リニアモーターカーの仕組み

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リニアモーターカーの仕組み

リニアモーターカーの歴史

山梨県立リニア見学センターにて

模擬車両の様子

1階 売店 事務室など

2階 資料・展示室

3階 展望室

展望広場

電力変換変電所

車両基地(実験線終点)

実験線起点の周辺地

リニアの周りの風景

地上部を見てきました。

見学センターまでの道のり

大月インターチェンジより

都留インターチェンジより

管理人室

リンク
とても難しい仕組みなので、簡単に説明します。

リニア(LINEAR)とは、
のばす事です。通常、電気モータは円筒型のケースに、回転体が入っている構造ですが、リニアの場合は、この回転モーターを、まっすぐにのばしたもの、つまり、リニヤしたものです。モーターケースが、ガイドウェイ(電車の場合の、線路に該当します。)つまり地上部、モータの回転体を、車両と考えると分かりやすいと思います。

磁石について
磁石のN極とS極は、引き合って、N極とN極、S極とS極は、反発します。この力を利用して、推進、地上からの浮上、レール内の案内をしています。リニアモーターカーは、磁石ではなく、電磁石を利用しています。

                      

超電導について
磁石のN極とS極は、引き合って、同じ極どおしは、反発しますが、トンの単位の質量のある車体を浮上させたり、500km/h以上で推進させたり、左右の案内するには、通常の磁石では不可能です。
そこで、超電導を利用します。

金属や合金や酸化物などを、一定の温度以下にしたときに、その物質の電気抵抗がゼロのなる現象を超電導現象といいます。超電導状態になったときに、電気は、その物質内を流れ続けます。

リニアモーターカーの場合は、液体ヘリウムを使って、−269℃に冷却をして、超電導状態にいています。ちなみに、これ以上温度が下がらない温度は、−273℃です。下のグラフでは、横軸が温度、縦軸が電気抵抗値と見てください。原点の0が、温度では-273℃、電気抵抗ゼロになります。青色の線が、電気抵抗値を表します。


                       

現在では、液体窒素を使った高温超電導の研究も進められています。高温といっても、-196℃です。


進む方法について
磁石の同じ極と極を近づけると、反発する力と、違う極どおしを近づく力を利用しています。押す、引くの2種類を利用します。

浮上する方法について
進む方法と同じように、反発する力と、引き合う力の2つを利用しています。山梨リニア実験線のリニアモーターカーの場合、浮上する力を生み出す磁石も、ガイドウェイの横にあります。ガイドウェイの下ではありません。この方式だと、建設コストの削減や、ガイドウェイ上の管理が容易になるなどのメリットがあります。

案内する方法について
まっすぐなガイドウェイばかりではありません。カーブをしますが、ガイドウェイ側面の磁石と、車両の磁石を反発させると、車体がガイドウェイから離れます。引き合う組み合わせにすると、車体とガイドウェイ側面が近づきます。

山梨リニア実験線では、8の字コイルを使って、ガイドウェイの側面のみの超電導コイルで、リニアモーターカーを制御しています。ガイドウェイの8の字コイルの様子は、3階 展望室のページにあります。


と簡単に説明しましたが、これを一瞬、一瞬で行うわけです。大変です。制御に関しては、とても人間の能力を超えています。コンピュータの得意分野ですね。

日夜、トライアンドエラーで、研究されている方々、がんばってください!
応援しています。

宇宙まで行ってしまう人間の能力です。リニアモーターカーだって、きっと実現すると思います。