JP2014007792A

JP2014007792A - Superconducting apparatus

Info

Publication number: JP2014007792A
Application number: JP2012139903A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Oyama; 仁尾山; Takeshi Niisato; 剛新里
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2012-06-21
Filing date: 2012-06-21
Publication date: 2014-01-16

Abstract

【課題】移動体に搭載されたときに、当該移動体の電池の消耗を抑制しつつ冷却機構を動作させておくことが可能な超電導機器を提供する。
【解決手段】超電導機器は、超電導モータ部に含まれる超電導コイルと、冷却機構と、複数の端子部４３、４７と、スイッチング部（第１リレー４２、第２リレー４４）とを備える。冷却機構は、超電導モータ部に含まれる超電導コイルを冷却する。複数の端子部４３、４７は、冷却機構を動作させるための電力を冷却機構へ供給する。スイッチング部（第１リレー４２、第２リレー４４）は、冷却機構へ電力を供給する複数の端子部４３、４７を切り替える。
【選択図】図２Provided is a superconducting device capable of operating a cooling mechanism while being mounted on a mobile body while suppressing battery consumption of the mobile body.
A superconducting device includes a superconducting coil included in a superconducting motor unit, a cooling mechanism, a plurality of terminal units 43 and 47, and a switching unit (a first relay 42 and a second relay 44). The cooling mechanism cools the superconducting coil included in the superconducting motor unit. The plurality of terminal portions 43 and 47 supply electric power for operating the cooling mechanism to the cooling mechanism. The switching units (the first relay 42 and the second relay 44) switch between the plurality of terminal units 43 and 47 that supply power to the cooling mechanism.
[Selection] Figure 2

Description

この発明は、超電導機器に関し、より特定的には、超電導コイルおよび当該超電導コイルを冷却する冷却機構を備える超電導機器に関する。 The present invention relates to a superconducting device, and more particularly to a superconducting device including a superconducting coil and a cooling mechanism for cooling the superconducting coil.

従来、超電導コイルと当該超電導コイルを冷却する冷却機構を備える超電導機器が知られている（たとえば、特開２０１０−２７９１８９号公報参照）。特開２０１０−２７９１８９号公報では、超電導コイルを用いた超電導モータを備える超電導機器において、当該超電導モータに給電される電流量が増加するときに、冷却機構を構成する冷凍機の冷凍出力を高める操作を行なうことにより、超電導コイルの耐久性を高めている。また、当該特開２０１０−２７９１８９号公報では、超電導機器を車両などの移動体に搭載することが開示されている。 Conventionally, a superconducting device including a superconducting coil and a cooling mechanism for cooling the superconducting coil is known (see, for example, JP 2010-279189 A). In Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2010-279189, in a superconducting device including a superconducting motor using a superconducting coil, when the amount of current supplied to the superconducting motor increases, an operation for increasing the refrigeration output of the refrigerator constituting the cooling mechanism. As a result, the durability of the superconducting coil is enhanced. Japanese Patent Laid-Open No. 2010-279189 discloses that a superconducting device is mounted on a moving body such as a vehicle.

特開２０１０−２７９１８９号公報JP 2010-279189 A

しかし、上記特開２０１０−２７９１８９号公報では、冷凍機を動作させるための電力の供給方法について具体的な開示はなされていない。そして、上記のような超電導機器を移動体に搭載した場合、移動体が停止したときに冷却機構の動作も停止してしまうと、超電導コイルの温度が上昇し、超電導コイルを超電導状態にしておくことができない。この場合、移動体を動かすために超電導機器を動作させるためには、まず超電導コイルを所定の温度まで冷却する時間が必要になり、結果的に移動体を必要に応じてすぐに動かすということが難しくなり、移動体の運用を考えると問題がある。つまり、移動体の実際の運用を考えると、超電導コイルを常時冷却しておくことで、超電導機器を常時使用可能な状態に維持する必要がある。 However, the above Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-279189 does not specifically disclose a method of supplying power for operating the refrigerator. When the superconducting device as described above is mounted on the moving body, if the operation of the cooling mechanism stops when the moving body stops, the temperature of the superconducting coil rises and the superconducting coil is kept in the superconducting state. I can't. In this case, in order to operate the superconducting device in order to move the moving body, first, it is necessary to cool the superconducting coil to a predetermined temperature, and as a result, the moving body is moved immediately as necessary. It becomes difficult, and there is a problem when considering the operation of the moving body. In other words, considering the actual operation of the mobile object, it is necessary to keep the superconducting equipment in a state where it can always be used by always cooling the superconducting coil.

