可動電流線、浮上電流線と浮上力電流線、ピックアップ電流に送電するアンテナ線と励磁駆動力電流線、それぞれから発生する磁界の磁路に対して、移動体の各電流線の移動空間を磁界の磁路ギャップとし、そのギャップを通過磁路とする閉磁路を地上に構成させ、また、車上と地上両者により構成させ、漏洩磁界を減少させる磁気シールド構造を施すほか、同時に発生する電磁界に対しては、その磁気シールド表面に電磁シールド材を具備するようにしたものである。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図を参照しながら詳細に説明する。
【００４１】
【第１実施例】
本発明の第１実施例について説明する。
図１は本発明の第１実施例を示す電気機械パワー相互変換装置における移動体内の可動電流線の概略構成図である。
図１（ａ）に示すように、電磁力作用体である移動体１の断面の中心Ｏから放射状に、又は図１（ｂ）に示すように、移動体１の断面に接する多角形の複数辺（一辺のみを含む）から直角に、上下対を含めた左右対称対としてそれぞれ単独に張り出した脚状平板２、吊架状平板３、翼状平板４と、これらを組み合わせて張り出した平板２，３，４に内在させた電流（抵抗ゼロの電流線を含めた実電流線及び表層及びバルクに流れる渦電流及び磁化電流等により磁場を発生させる能力を持つ等価電流を含め、以下、電流と呼ぶ）線を、可動電流線５（進行方向Ｚ軸方向）に対して直角をなす電流成分を有する電流線を意味し、可動電流線と呼ぶこととし、また、この可動電流線の可動とは移動体に組み込まれていることを意味する。
【００４２】
その可動電流線と磁気力反作用を受ける駆動力電流線（定義は、以下の項で行う）を地上側に固定する場合は、可動電流線は可動することになるが、可動電流線を固定すれば、駆動力電流線は、可動することになるため、どちらの線を可動電流線、あるいは、駆動力電流線と呼称するかは、単にどちらを固定し、他方を可動状態とするかで決まり、相対的なものである。
【００４３】
したがって、以下においては、それらの電流線について、字句通りに記述するが名称置換、すなわち、固定側（可動側配置を制限するものではない。）と呼び、その可動電流線を、一つ、又は進行方向（Ｚ軸方向）に対して左右対称の中心軸にアースする場合、あるいは、左右対称の位置に複数対個設置（以下、駆動力電流線の数量については、必要推力に対応して決まるべきであるから、特に必要としない限り、必要個とする）の外、それらを必要により組み合わせる。
【００４４】
なお、図１（ａ）及び図１（ｂ）において、矢印は可動電流線５を示し、ここではその方向は放射方向であるが、中心方向のものもある。
【００４５】
【第２実施例】
本発明の第２実施例について説明する。
図２は本発明の第２実施例を示す電気機械パワーの相互変換装置における駆動力電流線の可動電流線への駆動力作用の概略構成図であり、図２（ａ）から順次図２（ｃ）へと可動電流線が移動方向であるＸ軸方向に移動する。
【００４６】
第１実施例の可動電流線の移動方向Ｘに対して、その可動電流線１１の片側、又は両側の可動電流線１１に駆動力を作用する駆動力電流線群（以下、線群を一括して駆動力電流線１２〔推進電流線１２Ａと吸収電流線１２Ｂからなる〕と呼ぶ）を対向構成し、進行移動する可動電流線１１に対して、進行前方に位置し、可動電流線１１の方向と同一の電流方向にある駆動力電流線１２を、可動電流に対して吸引作用し、吸引駆動力を与えるので吸引電流線１２Ｂと呼び、その後方にあって、電流方向が逆の方向の電流方向にある駆動力電流線を可動電流線１１に対して反発作用により駆動推力を与えることから、推進電流線１２Ａと呼ぶとき、同一方向の電流の可動電流線１１が１線以上の場合に、その駆動力電流線１２の可動電流線１１に対する作用力が有効作用力として、唯一となる場合は、吸引電流線１２Ｂと推進電流線１２Ａが移動体（図示なし）に駆動力を作用し、その作用力を利用することができる。
【００４７】
また、駆動力電流線１２と、可動電流線１１が、それぞれ複数ある場合は、ある駆動力電流線１２は、ある可動電流線１１には吸引推進力を、ある可動電流線１１には吸引逆進力を、ある可動電流線１１には反発推進力を、ある可動電流線１１には反発逆進力を与えることから、これらを総じて（以下、総じての意味は、吸引推進力と反発推進力の推進駆動力と、吸引逆進力と反発逆進力の逆駆動力の引き合算力を意味し、全体として目的方向の駆動力を得るという意味である）吸引電流線１２Ｂが可動電流線１１に対して吸引駆動力を作用し、また、総じて推進電流線１２Ａが可動電流線１１に対して推進駆動力を作用する。
【００４８】
【第３実施例】
本発明の第３実施例について説明する。
図３は本発明の第３実施例を示す電気機械パワー相互変換装置における交互方向流可動電流線と２方向流駆動力電流線の説明図である。
第２実施例の可動電流線１１の電流方向が交互に配置される場合において、駆動力電流線１２の電流方向が同一線上で正・逆２方向に流れるように電流方向を制御する方式により、可動電流線１１に推進リザルタント駆動力が与えられ、前進・後進が可能となり、駆動力電流線１２と可動電流線１１の作用により、可動電流線１１に機械的パワーを与え、回生電気パワーを発生させ、制動力を得ることができる。なお、図３（ａ）及び図３（ｂ）において、１１ａは先頭可動電流線、１１ｂは最後尾可動電流線、１２ａは先頭駆動力電流線、１２ｂは最後尾駆動力電流線を示している。
【００４９】
【第４実施例】
本発明の第４実施例について説明する。
図４は本発明の第４実施例を示す電気機械パワー相互変換装置における相互方向流可動電流線と異方向流１対駆動力電流線の説明図である。
第２実施例の可動電流線１１の電流方向が交互に配置される場合において、駆動力電流線１２の電流方向を相互異方向とする線条を１対として、両線で２方向性を確保するように電流方向を制御することにより、可動電流線１１に推進リザルタント駆動力が与えられ、前進・後進が可能となる。なお、図４（ａ）及び図４（ｂ）において、１１ａは先頭可動電流線、１１ｂは最後尾可動電流線、１２ａは先頭駆動力電流線、１２ｂは最後尾駆動力電流線を示している。
【００５０】
【第５実施例】
本発明の第５実施例について説明する。
図５は本発明の第５実施例を示す電気機械パワー相互変換装置における交互方向可動電流線と１方向流駆動力電流線の説明図である。
第２実施例の可動電流線１１の電流方向が交互に配置される場合において、可動電流線１１の配置ピッチ間隔で駆動力電流線１２の電流方向を交互に変えるように電流方向を予め設定することにより、可動電流線１１の前進・後進の駆動力を間欠的に与えることができる。つまり、可動電流線１１に推進リザルタント駆動力が与えられ、前進・後進が可能となる。なお、図５（ａ）及び図５（ｂ）において、１１ａは先頭可動電流線、１１ｂは最後尾可動電流線、１２ａは先頭駆動力電流線、１２ｂは最後尾駆動力電流線を示している。
【００５１】
【第６実施例】
本発明の第６実施例について説明する。
