超電導を利用した完全安定磁気浮上方式の理論的研究

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本研究では、超電導バルク材を使用したMixed-mu浮上方式の浮上特性を解析した上で、超電導バルク材の代わりに超電導線材コイルを複数個配置することによって超電導バルク材の反磁性に近い振る舞いをさせ、安定な浮上を実現させる方法に関して、リニアモータ等によって駆動・推進される搬送システムや磁気浮上鉄道車両を適用対象と考えて、以下の検討を行った。1.Mixed-mu磁気浮上方式の浮上特性と電磁界分布の計算:超電導バルク材の反磁性を利用したMixed-mu浮上方式に関して、浮上特性を電磁界計算に基づいて解析し、そこでの超電導体に流れる磁化電流分布を比較的少数の短絡コイルだけで復元することは現実的でないことが判明した。2.完全安定磁気浮上方式の超電導コイル系の設計:静止時においても無制御で安定に浮上可能な方式として、超電導短絡コイルの磁束保存性を利用した方法を提案した。これは多層レーストラック構造の超電導コイル系と鉄レースから成る系である。この系の浮上特性を解析するために、二次元有限要素法による電磁界解析を行った。その結果、目的とする静止時においても無制御で安定な浮上の可能性が示された。3.輸送・搬送システムへの応用の検討:上記の浮上系は、静止時においても安定に浮上できることと、超電導コイルの構造は現状より複雑になるが、地上側設備が簡単になるというメリットがあり、今後、三次元的な解析も含めて、さらに詳細な検討を行うに十分値するものと考えられる。