こためには、移動体の移動中に限らず、移動体が所定の場所に停止しているときにも冷却機構を動作させておく必要がある。このとき、冷却機構のエネルギー源（電源）として移動体に内蔵された電池（たとえば超電導モータや他の移動体の機器を駆動するための電池）を利用することが考えられる。 For this purpose, it is necessary to operate the cooling mechanism not only during the movement of the moving body but also when the moving body is stopped at a predetermined place. At this time, it is conceivable to use a battery (for example, a battery for driving a superconducting motor or another mobile device) incorporated in the moving body as an energy source (power source) of the cooling mechanism.

しかし、冷却機構の電源として移動体に内蔵された電池を利用すると、移動体の停止中も冷却機構を動かし続けるために電池が消耗してしまうという問題があった。 However, when a battery built in the moving body is used as a power source for the cooling mechanism, there is a problem that the battery is consumed because the cooling mechanism is continuously operated even when the moving body is stopped.

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の目的は、移動体に搭載されたときに、当該移動体の電池の消耗を抑制しつつ冷却機構を動作させておくことが可能な超電導機器を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to operate a cooling mechanism while being mounted on a moving body while suppressing battery consumption of the moving body. It is to provide a superconducting device that can be allowed to remain.

この発明に従った超電導機器は、超電導コイルと、冷却機構と、複数の端子部と、スイッチング部とを備える。冷却機構は、超電導コイルを冷却する。複数の端子部は、冷却機構を動作させるための電力を当該冷却機構へ供給する。スイッチング部は、冷却機構へ電力を供給する複数の端子部を切り替える。 A superconducting device according to the present invention includes a superconducting coil, a cooling mechanism, a plurality of terminal portions, and a switching portion. The cooling mechanism cools the superconducting coil. The plurality of terminal portions supply power for operating the cooling mechanism to the cooling mechanism. The switching unit switches a plurality of terminal units that supply power to the cooling mechanism.

このようにすれば、超電導機器の冷却機構に電力を供給する端子部を、それぞれ異なる電源に接続することができる。たとえば、上記超電導機器を移動体に搭載する場合、複数の端子部のうちの１つの端子部を移動体に内蔵された電池に接続し、他の端子部を移動体の外部に配置された外部電源に接続するようにしてもよい。この場合、移動体が停止した場合には外部電源に接続された他の端子部から冷却機構へ電力を供給するように、スイッチング部によって複数の端子部を切り替えることができる。この結果、移動体が停止中に、超電導機器の冷却機構の動作を維持する一方、移動体に内蔵された電池が冷却機構への電力供給により消耗することを抑制できる。したがって、超電導機器が搭載された装置（たとえば移動体）の内蔵電池の消耗を抑制しながら、超電導機器をすぐに使用できる状態を維持できる。 If it does in this way, the terminal part which supplies electric power to the cooling mechanism of a superconducting apparatus can be connected to a different power supply, respectively. For example, when the superconducting device is mounted on a moving body, one terminal portion of the plurality of terminal portions is connected to a battery built in the moving body, and the other terminal portion is arranged outside the moving body. You may make it connect with a power supply. In this case, when the moving body stops, a plurality of terminal portions can be switched by the switching portion so that power is supplied to the cooling mechanism from other terminal portions connected to the external power source. As a result, while the moving body is stopped, the operation of the cooling mechanism of the superconducting device can be maintained, and the battery built in the moving body can be prevented from being consumed by the power supply to the cooling mechanism. Therefore, it is possible to maintain a state where the superconducting device can be used immediately, while suppressing the consumption of the built-in battery of the device (for example, a moving body) on which the superconducting device is mounted.

この発明によれば、移動体に搭載されたときに、当該移動体の電池の消耗を抑制しつつ冷却機構を動作させておくことが可能な超電導機器を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a superconducting device capable of operating the cooling mechanism while suppressing the battery consumption of the moving body when mounted on the moving body.