図６は本発明の第６実施例を示す電気機械パワー相互変換装置における単一方向流可動電流線と２方向、異方向流、１方向流駆動力電流線の説明図である。
第２実施例の可動電流線１１の電流方向が同一方向に配置される場合、その可動電流線１２の配置ピッチ間隔の中央に、電流方向を異方向とする仮想可動電流線（仮想配置であることから、当然電流は流れていない）１１ｃが配置されたと仮想して、第３実施例の電流供給方式〔図６（ａ）参照〕、第４実施例の電流供給方式〔図６（ｂ）参照〕、第５実施例の電流供給方式〔図６（ｃ）参照〕の電流供給方式によって、駆動力電流線１２の電流方向を制御することにより、可動電流線１１に推進リザルタント駆動力が与えられ、前進・後進が可能となる。なお、図６（ａ）、図６（ｂ）、図６（ｃ）及び図６（ｄ）において、１１ａは先頭可動電流線、１１ｂは最後尾可動電流線、１２ａは先頭駆動力電流線、１２ｂは最後尾駆動力電流線を示している。
【００５２】
【第７実施例】
本発明の第７実施例について説明する。
図７は本発明の第７実施例を示す電気機械パワー相互変換装置における駆動力電流の回路構成図である。
図７（ａ）及び図７（ｂ）において、２１は正極電力供給線、２２は帰線、２３はアース、２４は負極電力供給線、２５は電流ベクトル制御装置である。
【００５３】
第２実施例の駆動力電流線１２において、進行移動する可動電流線１１に対して、直角、又はほぼ直角（ここにおける「ほぼ」とは、曲線軌道を可動電流線１１が移動する場合には、その曲率分だけ直角からずれるという意味であり、以下特に必要としない限り、近似的な意味も含め、直角とする）をなす、空間平面に複対数の駆動力電流線１２を配置し、それら駆動力電流線１２を同一の回路構成とすることにより、正極電力供給線２１から電流ベクトル制御装置２５を介して供給される電流が同一回路に供給されることから、同一平面内に位置する駆動力電流線１２の電流起動・停止を統一することができる。したがって、同一平面内に位置する駆動力電流線１２からの駆動推力が、可動電流線１１に推進リザルタント駆動力として左右に均等に与えられるため、不整のない駆動力の前進、後進が可能となる。
【００５４】
【第８実施例】
本発明の第８実施例について説明する。
図８は本発明の第８実施例を示す電気機械パワー相互変換装置における駆動力電流線の同一母線回路（請求項５対応）構成図である。なお、図７と同じ部分には同じ番号を付してそれらの説明は省略する。
【００５５】
第２実施例の駆動力電流線１２において、同一配電母線を介して、同一回路を構成することにより、駆動力電流線１２から電流ベクトル制御装置２５を介して供給される電流が同一回路に供給されることから、駆動力電流線１２の電流起動・停止を統一することができ、同一平面内に位置する駆動力電流線１２からの駆動推力が左右に不整することなく、可動電流線（図示なし）に推進リザルタント駆動力が与えられ、前進、後進を可能とし、前進、後進の両進行方向において、可動電流線に機械的パワーを与えることができる。なお、２１Ａは正極電力供給配電母線、２４Ａは負極電力供給配電母線である。
【００５６】
【第９実施例】
本発明の第９実施例について説明する。
図９は本発明の第９実施例を示す電気機械パワー相互変換装置における駆動力電流線へ電流供給開始、電流ベクトル制御、供給停止方法、列車速度・位置検出の説明図（その１）、図１０はその駆動力電流線への電流供給開始、電流ベクトル制御、供給停止方法、列車速度・位置検出の説明図（その２）である。
【００５７】
図９において、１１は可動電流線、１２は駆動力電流線、１１ａは先頭可動電流線、１１ｂは最後尾可動電流線、２６は電力供給線、２７はマスター電流ベクトル制御装置（Ｍ）、２８はスレーブ電流ベクトル制御装置（Ｓ）、２９は双方向通信線、３０は地上交信装置、３１は移動体（車体）、３２は供給開始オン信号発信器、３３は供給停止オフ信号発信器である。
【００５８】
駆動力電流線１２への供給開始、電流ベクトル制御、供給停止する方法において、電力供給指令は、可動電流線ピッチ、可動電流線の稼働情報、可動電流線の本数、各可動電流線の電流ベクトル、配置情報、運行計画情報などの日々の運行に関わる駆動力電流制御に必要な情報を、列車走行に先立ち、全電流ベクトル制御装置２７の記憶装置に記憶させ、前記駆動力電流供給装置に必要な都度発せられる前方列車情報と接近する列車の車両の異常状態情報などの運行修正下達情報、地震等の災害情報に伴う緊急下達情報と、各個別電流ベクトル制御装置からの異常上位通報との双方向情報伝送路として、双方向通信線２９によりリンク構成し、また、通信途絶、制御不能等の異常時の電源供給断を指令する機構であり、この電力供給指令と通信リンクする電流ベクトル制御装置において、
（ａ）駆動開始・停止および列車速度・位置検出車上制御方式は、移動体（車体）３１の供給開始オン信号発信器３２から発する開始信号を受信した電流ベクトル制御装置は、他のスレーブ電流ベクトル制御装置２８に対してマスター装置となり、マスター電流ベクトル制御装置２７はＩＤナンバー情報を受信確認情報として車上に送信し、この地上ＩＤ情報信号を受信する移動体３１の地上交信装置３０は、その地上ＩＤ情報から現在位置を知り、マスター電流ベクトル制御装置２７は、指定するスレーブに対して初期微動指令を出して、移動体３１を進行させ、その微動による可動電流線１１の位置変化に伴う受信ＩＤナンバー情報と前受信ＩＤナンバー情報とから速度を演算し、その速度と列車速度プログラムから所要の電流ベクトル量を算出し、その電流ベクトル量をマスター電流ベクトル制御装置２７に通報し、その電流ベクトル量を受信したマスター電流ベクトル制御装置２７は、予め前方指定位置にあるスレーブ電流ベクトル制御装置２８と最終供給位置にあるスレーブ電流ベクトル制御装置２８までの、自己を含めた全電流ベクトル制御装置に対して通報し、受信全電流ベクトル制御装置は各駆動力電流線１２への電流ベクトル供給を開始し、移動体３１の供給停止オフ信号発信器３３から発する供給停止オフ信号を受信したスレーブ電流ベクトル制御装置２８は駆動力電流線１２への電流供給を停止する方式である。
（ｂ）駆動力開始・停止制御および列車速度・位置検出地上制御方式は、
（ｂ−１）図１０（ｂ）に示すように、可動電流線１１と駆動力電流線１２が移動体（車体）３１の進行方向に対する直角平面に位置するとき、可動電流線１１の進行方向直角への電磁吸引力が駆動力電流線１２に対して最大となることを利用した圧力センサー３５の圧力感知による各可動電流線１１の位置検出方式と、
（ｂ−２）図１０（ａ）に示すように、可動電流線１１の移動に伴って駆動力電流線１２に誘導される電界が駆動力電流線１２の励磁電界を減殺することから、駆動力電流線１２のターミナル間電圧が無誘導時より小さく変化することを利用した電圧検知による各可動電流線１１の位置検出方式と、