本発明による超電導機器を搭載した移動体の構成図である。It is a block diagram of the moving body carrying the superconducting apparatus by this invention. 図１に示した超電導機器の部分構成図である。FIG. 2 is a partial configuration diagram of the superconducting device shown in FIG. 1. 図１に示した超電導機器の冷却機構に関する制御を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the control regarding the cooling mechanism of the superconducting apparatus shown in FIG. 図１に示した超電導機器の変形例を示す部分構成図である。It is a partial block diagram which shows the modification of the superconducting apparatus shown in FIG.

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.

図１および図２を参照して、本発明による超電導機器の実施の形態および当該超電導機器を搭載した移動体の構成を説明する。 With reference to FIG. 1 and FIG. 2, an embodiment of a superconducting device according to the present invention and a configuration of a moving body on which the superconducting device is mounted will be described.

図１を参照して、本発明に従った移動体１は、駆動部２と、超電導機器１０と、電池２０と、充電部２１と、外部制御部３とを備える。駆動部２は、移動体１を移動させるための車輪などの走行装置を含む。また、超電導機器１０は、動力を発生させる超電導モータ部１１、超電導モータ部１１に含まれる超電導コイルを冷却するための冷却システム部１３、超電導モータ部１１を駆動させるための電流を当該超電導モータ部１１に供給するための駆動インバータ１２、冷却システム部１３に電流を供給するための冷却システム電源部１４を含む。超電導モータ部１１は、超電導コイルを含む任意の構成の超電導モータを適用できる。たとえば、超電導モータ部１１として、超電導コイルをステータコイルとして用いた超電導モータを使用できる。また、駆動インバータ１２は、電池２０と接続され、当該電池２０からの電流（直流電流）が入力されて、超電導モータ部１１に必要な電流（たとえば交流電流）を供給する。 Referring to FIG. 1, a moving body 1 according to the present invention includes a drive unit 2, a superconducting device 10, a battery 20, a charging unit 21, and an external control unit 3. The drive unit 2 includes a traveling device such as a wheel for moving the moving body 1. In addition, the superconducting device 10 includes a superconducting motor unit 11 that generates power, a cooling system unit 13 for cooling a superconducting coil included in the superconducting motor unit 11, and a current for driving the superconducting motor unit 11. 11 includes a drive inverter 12 for supplying power to the cooling system 11 and a cooling system power supply unit 14 for supplying current to the cooling system section 13. As the superconducting motor unit 11, a superconducting motor having an arbitrary configuration including a superconducting coil can be applied. For example, a superconducting motor using a superconducting coil as a stator coil can be used as the superconducting motor unit 11. Further, the drive inverter 12 is connected to the battery 20 and receives a current (DC current) from the battery 20 to supply a necessary current (for example, AC current) to the superconducting motor unit 11.

また、冷却システム部１３は、超電導モータ部１１に含まれる超電導コイルを冷却する任意の構成の冷却装置を含む。たとえば冷却システム部１３は、超電導コイルを直接的に冷却する冷凍機、あるいは超電導コイルを冷却するための冷媒を冷却する冷凍機を含むことができる。さらに、冷却システム部１３は、これらの冷凍機を動作させるための補助機器、冷凍機を制御するための冷凍機コントローラなどを含んでいてもよい。 The cooling system unit 13 includes a cooling device having an arbitrary configuration for cooling the superconducting coil included in the superconducting motor unit 11. For example, the cooling system unit 13 can include a refrigerator that directly cools the superconducting coil, or a refrigerator that cools the refrigerant for cooling the superconducting coil. Furthermore, the cooling system unit 13 may include auxiliary equipment for operating these refrigerators, a refrigerator controller for controlling the refrigerator, and the like.

また、冷却システム電源部１４は、外部電源３０および電池２０の両方と接続可能になっており、これら外部電源３０および電池２０の両方から電力を供給される。また、冷却システム電源部１４は、冷却システム部１３に供給する電力の供給源として、これらの電池２０からの電力と外部電源３０からの電力とを任意に切り替えることが可能である。なお、このような電池２０と外部電源３０との切り替えの詳細については後述する。 The cooling system power supply unit 14 can be connected to both the external power supply 30 and the battery 20, and is supplied with power from both the external power supply 30 and the battery 20. The cooling system power supply unit 14 can arbitrarily switch between the power from the battery 20 and the power from the external power supply 30 as a supply source of power to be supplied to the cooling system unit 13. The details of switching between the battery 20 and the external power supply 30 will be described later.

また、電池２０は超電導機器１０の駆動インバータ１２および冷却システム電源部１４に接続され、それぞれに電力を供給可能である。電池２０は充電部２１と接続されている。充電部２１は、外部の電源（図示せず）と接続されて電池２０を充電する。 Further, the battery 20 is connected to the drive inverter 12 and the cooling system power supply unit 14 of the superconducting device 10, and can supply power to each of them. The battery 20 is connected to the charging unit 21. The charging unit 21 is connected to an external power source (not shown) and charges the battery 20.

外部制御部３は、超電導機器１０、電池２０、および充電部２１に接続され、これらの機器の制御を行なう。なお、外部制御部３は、移動体１の本体に関する制御情報や超電導機器１０に含まれる超電導モータや冷却システムに関する情報が入力され、また、移動体１に含まれる機器を制御するものである。たとえば移動体１が自動車の場合には、システムＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）などが外部制御部３に対応する。 The external control unit 3 is connected to the superconducting device 10, the battery 20, and the charging unit 21, and controls these devices. The external control unit 3 receives control information related to the main body of the moving body 1 and information related to a superconducting motor and a cooling system included in the superconducting device 10 and controls devices included in the moving body 1. For example, when the moving body 1 is an automobile, a system ECU (engine control unit) or the like corresponds to the external control unit 3.

移動体１に含まれる超電導機器１０は、上述のように冷却システム部１３の電源として外部電源３０と電池２０との両方からの電力を切り替えて利用することができるように、図２に示すような構成の冷却システム電源部１４を備えている。具体的には、図２を参照して、冷却システム電源部１４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４８と、当該ＤＣ／ＤＣコンバータ４８と第１リレー４２を介して導電線５５により接続された電池２０（図１参照）用の端子部４３と、ＤＣ／ＤＣコンバータ４８と第２リレー４４およびＡＣ／ＤＣコンバータ４５を介して導電線５６により接続された外部電源３０（図１参照）用の端子部４７とを備える。端子部４３には電池２０（図１参照）が接続される。端子部４７には、外部電源３０（図１参照）が接続される。端子部４７とＡＣ／ＤＣコンバータ４５との間には電圧計４６が配置されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ４８は導電線４９を介して冷却システム部１３（図１参照）の冷凍機コントローラ（図示せず）に接続され、当該冷凍機コントローラを介して冷却システム部１３に電力を供給する。 As shown in FIG. 2, the superconducting device 10 included in the moving body 1 can be used by switching power from both the external power source 30 and the battery 20 as the power source of the cooling system unit 13 as described above. A cooling system power supply unit 14 having a simple configuration is provided. Specifically, referring to FIG. 2, the cooling system power supply unit 14 includes a DC / DC converter 48, and a battery 20 (connected to the DC / DC converter 48 and the first relay 42 by a conductive wire 55 ( 1), and a terminal portion 47 for the external power source 30 (see FIG. 1) connected by a conductive wire 56 through the DC / DC converter 48, the second relay 44 and the AC / DC converter 45. With. The battery 20 (see FIG. 1) is connected to the terminal portion 43. An external power supply 30 (see FIG. 1) is connected to the terminal portion 47. A voltmeter 46 is disposed between the terminal portion 47 and the AC / DC converter 45. The DC / DC converter 48 is connected to a refrigerator controller (not shown) of the cooling system unit 13 (see FIG. 1) via a conductive wire 49, and supplies electric power to the cooling system unit 13 via the refrigerator controller. .

冷却システム電源部１４の第１リレー４２は、端子部４３とＤＣ／ＤＣコンバータ４８との電気的接続のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるためのスイッチング部である。また、第２リレー４４は、端子部４７とＤＣ／ＤＣコンバータ４８との電気的接続のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるためのスイッチング部である。電圧計４６は、後述するように端子部４３、４７の切り替え制御に利用される。これらの第１リレー４２および第２リレー４４は、それぞれ導電線５２、５３を介して外部制御部３に接続されている。 The first relay 42 of the cooling system power supply unit 14 is a switching unit for switching ON / OFF of the electrical connection between the terminal unit 43 and the DC / DC converter 48. The second relay 44 is a switching unit for switching ON / OFF of the electrical connection between the terminal unit 47 and the DC / DC converter 48. The voltmeter 46 is used for switching control of the terminal portions 43 and 47 as will be described later. The first relay 42 and the second relay 44 are connected to the external control unit 3 via conductive wires 52 and 53, respectively.