（ｂ−３）図１０（ｃ）に示すように、可動電流線１１が駆動力電流線１２に接近するにつれて、可動電流線１１から発する磁界が次第に増加し、その磁界を感知する磁界センサー３６の磁界が可動流動線１１と対面した時が最大となる方向の磁界を最大磁界として記憶した磁界センサー３６において、磁界センサー３６がその記憶する最大磁界値と感知する時、可動電流線１１と駆動力電流線１２が対面したとみなすことによる各可動電流線１１の位置検出方式であり、以上の（ａ）、（ｂ−１）、（ｂ−２）、（ｂ−３）の位置検出方式のほか、別に定める可動電流線１１の位置検出方式により、図１０（ｄ）に示すように、先頭可動電流線１１ａ検出の電流ベクトル制御装置がマスター電流ベクトル制御装置となり、他の電流ベクトル制御装置はマスター電流ベクトル制御装置の下にスレーブ電流ベクトル制御装置となり、マスター電流ベクトル制御装置は、蓄積されてプログラムされた運行計画から列車進行方向と管轄スレーブ電流ベクトル制御装置を決めた後、自己を含めたスレーブ電流ベクトル制御装置に対して電流供給を開始を指示し、指示命令を受けた各電流ベクトル制御装置は予め蓄積プログラムに則り電流ベクトルを決定し、駆動力電流線１２に電流供給を開始し、管轄スレーブ電流ベクトル制御装置の最終スレーブ電流ベクトル制御装置は、次のマスター電流ベクトル制御装置から停止命令を受けて停止し、先頭スレーブ電流ベクトル制御装置から一つ先のスレーブ電流ベクトル制御装置に対して電流供給の開始を指示する方式であり、この地上方式と車上方式の２つの方式のいずれか、または、組み合わせにより、駆動力電流線１２への電流供給を継続することによって、可動電流線１１に連続的に駆動力を与えていくことができる。
【００５９】
【第１０実施例】
本発明の第１０実施例について説明する。
図１１は本発明の第１０実施例を示す電気機械パワーの相互変換装置における駆動力電流線への電流ベクトル供給方法（直流）の説明図であり、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）はその駆動力電流線への電流ベクトル供給システムの概略構成図、図１１（ｃ）はＰ極相駆動力電流、図１１（ｄ）はＮ極相駆動力電流の説明図である。
【００６０】
図１１において、４１は直流Ｐ極相配電線、４２は直流Ｎ極相配電線、４３はは中性帰線、４４はアース、４６はＰ極相電流ベクトル制御装置、４７はＮ極相電流ベクトル制御装置であり、Ｐ・Ｎ波ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）はそれぞれオン・オフ・インターロック制御を行う。
【００６１】
第３実施例の駆動力電流線１２において、その駆動力電流線１２への電流供給制御する電流ベクトル供給制御装置を介して、図１１（ａ）に示すように、直流Ｐ極相配電線４１か直流Ｎ極相配電線４２かのいずれか、又は、図１１（ｂ）に示すように、直流Ｐ極相配電線４１と直流Ｎ極相配電線４２の両極とアースする中性帰線４３との間に配置し、その駆動力電流線１２への電流供給にあたって、Ｐ極相電流ベクトル制御装置４６とＮ極相電流ベクトル制御装置４７が相互にインターロック制御を施し、別に与えられる速度設定情報と可動電流線１１の位置情報に基づき、電流必要量と電流方向を設定し、その設定電流ベクトルに応じて、図１１（ｃ）に示すように、電流ベクトル制御装置でＰ極相電流ベクトルデューティ制御、図１１（ｄ）に示すように、電流ベクトル供給制御装置でＮ極相電流ベクトルデューティ制御を行う。なお、１２′は対駆動力電流線である。
【００６２】
【第１１実施例】
本発明の第１１実施例について説明する。
図１２は本発明の第１１実施例を示す電気と機械パワーの相互変換装置における駆動力電流線への電流供給方法（交流可変周波数１８０°異位相全波整流）の説明図であり、図１２（ａ）及び図１２（ｂ）はその駆動力電流線への電流供給システム概略構成図、図１２（ｃ）はＰ波相の駆動力電流の説明図、図１２（ｄ）はＮ波相の駆動力電流の説明図である。
【００６３】
第３実施例の駆動力電流線１２において、図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に示すように、交流Ｐ波相配電線５１と交流Ｎ波相配電線５２との間にアース５４する中性帰線５３を配置し、正極・帰線間にあってはＰ波相を、負極・帰線間にあってはＮ波相を電流ベクトル制御する電流ベクトル制御装置５７を介して、Ｐ波相電流ベクトル制御装置５６とＮ波相電流ベクトル制御装置５７が相互にインターロック制御の下に、別に与えられる速度設定情報と可動電流線１１の位置情報に基づき、可動電流線１１の移動速度を２倍の駆動力電流線１２で除した値、または、直近近傍の整数値を周波数とするように、周波数制御された電力供給線から駆動力電流線１２への電流供給を、図１２（ｃ）に示すように、電流ベクトル位相制御することができる。
【００６４】
その駆動力電流線１２への電流供給位相制御する電流ベクトル供給位相制御装置を介して、駆動力電流線１２の線間（以下、駆動力電流線ピッチと言う）を通過する可動電流線１１の通過時間の逆数の２分の１倍の周波数となるように周波数制御された交流Ｐ極相配電線５１及び交流Ｎ極配電線５２（交流正極に対して１８０°位相を異にする回線による全波整流）とアースする中性帰線５３との間に駆動力電流線１２を配置し、Ｐ波相電流ベクトル制御装置５６とＮ波相電流ベクトル制御装置５７が相互にインターロック制御され、別に与えられる速度設定情報と可動電流線１１の位置情報に基づき、電流必要量（必要電流量における必要とは、可動電流線１１の進行移動性能に応じた必要量を意味し、その量を位相制御することができる。以下、電流必要量は同じ意味とする）と電流方向を設定し、その設定電流ベクトルに応じ、電流ベクトル供給位相制御装置でベクトル位相制御する。なお、１２′は対駆動力電流線である。
【００６５】
【第１２実施例】
本発明の第１２実施例について説明する。
図１３は本発明の第１２実施例を示す電気機械パワー相互変換装置における駆動力電流線への電流供給方法（非可変周波商用周波による周波数１８０°異位相全波整流）の説明図であり、図１３（ａ）及び図１３（ｂ）はその駆動力電流線への電流供給システムの概略構成図、図１３（ｃ）及び図１３（ｄ）はその１８０度異位相全波整流異位相２回線による駆動力電流の説明図である。
【００６６】
第３実施例又は第４実施例の駆動力電流線１２への電流供給において、図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に示すように、駆動力電流線１２への電流供給において、交流Ｐ波相配電線５１と交流Ｎ波相配電線５２との間にアース５４する中性帰線５３を配置し、正極・帰線間にあっては、図１３（ｃ）に示すように、Ｐ波相を、負極・帰線間にあっては、図１３（ｄ）に示すように、Ｎ波相の電流ベクトル制御するＮ波相電流ベクトル制御装置５７を介して、Ｐ波相電流ベクトル制御装置５６とＮ波相電流ベクトル制御装置５７が相互にインターロック制御の下に、
（ａ) 可動電流線１１の最大移動速度を２倍の駆動力電流線で除した値、または、直近近傍の整数値を周波数とする周波数の全波整流波形、
（ｂ) 商用周波数を全波整流した全波整流波形、以上の２つの波形を有する電流供給線から、駆動力電流線１２への所要電流ベクトル量を、別に与えられる速度設定情報と可動電流線１１の位置情報に基づき、電流ベクトル制御装置で電流ベクトル制御して、電流供給する。
【００６７】
【第１３実施例】
本発明の第１３実施例について説明する。
図１４は本発明の第１３実施例を示す電気機械パワー相互変換装置における駆動力電流線への電流供給方法（半波整流正負２重供給）の説明図であり、図１４（ａ）はこの電流供給システムの概略構成図、図１４（ｂ）はその半波整流異位相２回線、１回線による駆動力電流の説明図である。
【００６８】
図１４において、６１は低電位電力供給線、６２はＰ波相電流ベクトル制御装置、６４は高電位電力供給線、６５はＮ波相電流ベクトル制御装置、６７は帰線、６８はアースである。
第５実施例の駆動力電流線への電流供給において、図１４（ａ）に示すように、交流Ｐ波相電力供給線としての低電位電力供給線６１と交流Ｎ波相電力供給線としての高電位電力供給線６４の間にアース６８する帰線６７を配置し、図１４（ｂ）に示すように、正極・帰線間にあっては、Ｐ波相を、負極・帰線間にあっては、Ｎ波相を電流供給制御する電流ベクトル制御装置を介して、Ｐ波相電流ベクトル制御装置６２とＮ波相電流ベクトル制御装置６５が相互にインターロック制御の下に、
（ａ）可動電流線１１の移動速度を２倍の駆動力電流線１２で除した値、又は直近近傍の整数値を周波数とするような周波数を半波整流した半波整流波形、
（ｂ）商用周波数を半波整流した半波整流波形、以上の２つの波形を有する電力供給線から、駆動力電流線１２への所要電流ベクトル量を、別に与えられる速度設定情報と可動電流線１１の位置情報に基づき、各電流ベクトル制御装置６２，６５で電流ベクトル制御して、電流を供給する。
【００６９】
【第１４実施例】
本発明の第１４実施例について説明する。
図１５は本発明の第１４実施例を示す電気機械パワー相互変換装置における駆動力電流線への電流供給方法の説明図であり、図１５（ａ）はその電流供給システムの概略構成図、図１５（ｂ）はその１８０°異位相半波整流異位相２回線による駆動力電流の説明図である。そして、図１５（ａ）と図１５（ｂ）は第１０実施例（図１１）と、図１５（ｃ）と図１５（ｄ）は第１１実施例（図１２）と同様同じ番号を付しており、それらの説明は省略する。
【００７０】
第６実施例の電気機械パワー相互変換装置における、駆動力電流線１２への電流供給において、上記第１０、第１１、第１２又は第１３実施例の電流ベクトル制御方法により、駆動力電流線１２へのベクトル電流供給制御を行う。
【００７１】
【第１５実施例】
本発明の第１５実施例について説明する。
図１６は本発明の第１５実施例を示す電気機械パワー相互変換装置における可動電流線と駆動力電流線の回転方向配置と回転型電気機械パワーの相互変換装置についての説明図である。
【００７２】
図１６（ａ）に示すように、高電位電力線７１に接続される高電位リング７３と、低電位電力線７２に接続される低電位リング７４と、これらのリング７３，７４間を可動電流線７５で接続してなる可動電流線直線配線ロータを構成する。また、図１６（ｂ）に示すように、高電位電力線７１に接続される高電位短絡リング７６と、低電位電力線７２に接続される両側に１対の低電位リング７４とを設け、これらの１対の低電位リング間を可動電流線７５で接続してなる可動電流線交互配置型ロータを構成する。
【００７３】
更に、図１６（ｃ）に示すように、電流保存型として、可動電流線ループ配線ロータ７７を構成する。
また、図１６（ｄ）に示すように、高電位電力線８１に接続される高電位リング８３と、低電位電力線８２に接続される低電位リング８４とを対向させ、その高電位リング８３には可動電流線葛折り配線ロータ８５を接続する。
【００７４】
更に、図１６（ｅ）に示すように、高電位電力線８１に接続される高電位リング８３と、低電位電力線８２に接続される低電位リング８４とを対向させ、その間に可動電流線葛折り配線ロータ８５を接続する。
また、図１６（ｆ）に示すように、Ｐ極電力線９１と中性帰線９３間に電流ベクトル制御装置８７を介して接続される駆動力電流線９５と、Ｎ極電力線９２に接続され、電流ベクトル制御装置８７を介してＰ極電力線９１に接続される。そして、各種ロータ９７が駆動力電流線９５に作用する。
【００７５】
このように、可動電流線と駆動力電流線において、可動流動線と駆動力電流線を円形に配置する、
（Ａ）図１６（ａ）又は図１６（ｂ）に示すように、高電位リング７３と低電位リング７４に複数の接触舟を設け、高電位リング７３から低電位リング７４間に可動電流線７５を配置して、電流供給を受ける方式と、
（Ｂ）図１６（ｄ）又は図１６（ｅ）に示すように、高電位リング８３と低電位リング８４に、それぞれ接触舟を設け、高電位リングから低電位リング間に、葛折り配線した可動電流線８５を配置して、電流供給を受ける方式と、
（Ｃ）図１６（ｆ）に示すように、超電導電流、磁化電流線の場合はループ構成を複数配置する方式との３つの方式において、電流異方向２重配置（Ａ）方式、（Ｂ）方式、（Ｃ）方式は、可動電流線の電流ベクトルが交互に変わることから、上記第３、第４又は第５実施例の電気機械パワー相互変換装置を適用し、電流同方向配置（ａ）方式は、上記第６実施例の電気機械パワー相互変換装置を適用し、別に与えられる速度設定情報と可動電流線の位置情報に基づき、駆動力電流線を例示することにより、推進リザルタント駆動力が与えられ、正回転、逆回転が可能となり、駆動力電流線と可動電流線の構成により、該可動電流線に機械的パワーを与え、回生電気パワーを発生させ、制動力を得る。
【００７６】
【第１６実施例】
本発明の第１６実施例について説明する。
図１７は本発明の第１６実施例を示す電気機械パワー相互変換装置における可動電流線と駆動力電流線の両者を電流ベクトル制御装置により制御する構成の説明図である。なお、前記した実施例と同様の部分については、同じ符号を付してそれらの説明は省略する。
【００７７】
第９実施例乃至第１３実施例のいずれか１つの実施例の電気機械パワー相互変換装置において、電流ベクトル制御装置４６，４７を可動電流線１１と駆動力電流線１２に各配備し、別に与えられる速度設定情報に基づき、駆動力電流線１２を例示することにより、可動電流線１１に推進リザルタント駆動力が与えられ、前進、後退が可能となり、駆動力電流線１２と可動電流線１１の作用により、可動電流線１１に機械的パワーを与え、回生電気パワーを発生させ、制動力を得る。
【００７８】
【第１７実施例】
本発明の第１７実施例について説明する。
図１８は本発明の第１７実施例を示す電気機械パワー相互変換装置における駆動力増加用電磁鋼板を用いた駆動システムを示す図、図１９は本発明の第１７実施例を示す電気機械パワーの相互変換装置における駆動力増加用電磁鋼板の構成図である。
【００７９】
図中、９９は電磁鋼板、１０１は浮上可動電流線、１０２は可動電流線可動線収納筐体、１０３は脚状対応可動線収納板、１０４は翼状対応可動線収納板である。