図１および図２に示した移動体１では、移動体１が移動中であれば、冷却システム電源部１４では端子部４３に接続された電池２０（図１参照）からの電力を冷却システム部１３へ基本的に供給する。一方、移動体１が停止中であれば、端子部４３、４７への電池２０または外部電源３０の接続状況などを考慮して、端子部４３、４７のいずれかからの電力が冷却システム部１３へ供給される。このような電力の供給源の切り替えは、外部制御部３において、移動体１の各構成部材から入力される情報である車両情報や超電導モータ情報、および冷凍機情報、さらに端子部４７における外部電源３０の接続状態についての情報に基づき総合的に判断され、第１リレー４２および第２リレー４４のＯＮ／ＯＦＦが制御されることにより実施される。 In the moving body 1 shown in FIGS. 1 and 2, if the moving body 1 is moving, the cooling system power supply unit 14 uses the cooling system unit to supply power from the battery 20 (see FIG. 1) connected to the terminal unit 43. Basically supplied to 13. On the other hand, if the moving body 1 is stopped, the power from either of the terminal units 43 and 47 is supplied to the cooling system unit 13 in consideration of the connection status of the battery 20 or the external power supply 30 to the terminal units 43 and 47. Supplied to. Such switching of the power supply source is performed by the external control unit 3 such as vehicle information, superconducting motor information, and refrigerator information that are input from each component of the moving body 1, and the external power source in the terminal unit 47. It is judged comprehensively based on the information on the connection status of 30 and is implemented by controlling ON / OFF of the first relay 42 and the second relay 44.

次に、図１および図２に示した移動体１における上記外部制御部３により実施される、超電導機器１０の制御方法について説明する。 Next, a method for controlling the superconducting device 10 implemented by the external control unit 3 in the moving body 1 shown in FIGS. 1 and 2 will be described.

図３を参照して、当該超電導機器１０（図１参照）の制御方法は、冷却システム電源部１４（図２参照）の制御方法であって、まず冷却システム電源部（以下、冷凍機電源ユニットとも呼ぶ）がＯＮされる工程（Ｓ１０）を実施する。当該工程（Ｓ１０）では、たとえば外部制御部３に対して冷却システム電源部１４の動作（ＯＮ）を指示する信号が入力され、外部制御部３にて冷却システム電源部１４を動作させるように判断されていてもよい。 Referring to FIG. 3, the control method of superconducting device 10 (see FIG. 1) is a control method of cooling system power supply unit 14 (see FIG. 2). First, a cooling system power supply unit (hereinafter referred to as a refrigerator power supply unit). (Also referred to as “also called”) is performed (S10). In the step (S10), for example, a signal instructing the external control unit 3 to operate (ON) the cooling system power supply unit 14 is input, and the external control unit 3 determines to operate the cooling system power supply unit 14. May be.

次に、制御が継続されるかどうかを判断する工程（Ｓ２０）が実施される。具体的には、工程（Ｓ２０）では、外部制御部３にて冷却システム電源部１４を動作させるという判断が維持されているかどうかを確認する。そして、工程（Ｓ２０）においてＮＯと判断されると、工程（Ｓ７０）に制御が進み、第１リレー４２および第２リレー４４がともにＯＦＦにされる。この結果、冷却システム電源部がＯＦＦされる工程（Ｓ８０）が実施され、制御は終了する。一方、工程（Ｓ２０）においてＹＥＳ（冷却システム電源部１４の動作を継続させる）と判断されると、工程（Ｓ３０）に制御が進み、第１リレー４２がＯＮされる一方、第２リレー４４がＯＦＦされる。この結果、ＤＣ／ＤＣコンバータ４８には、導電線５５、第１リレー４２、端子部４３を介して電池２０が接続される。電池２０からはたとえば直流電流がＤＣ／ＤＣコンバータ４８に供給される。 Next, the process (S20) of determining whether control is continued is implemented. Specifically, in the step (S20), it is confirmed whether or not the judgment that the cooling system power supply unit 14 is operated in the external control unit 3 is maintained. If NO is determined in step (S20), control proceeds to step (S70), and both first relay 42 and second relay 44 are turned off. As a result, a step (S80) in which the cooling system power supply unit is turned off is performed, and the control ends. On the other hand, if it is determined YES in step (S20) (the operation of cooling system power supply unit 14 is continued), control proceeds to step (S30), and first relay 42 is turned on, while second relay 44 is turned on. It is turned off. As a result, the battery 20 is connected to the DC / DC converter 48 via the conductive wire 55, the first relay 42, and the terminal portion 43. For example, a direct current is supplied from the battery 20 to the DC / DC converter 48.