これらの図に示すように、可動電流線１１・浮上可動電流線１０１と総ての駆動力電流線１２間において、可動電流線１１・浮上可動電流線１０１を内在させる移動体側平板に、その可動電流線１１から発生する磁界を強める電磁鋼板９９を、可動電流線１１と浮上可動電流線１０１の内側、または、それら全体を覆うような形状として取り付け、その強化した磁界と駆動力電流線１２とにより、可動電流線１１に推進リザルタント駆動力が与えられ、前進、後進が可能となり、駆動力電流線と可動電流線の構成により、この可動電流線に機械的パワーを与え、回生電気パワーを発生させ、制動力を得る。
【００８０】
【第１８実施例】
本発明の第１８実施例について説明する。
図２０は本発明の第１８実施例を示す浮上可動電流線同方向浮上方式（その１）を示す図であり、左右胡座８の字ターミナル間静電キャパシタンス配電による案内と浮上力電流線長が浮上可動電流線長の２倍長で、浮上力電流線胡座８の字コイルの配電ピッチが浮上可動電流線長の１／２例を示している。図２１はその浮上可動電流線同方向浮上方式（その２）を示す図、図２２はその浮上可動電流線同方向浮上方式（その３）を示す図、図２３はその浮上可動電流線同方向浮上方式における補助なし浮上力電流線と補助付き浮上力電流線との説明図、図２４はその浮上可動電流線同方向浮上方式（その４）を示す図、図２５はその浮上可動電流線同方向浮上方式（その５）を示す図である。
【００８１】
可動電流線を収納する筐体に、電流方向が相互に異にする浮上可動電流線を収納する構成において、浮上可動電流線１０１の電流線間隔が進行方向に対して、地上に配置される胡座（あぐら）８の字浮上力電流線１１０間の内方に配置される浮上可動電流線１０１に対して、
（ａ−１）別に与えられる速度設定情報と可動電流線の位置情報に基づき、電流ベクトルを設定し、その設定電流ベクトルに応じて、浮上力電流ベクトル制御装置１１２，１１３を介して、浮上用電力線としてのＰ極電力線１１４、Ｎ極電力線１１５、中性帰線１１６から直接供給して浮上用電流を電源励磁方式、
（ａ−２）可動電流線及び浮上可動電流線１０１が動的に変位することにより、浮上力電流線１１１及び駆動力電流線に誘導電流を発生させ、その各線に発生する誘導電流を合成したリザルタント浮上誘導電流で励磁する誘導励磁方式、の２つの浮上電流励磁方式をそれぞれ単独に、あるいは、組み合わせて励磁する励磁方式により、別に与えられる速度設定情報と可動電流線の位置情報に基づき、Ｐ極浮上力電流ベクトル制御装置１１２とＮ極浮上力電流ベクトル制御装置１１３がそれぞれ相互にインターロックを施して、Ｐ極電力線１１４とＮ極電力線１１５のどちらか一方に、中性帰線１１６接続にする浮上力電流線１１１を接続することにより、異なる電流方向の浮上可動電流線１０１のどちらにも励磁できる浮上力電流線１０１において、
（ｂ−１）前記脚状、懸架状平板に収納する浮上可動電流線において、浮上可動電流線１０１の左右両サイドに同型の胡座８の字型浮上力電流線１１０を地上側に配置し、浮上可動電流線１０１と浮上力電流線１１１との磁気力作用により、リザルタント浮上力を、更に、両サイドの電流線のターミナルの両者を、（ａ−１）励磁方式の場合には静電キャパシタンスＣを介し、また、（ａ−２）励磁方式にあっては、図２１又は図２２に示すように、直接、接続することにより案内力を得る胡座８の字型両サイド浮上・案内方式、必要により、浮上力が不足する場合に、浮上可動電流線１０１の直下に、図２３に示すように、補助浮上力電流線１１１−１を配置する浮上方式と、
（ｂ−２）前記翼状平板に収納する浮上可動電流線と可動電流線において、図２４又は図２５に示すように、浮上可動電流線の上下両サイドに同型の８の字型浮上力電流線及び駆動力電流線を地上側に配置し、浮上可動電流線としての可動浮上ループ線１２０及び可動電流線と、浮上力電流線と駆動力電流線１１８，１１９の磁気力作用により、リザルタント浮上力を、更に、両サイドの電流線のターミナルの両者を、（ａ−１）励磁方式の場合には静電キャパシタンスＣを介し、また、（ａ−２）励磁方式にあっては直接、接続することにより、案内力を得る８の字型両サイド浮上・案内方式により、浮上・案内を得るようにしたものである。なお、１１７は浮上電流ベクトル制御装置、１３０は左右短絡線である。
【００８２】
このように、この実施例では、本発明の電気と機械パワーの相互変換装置における通浮上力電流線のあぐら（胡座）８の字回路構成（図示なし）を用いる。
【００８３】
【第１９実施例】
本発明の第１９実施例について説明する。
図２６は本発明の第１９実施例を示す浮上可動電流線同方向浮上方式の構成図である。
この実施例では、可動電流線を収納する筐体１４０に同方向の電流を収納する浮上可動電流線１２０において、
（ａ−１）可動電流線及び浮上可動電流線１２０が浮上力電流線の幾何学的中央位置より変位することにより、それら両電流が可動するに伴い発生するリザルタント誘導浮上電流、
（ａ−２）別に与えられる速度設定情報と可動電流線の位置情報に基づき、電流ベクトルを設定し、その設定電流ベクトルに応じて、浮上力電流ベクトル制御装置１３４，１３５，１３６を介して、浮上用電力供給線としての高電位電力供給線（Ｐ極電力線）１３１、低電位電力供給線（Ｎ極電力線）１３２、中性帰線１３３から直接供給される浮上用電流、の２つの浮上電流励磁方式をそれぞれ単独に、あるいは、組み合わせて励磁する励磁方式により、Ｐ極浮上力電流ベクトル制御装置１３４とＮ極浮上力電流ベクトル制御装置１３５がそれぞれ相互にインターロックを施して、前記速度設定情報と可動電流線の位置情報に基づき、Ｐ極電力線１３１とＮ極電力線１３２のどちらか一方に、中性帰線１３３を接続する浮上力電流線１１１を接続することにより、励磁する浮上力電流線において、
（ｂ−１）前記脚状、懸架状平板に収納する浮上可動電流線において、浮上可動電流線１２０の左右両サイドに同型の胡座８の字型浮上力電流線を地上側に配置し、浮上可動電流線１２０と浮上力電流線１１１との磁気力作用により、リザルタント浮上力を、両サイドの両者を静電キャパシタンスを介して接続することにより案内力を得る胡座８の字型両サイド浮上・案内方式、必要により、浮上力が不足する場合に、浮上可動電流線１２０の直下に補助浮上力電流線（図示なし）を配置する浮上方式、
（ｂ−２）前記翼状平板に収納する浮上可動電流線１２０と可動電流線（図示なし）において、浮上可動電流線１２０の上下両サイドに同型の胡座８の字型浮上力電流線１１１を地上側に配置し、浮上可動電流線１２０及び可動電流線と浮上力電流線１１１との磁気力作用により、リザルタント浮上力を、両サイドの両者を静電キャパシタンスを介して接続することにより案内力を得る胡座８の字型両サイド浮上・案内方式により浮上・案内を得るようにしたものである。
【００８４】
【第２０実施例】
本発明の第２０実施例について説明する。
図２７は本発明の第２０実施例を示す浮上可動電流線の同一回路構成図であり、図２７（ａ）は浮上力電流線１１１と浮上可動電流線１０１の長さが同長で、浮上力可動電流線１１１の電流方向が異なり、浮上力可動電流線１１１は高電位電力供給線１３１と中性帰線１３３から受電する方式である。なお、１３２は低電位電力供給線である。
【００８５】
また、図２７（ｂ）は浮上力電流線１１１より長い浮上可動電流線１０１であり、浮上力可動電流線１１１の電流方向が異なり、浮上力可動電流線１１１は高電位電力供給線１３１からの受電する方式である。
この実施例では、浮上力電流線において、鉛直平面上に配置される浮上力電流線を一配線とし、それらの配線が同一母線から供給されることにより、1 母線供給により、浮上力の均一性と同一信頼性を確保するようにしたものである。
【００８６】
【第２１実施例】
本発明の第２１実施例について説明する。
図２８は本発明の第２１実施例を示す電気機械パワーの相互変換装置における非接触集電方式の構成図（その１）、図２９はその非接触集電方式の構成図（その２）である。なお、前記実施例と同じ部分については、同じ符号を付してそれらについての説明は省略する。
【００８７】
この図において、１４２は脚状、懸架状型の車上ピックアップ電流線、１４３は翼状型の駆動力電流線、１５１はＰ極電力線、１５２はＮ極電力線、１５３は帰線、１５４は電流ベクトル制御装置である。
この実施例では移動体（車体）１００に取り付けられたピックアップコイルに対向する前記第１実施例の駆動力電流線に対して、前記第１０実施例、第１１実施例、第１２実施例又は第１３実施例記載の供給方式を採るとき、その駆動力電流線供給のオン・オフ作動を高速に行うことにより、移動体１００に取り付けられたピックアップ電流線１４２、または、ピックアップコイルに発生する誘導電流を発生させ、その誘導起電力を利用する方式により、非接触集電するように構成している。
【００８８】
そして、図２９に示すように、ピックアップコイル電流線１４２による発電電力は各線を並列・直列を自在に結合して必要な電流電圧を求める。
【００８９】
【第２２実施例】
本発明の第２２実施例について説明する。
図３０は本発明の第２２実施例を示す電気機械パワー相互変換装置における地上配置永久磁石電磁コイル併用制動システムの構成図である。
この図において、１６０は車上エネルギー授受体としてのリアクションプレート、１６１は電磁石と永久磁石による併用励磁体であり、電源１６１Ａと、永久磁石と電磁石の組み合わせ体１６１Ｂからなっている。１６２は受放電樋、１６３は受放電橇、１６４は地上負荷・エネルギー蓄積装置、１６５は車上ピックアップコイル、１６６は水スプレー、１６７は車上負荷・エネルギー蓄積装置である。
【００９０】
すなわち、電磁石と永久磁石を有し、列車がいない場合、永久磁石の磁界方向に対する電磁石の逆励磁で無磁界状態から列車接近に伴う永久磁石同方向電磁石励磁で磁気抵抗強化する。なお、無電源停電でも磁気抵抗を確保する絶対停止方式である。
第１実施例の電気機械パワー相互変換装置において、移動体（車体）１００に取り付けたエネルギー授受体と地上に設置した永久磁石と電磁石による併用励磁体１６１（永久磁石の磁気を電磁石により常時減磁させて、移動体１００のエネルギー授受体の出現時に、移動体１００の運動エネルギーを移動体１００の減速度に応じて加励制御し、発生する反発浮上力を制御しつつ、エネルギー授受体にその運動エネルギーを放電する) による移動体１００の制動方式で、車上エネルギー授受体をリアクションプレート１６０とする場合においては、そのプレート１６０にて電気エネルギーを消費させ、消費エネルギーが大量な場合には、そのリアクションプレート１６０の加熱を地上からの水スプレー１６６により降熱する、あるいは、車上エネルギー授受体をピックアップコイル１６５とする場合は、そのピックアップコイル１６５の電極に専用回線を通じて、抵抗、又は車上エネルギー蓄積装置１６７を接続して電気エネルギーを消費させる、又はその電極から専用回線を通じて接続する受放電樋１６２を滑走する受放電橇１６３に接続し、その受放電橇１６３と滑走接触する受放電樋１６２に接続する地上側エネルギー消費体、又は蓄積体に放電する方式、以上のいずれか、または、これらの組み合わせによって、移動体１００を制動させるように構成している。
【００９１】
【第２３実施例】
本発明の第２３実施例について説明する。
図３１は本発明の第２３実施例を示す電気機械パワー相互変換装置における誘導発電ブレーキ（車上ブレーキ専用コイル）の構成図である。
この実施例では、上記実施例１６に記載の電気機械パワー相互変換装置とは別に、所要のブレーキを確保する必要がある場合、車外から集電された電源や車内電源から、車内電源とは別の専用回線を通じて、移動体（車体）１００上に搭載された電磁誘導ブレーキ用励磁コイル１７１、１７２に、直流、又は交流、あるいは、交流に直流を重畳した交流が通電され、その通電された励磁コイルが移動に伴って地上に敷設されたリアクションプレート１７３に誘導する渦電流とその励磁コイルとの相互作用により、ブレーキ力を確保するようにしたものである。
【００９２】
【第２４実施例】
本発明の第２４実施例について説明する。
図３２は本発明の第２４実施例を示す電気機械パワー相互変換装置における駆動システムの構成図である。
超電導コイル、電磁石コイルの同軸内方に永久磁石を配置して、超電導磁石、電磁石と永久磁石をハイブリッド磁石化し、永久磁石の磁化電流とコイル電流の合成電流を合成仮想電流線１８３とし、この合成仮想電流線１８３を上記第１実施例に記載のように可動電流線１８２とし、各コイル電流のクエンチに対しても電流が残置することにより、可動電流線１８２に推進リザルタント駆動力が与えられ、前進、後進が可能となり、駆動力電流線（図示なし）と可動電流線１８２の構成により、この可動電流線１８２に機械的パワーを与え、回生電気パワーを発生させ、制動力、浮上力を得るように構成している。なお、１８１は永久磁石磁化電流線、１８４は可動電流線収納板である。
【００９３】
【第２５実施例】
本発明の第２５実施例について説明する。
図３３は本発明の第２５実施例を示す電気機械パワー相互変換装置における駆動電流線配置空間制動方式（停止制動常用区間用）の構成図である。
第２実施例に記載の電気機械パワー相互変換装置において、駆動力電流線１２間から、移動体平板の移動に伴って平板が押しのける空気が逸失することを制限するように、また、渦電流走行抵抗を高めるように、その線間を渦電流損を誘発させる材料１８５で密封し、例えば、線間を電磁鋼板又は樹脂材で充填し、可動電流線（図示なし）の走行に伴う磁気抵抗、空気抵抗の走行抵抗を増加させる。
【００９４】
このように、予め設定した制動区間において、空気抵抗を増加させることにより、移動体１００に制動力を与えるように構成されている。
なお、駆動電流線間は通過走行線路において空気流通用スペースがある。ただし、駆動電流線間は待避線路において、空気流通用スペースはない。
ここでは、予め設定した区間として、待避走行線路とした場合の例で、必要な制動区間、ターミナル駅近接区間等に設定する。
【００９５】
【第２６実施例】
本発明の第２６実施例について説明する。
図３４は本発明の第２６実施例を示す電気機械パワー相互変換装置における上下方向縦分岐装置（その１）の構成図、図３５はその上下方向縦分岐装置（その２）の構成図である。