次に、工程（Ｓ４０）に制御が進み、当該工程（Ｓ４０）では電圧計４６で検出される電圧Ｖが規定値より大きいかどうかが判断される。なお、端子部４７に外部電源３０が接続されていると、電圧計４６は規定値以上の電圧を検出する。そのため、工程（Ｓ４０）では、電圧Ｖの値によって外部電源３０が端子部４７に接続されているかどうかを判別できる。この工程（Ｓ４０）においてＮＯと判断された場合、再び工程（Ｓ２０）〜工程（Ｓ４０）が繰り返される。一方、工程（Ｓ４０）においてＹＥＳと判断されると、制御は工程（Ｓ５０）に進む。 Next, control proceeds to step (S40), and in this step (S40), it is determined whether or not voltage V detected by voltmeter 46 is greater than a specified value. When the external power supply 30 is connected to the terminal portion 47, the voltmeter 46 detects a voltage that is equal to or higher than a specified value. Therefore, in the step (S40), it can be determined whether or not the external power supply 30 is connected to the terminal portion 47 based on the value of the voltage V. When it is determined NO in this step (S40), the steps (S20) to (S40) are repeated again. On the other hand, if YES is determined in step (S40), the control proceeds to step (S50).

工程（Ｓ５０）では、第１リレー４２がＯＦＦされる一方、第２リレー４４がＯＮされる。この結果、ＤＣ／ＤＣコンバータ４８には、導電線５６、第２リレー４４、ＡＣ／ＤＣコンバータ４５、端子部４７を介して外部電源３０が接続される。外部電源３０からはたとえば交流電流がＡＣ／ＤＣコンバータ４５に供給され、当該交流電流が直流電流に変換された後、当該直流電流がＡＣ／ＤＣコンバータ４５からＤＣ／ＤＣコンバータ４８に供給される。 In the step (S50), the first relay 42 is turned off while the second relay 44 is turned on. As a result, the external power supply 30 is connected to the DC / DC converter 48 via the conductive wire 56, the second relay 44, the AC / DC converter 45, and the terminal portion 47. For example, an alternating current is supplied from the external power supply 30 to the AC / DC converter 45, the alternating current is converted into a direct current, and then the direct current is supplied from the AC / DC converter 45 to the DC / DC converter 48.

次に、制御が継続されるかどうかを判断する工程（Ｓ６０）が実施される。具体的には、工程（Ｓ６０）では、上述した工程（Ｓ２０）と同様に、外部制御部３にて冷却システム電源部１４を動作させるという判断が維持されているかどうかを確認する。そして、工程（Ｓ６０）においてＮＯと判断されると、工程（Ｓ７０）に制御が進み、第１リレー４２および第２リレー４４がともにＯＦＦにされる。この結果、冷却システム電源部がＯＦＦされる工程（Ｓ８０）が実施され、制御は終了する。一方、工程（Ｓ６０）においてＹＥＳ（冷却システム電源部１４の動作を継続させる）と判断されると、工程（Ｓ４０）以下の工程が再度実施される。 Next, the process (S60) of determining whether control is continued is implemented. Specifically, in the step (S60), as in the above-described step (S20), it is confirmed whether or not the determination that the external control unit 3 operates the cooling system power supply unit 14 is maintained. If NO is determined in step (S60), control proceeds to step (S70), and both first relay 42 and second relay 44 are turned off. As a result, a step (S80) in which the cooling system power supply unit is turned off is performed, and the control ends. On the other hand, if it is determined that the process (S60) is YES (the operation of the cooling system power supply unit 14 is continued), the processes after the process (S40) are performed again.