【００９６】
図３４（ａ）及び（ｂ）に示すように、通過推力路１９１から待避推力路１９２へ推進する場合には、移動体（車体）１００は分岐フラップ１９３が下降することにより誘導される。
図３４に示すように推進する場合には、移動体１００は分岐フラップ１９３が下降することにより誘導される。
【００９７】
図３５（ｃ）に示すように、通過推力路１９１から上分岐推力路１９５に推進する場合には、移動体１００は分岐フラップ１９３が上降することにより誘導される。
なお、２０１は上位駆動・浮上電流線、２０２は下位駆動・浮上電流線である。
【００９８】
第１実施例の電気機械パワー相互変換装置において、移動体１００の縦分岐装置として、翼状平板で構成される移動体１００にあっては、その翼型平板が通過する通過推力路１９１，１９２，１９４，１９５に対して、上下昇降（分岐）フラップ１９３で、水平路、上・下ランプ路を構成することにより、待避移動体に対しては、分岐通過速度と乗り心地の見地から適当な曲線を選定した緩和曲線を構成するように待避推進力路１９２に接続し、追い越し移動体に対しては、追い越し推力路に接続する縦分岐推力路方式とし、吊架状平板及び脚状平板で構成される移動体に対しては、その吊架状及び脚状平板が通過する通過推力路１９１に対して、上下昇降フラップ１９３で、水平路、上・下ランプ路を構成することにより、待避移動体に対しては、同様な緩和曲線を構成するように待避推力路１９２に接続し、追い越し移動体には、追い越し推進路に接続する縦分岐推力路方式を採用するようにしたものである。
【００９９】
【第２７実施例】
本発明の第２７実施例について説明する。
図３６は本発明の第２７実施例を示す電気機械パワー相互変換装置における平面分岐装置の構成図である。
第１実施例の電気機械パワー相互変換装置において、移動体１００の進行路を分岐する平面分岐装置として、推力路及び走行路の両者を平面可動させ、待避移動体に対しては、待避推力路１９２に接続し、待避接続後、追い越し移動体に対しては、追い越し路に回復接続するようにしたものである。なお、２１１は待避走行路、１９６は通過線路である。
【０１００】
【第２８実施例】
本発明の第２８実施例について説明する。
図３７は本発明の第２８実施例を示す電気機械パワー相互変換装置における車内シールドの構成図である。
第１実施例の電気機械パワー相互変換装置において、駆動力電流線１２と可動電流線１１、浮上電流線と浮上力電流線、ピックアップ電流に送電するアンテナ線と励磁駆動力電流線、それぞれから発生する磁界の磁路に対して、移動体１００の各電流線の移動空間を磁界の磁路ギャップとし、そのギャップを通過磁路とする閉磁路を地上に構成させ、また、車上と地上両者により構成させ、漏洩磁界を減少させる磁気シールド構造を施すほか、同時に発生する電磁界に対しては、その磁気シールド表面に電磁シールド材を具備する。つまり、移動体１００には車上シールド２２１、地上側には地上シールド２２２を設ける。
【０１０１】
なお、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。
【０１０２】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、以下のような効果を奏することができる。
モータ・発電機の界磁に対する作用電流線素は、作用力を大きくするため、一般に巻線構造となっている。この巻線構造をとると逆起電力が一巻き毎に加重されて、巻線に高い電圧がかかることになるため、高耐圧に絶縁した巻線を利用しなくてはならないので、巻線の高コスト化、信頼度の低下をもたらす。
【０１０３】
本発明によれば、従来の巻線に代えて、可動電流線と駆動力電流線との電流間の相互作用により、低い電圧で大電流を供給することにより、電気と機械パワーの相互変換を行い、移動体の駆動を行うことができる。
したがって、巻線への高い電圧の供給による絶縁性の問題を解決し、低い電圧による安全な給電を行い得る電気と機械パワーの相互変換装置を提供することができる。
【０１０４】
特に、磁気浮上方式への適用により、巻線への高い電圧の供給による絶縁性の問題、保守管理・安全性の問題を解決することができる。
また、電流路のスイッチングに関しても、ＩＧＢＴの改良により大電流、かつ高速度開閉が可能になってきたことにより、本発明の実用化が可能になった。
これにより、汎用の低圧仕様の絶縁電線が利用できることになり、低コスト化と信頼性の向上を図ることができ、特に、超電導界磁の場合は、現在開発された半導体装置でも十分に所要の推力が引き出せるため、半導体の技術の進展に伴い、本発明の効用は更に広がるものと考えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す電気機械パワー相互変換装置における移動体内の可動電流線の概略構成図である。
【図２】本発明の第２実施例を示す電気機械パワー相互変換装置における駆動力電流線の可動電流線への駆動力作用の概略構成図である。
【図３】本発明の第３実施例を示す電気機械パワー相互変換装置における交互方向流可動電流線と２方向流駆動力電流線の説明図である。
【図４】本発明の第４実施例を示す電気機械パワー相互変換装置における相互方向流可動電流線と異方向流１対駆動力電流線の説明図である。
【図５】本発明の第５実施例を示す電気機械パワー相互変換装置における交互方向可動電流線と１方向流駆動力電流線の説明図である。
【図６】本発明の第６実施例を示す電気機械パワーの相互変換装置における単一方向流可動電流線と２方向、異方向流、１方向流駆動力電流線の説明図である。
【図７】本発明の第７実施例を示す電気機械パワー相互変換装置における駆動力電流の回路構成図である。
【図８】本発明の第８実施例を示す電気機械パワー相互変換装置における駆動力電流線の同一母線回路構成図である。
【図９】本発明の第９実施例を示す電気機械パワー相互変換装置における駆動力電流線への電流供給開始、電流ベクトル制御、供給停止方法、列車速度・位置検出の説明図（その１）である。
【図１０】本発明の第９実施例を示す電気機械パワー相互変換装置における駆動力電流線への電流供給開始、電流ベクトル制御、供給停止方法、列車速度・位置検出の説明図（その２）である。
【図１１】本発明の第１０実施例を示す電気機械パワー相互変換装置における駆動力電流線への電流ベクトル供給方法（直流）の説明図である。
【図１２】本発明の第１１実施例を示す電気と機械パワー相互変換装置における駆動力電流線への電流供給方法（交流可変周波数１８０°異位相全波整流）の説明図である。
【図１３】本発明の第１２実施例を示す電気機械パワー相互変換装置における駆動力電流線への電流供給方法（非可変周波商用周波による周波数１８０°異位相全波整流）の説明図である。
【図１４】本発明の第１３実施例を示す電気機械パワー相互変換装置における駆動力電流線への電流供給方法（半波整流正負２重供給）の説明図である。
【図１５】本発明の第１４実施例を示す電気と機械パワー相互変換装置における駆動力電流線への電流供給方法の説明図である。