このようにして、図１および図２に示した移動体１における超電導機器１０では、外部電源３０が端子部４７に接続されたときには当該外部電源３０を電池２０よりも優先して使用する。この結果、移動体１が駐車された状態、あるいは待機位置などに停止した状態で、移動体１に外部電源３０が接続された状態となった場合には、内蔵された電池２０ではなく外部電源３０を優先的に利用して冷却システム部１３を動作させるので、電池２０の消耗を抑制しながら、超電導機器１０における超電導モータ部１１の超電導コイルを充分冷却された状態に維持することができる。 In this way, in the superconducting device 10 in the moving body 1 shown in FIGS. 1 and 2, when the external power supply 30 is connected to the terminal portion 47, the external power supply 30 is used in preference to the battery 20. As a result, when the mobile body 1 is parked or stopped at a standby position or the like and the external power source 30 is connected to the mobile body 1, the external power source is used instead of the built-in battery 20. Since the cooling system unit 13 is operated by preferentially using 30, the superconducting coil of the superconducting motor unit 11 in the superconducting device 10 can be maintained in a sufficiently cooled state while suppressing the consumption of the battery 20.

図４を参照して、図１および図２に示した移動体１の変形例を説明する。図４は図２に対応し、移動体１の変形例に搭載される超電導機器の冷却システム電源部１４の構成を示している。 With reference to FIG. 4, the modification of the moving body 1 shown to FIG. 1 and FIG. 2 is demonstrated. FIG. 4 corresponds to FIG. 2 and shows the configuration of the cooling system power supply unit 14 of the superconducting device mounted in the modified example of the moving body 1.

図４を参照して、本発明による移動体１の変形例は基本的には図１および図２に示した移動体１と同様の構成を備えるが、超電導機器１０（図１参照）を構成する冷却システム電源部１４の構成が図２に示した冷却システム電源部１４の構成と異なっている。具体的には、図４に示した冷却システム電源部１４では、冷却システム電源部１４において端子部４３、４７とＤＣ／ＤＣコンバータ４８との接続状態を切り替える制御（図３に示した制御）を行なう内部制御部４（たとえば冷却システムＥＣＵ）が設置されている。つまり、図４に示した冷却システム電源部１４を備える超電導機器１０（図１参照）では、外部制御部３ではなく内部制御部４において図３に示した制御を実施する。 Referring to FIG. 4, the modified example of mobile body 1 according to the present invention basically has the same configuration as mobile body 1 shown in FIGS. 1 and 2, but constitutes superconducting device 10 (see FIG. 1). The configuration of the cooling system power supply unit 14 is different from the configuration of the cooling system power supply unit 14 shown in FIG. Specifically, the cooling system power supply unit 14 shown in FIG. 4 performs control (control shown in FIG. 3) for switching the connection state between the terminal units 43 and 47 and the DC / DC converter 48 in the cooling system power supply unit 14. An internal control unit 4 (for example, a cooling system ECU) to perform is installed. That is, in the superconducting device 10 (see FIG. 1) including the cooling system power supply unit 14 illustrated in FIG. 4, the control illustrated in FIG. 3 is performed in the internal control unit 4 instead of the external control unit 3.

内部制御部４には、冷凍機情報が他の機器から入力される。また、内部制御部４は外部制御部３と導電線５７により接続されている。外部制御部３には、車両情報や超電導モータの情報が移動体１の他の機器から入力される。内部制御部４には、当該外部制御部３から上記接続状態を切り替える制御に必要な情報が導電線５７を介して入力される。また、内部制御部４は第１リレー４２と導電線５２により接続される。また、内部制御部４は第２リレー４４と導電線５３により接続される。 The internal control unit 4 is input with refrigerator information from other devices. The internal control unit 4 is connected to the external control unit 3 by a conductive wire 57. Vehicle information and superconducting motor information are input to the external control unit 3 from other devices of the moving body 1. Information necessary for control to switch the connection state is input from the external control unit 3 to the internal control unit 4 through the conductive wire 57. Further, the internal control unit 4 is connected to the first relay 42 by a conductive wire 52. The internal control unit 4 is connected to the second relay 44 by a conductive wire 53.