【図１６】本発明の第１５実施例を示す電気機械パワー相互変換装置における可動電流線と駆動力電流線の回転方向配置と回転型電気機械パワーの相互変換装置についての説明図である。
【図１７】本発明の第１６実施例を示す電気機械パワー相互変換装置における可動電流線と駆動力電流線の両者を電流ベクトル制御装置により制御する構成の説明図である。
【図１８】本発明の第１７実施例を示す電気機械パワー相互変換装置における駆動力増加用電磁鋼板を用いた駆動システムを示す図である。
【図１９】本発明の第１７実施例を示す電気機械パワー相互変換装置における駆動力増加用電磁鋼板の構成図である。
【図２０】本発明の第１８実施例を示す浮上可動電流線同方向浮上方式（その１）を示す図である。
【図２１】本発明の第１８実施例を示す浮上可動電流線同方向浮上方式（その２）を示す図である。
【図２２】  本発明の第１８実施例を示す浮上可動電流線同方向浮上方式（その３）を示す図である。
【図２３】本発明の第１８実施例を示す浮上可動電流線同方向浮上方式における補助なし浮上力電流線と補助付き浮上力電流線との説明図である。
【図２４】本発明の第１８実施例を示す浮上可動電流線同方向浮上方式（その４）を示す図である。
【図２５】本発明の第１８実施例を示す浮上可動電流線同方向浮上方式（その５）を示す図である。
【図２６】本発明の第１９実施例を示す浮上可動電流線同方向浮上方式の構成図である。
【図２７】本発明の第２０実施例を示す浮上可動電流線の同一回路構成図である。
【図２８】本発明の第２１実施例を示す電気機械パワー相互変換装置における非接触集電方式の構成図（その１）である。
【図２９】本発明の第２１実施例を示す電気機械パワー相互変換装置における非接触集電方式の構成図（その２）である。
【図３０】本発明の第２２実施例を示す電気機械パワー相互変換装置における地上配置永久磁石電磁コイル併用制動システムの構成図である。
【図３１】本発明の第２３実施例を示す電気機械パワー相互変換装置における誘導発電ブレーキ（車上ブレーキ専用コイル）の構成図である。
【図３２】本発明の第２４実施例を示す電気機械パワー相互変換装置における駆動システムの構成図である。
【図３３】本発明の第２５実施例を示す電気機械パワー相互変換装置における駆動電流線配置空間制動方式（停止制動常用区間用）の構成図である。
【図３４】  本発明の第２６実施例を示す電気機械パワー相互変換装置における上下方向縦分岐装置（その１）の構成図である。
【図３５】  本発明の第２６実施例を示す電気機械パワー相互変換装置における上下方向縦分岐装置（その２）の構成図である。
【図３６】  本発明の第２７実施例を示す電気機械パワー相互変換装置における平面分岐装置の構成図である。
【図３７】  本発明の第２８実施例を示す電気機械パワー相互変換装置における車内シールドの構成図である。
【符号の説明】
１，３１，１００    移動体（車体）
２    脚状平板
３    吊架状平板
４    翼状平板
５，１１，７５，１８２    可動電流線
１２，９５，１１８，１１９    駆動力電流線
１２Ａ    推進電流線
１２Ｂ    吸収電流線
１１ａ    先頭可動電流線
１１ｂ    最後尾可動電流線
１２ａ    先頭駆動力電流線
１２ｂ    最後尾駆動力電流線
２１    正極電力供給線
２１Ａ    正極電力供給配電母線
２２，４３，５３，６７，９３，１１６，１３３，１５３    中性帰線
２３，４４，５４，６８    アース
２４    負極電力供給線
２４Ａ      負極電力供給配電母線
２５，８６，８７，１３４，１３５，１３６，１５４    電流ベクトル制御装置
２６    電力供給線
２７    マスター電流ベクトル制御装置（Ｍ）
２８    スレーブ電流ベクトル制御装置（Ｓ）
２９    双方向通信線
３０    地上交信装置
３２    供給開始オン信号発信器
３３    供給停止オフ信号発信器
３５    圧力センサー
３６    磁界センサー
４１    直流Ｐ極相配電線
４２    直流Ｎ極相配電線
４６    Ｐ極相電流ベクトル制御装置
４７    Ｎ極相電流ベクトル制御装置
５１    交流Ｐ波相配電線
５２    交流Ｎ波相配電線
５６，６２    Ｐ波相電流ベクトル制御装置
５７，６５    Ｎ波相電流ベクトル制御装置
６１    低電位電力供給線
６４    高電位電力供給線
７１，８１    高電位電力線
７２，８２    低電位電力線
７３，８３    高電位リング
７４，８４    低電位リング
７６    高電位短絡リング
７７    可動電流線ループ配線ロータ
７８    葛折配線した可動電流線
８５    可動電流線葛折り配線ロータ
９１，１１４    Ｐ極電力線
９２，１１５    Ｎ極電力線
９７    各種ロータ
９９    電磁鋼板
１０１    浮上可動電流線
１０２    可動電流線可動線収納筐体
１０３    脚状対応可動線収納板
１０４    翼状対応可動線収納板
１１０    胡座（あぐら）８の字浮上力電流線
１１１    浮上力電流線
１１１−１    補助浮上力電流線
１１２    Ｐ極浮上力電流ベクトル制御装置
１１３    Ｎ極浮上力電流ベクトル制御装置
１１７    浮上電流ベクトル制御装置
１２０    可動浮上ループ線（浮上可動電流線）
１３０    左右短絡線
１３１    高電位電力供給線（Ｐ極電力線）
１３２    低電位電力供給線（Ｎ極電力線）
１３４    Ｐ極浮上力電流ベクトル制御装置
１３５    Ｎ極浮上力電流ベクトル制御装置
１４０    可動電流線を収納する筐体
１４２    脚状、懸架状型の車上ピックアップ電流線
１４３    翼状型の駆動力電流線
１５１    Ｐ極電力線
１５２    Ｎ極電力線
１６０    リアクションプレート（車上エネルギー授受体）
１６１    永久磁石と電磁石による併用励磁体
１６１Ａ    電源
１６１Ｂ    永久磁石と電磁石の組み合わせ体
１６２    受放電樋
１６３    受放電橇
１６４    地上負荷・エネルギー蓄積装置
１６５    車上ピックアップコイル
１６６    水スプレー
１６７    車上負荷・エネルギー蓄積装置
１７１，１７２    電磁誘導ブレーキ用励磁コイル
１７３    リアクションプレート
１８１    永久磁石磁化電流線
１８３    合成仮想電流線
１８４    可動電流線収納板
１９１    通過推力路
１９２    待避推力路
１９３    分岐フラップ
１９４    下分岐推力路
１９５    上分岐推力路
１９６    通過線路
２０１    上位駆動・浮上電流線
２０２    下位駆動・浮上電流線
２１１    待避走行路
２２１    車上シールド
２２２    地上シールド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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