内部制御部４において図３に示した制御を実施することにより、図１および図２に示した移動体１と同様に、冷却システム電源部１４において外部電源３０と電池２０とを電源として切り替えて利用することができる。この結果、図１および図２に示した移動体１および超電導機器１０と同様の効果を得ることができる。 By performing the control shown in FIG. 3 in the internal control unit 4, the cooling system power supply unit 14 switches between the external power source 30 and the battery 20 as power sources, similarly to the moving body 1 shown in FIGS. Can be used. As a result, the same effects as those of the moving body 1 and the superconducting device 10 shown in FIGS. 1 and 2 can be obtained.

ここで、上述した実施の形態と一部重複する部分もあるが、本発明の特徴的な構成を列挙する。 Here, although there is a part which overlaps with embodiment mentioned above, the characteristic structure of this invention is enumerated.

この発明に従った超電導機器１０は、超電導モータ部１１に含まれる超電導コイルと、冷却機構（冷却システム部１３）と、複数の端子部４３、４７と、スイッチング部（第１リレー４２、第２リレー４４）とを備える。冷却機構（冷却システム部１３）は、超電導モータ部１１に含まれる超電導コイルを冷却する。複数の端子部４３、４７は、冷却機構（冷却システム部１３）を動作させるための電力を冷却機構（冷却システム部１３）へ供給する。スイッチング部（第１リレー４２、第２リレー４４）は、冷却機構（冷却システム部１３）へ電力を供給する複数の端子部４３、４７を切り替える。 The superconducting device 10 according to the present invention includes a superconducting coil included in the superconducting motor unit 11, a cooling mechanism (cooling system unit 13), a plurality of terminal units 43 and 47, and a switching unit (first relay 42, second relay unit). Relay 44). The cooling mechanism (cooling system unit 13) cools the superconducting coil included in the superconducting motor unit 11. The plurality of terminal portions 43 and 47 supply power for operating the cooling mechanism (cooling system unit 13) to the cooling mechanism (cooling system unit 13). The switching unit (the first relay 42 and the second relay 44) switches the plurality of terminal units 43 and 47 that supply power to the cooling mechanism (the cooling system unit 13).

このようにすれば、超電導機器１０の冷却システム部１３に電力を供給する端子部４３、４７を、それぞれ異なる電源（電池２０および外部電源３０）に接続することができる。たとえば、上記超電導機器１０を移動体１に搭載する場合、複数の端子部４３、４７のうちの１つの端子部４３を移動体１に内蔵された電池２０に接続し、他の端子部４７を移動体１の外部に配置された外部電源３０に接続するようにしてもよい。この場合、移動体１が停止した場合（たとえば駐車場に停車した場合や待機位置に停止した場合）には外部電源３０に接続された他の端子部４７から冷却システム部１３へ電力を供給するように、スイッチング部（第１リレー４２、第２リレー４４）によって複数の端子部４３、４７を切り替えることができる。この結果、移動体１が停止中に、超電導機器１０の冷却システム部１３の動作を維持する一方、移動体１に内蔵された電池２０が冷却システム部１３への電力供給により消耗することを抑制できる。したがって、超電導機器１０が搭載された装置（たとえば移動体１）の電池２０の消耗を抑制しながら、超電導機器１０をすぐに使用できる状態（たとえば超電導機器１０が移動体の移動のための駆動部となっている場合には、移動体１をすぐに移動させることが可能な状態）を維持できる。 If it does in this way, the terminal parts 43 and 47 which supply electric power to the cooling system part 13 of the superconducting apparatus 10 can be connected to a different power supply (battery 20 and external power supply 30), respectively. For example, when the superconducting device 10 is mounted on the moving body 1, one terminal portion 43 of the plurality of terminal portions 43 and 47 is connected to the battery 20 built in the moving body 1, and the other terminal portion 47 is connected. You may make it connect with the external power supply 30 arrange | positioned outside the mobile body 1. FIG. In this case, when the moving body 1 stops (for example, when it stops at the parking lot or when it stops at the standby position), power is supplied to the cooling system unit 13 from the other terminal unit 47 connected to the external power source 30. As described above, the plurality of terminal portions 43 and 47 can be switched by the switching units (the first relay 42 and the second relay 44). As a result, while the moving body 1 is stopped, the operation of the cooling system unit 13 of the superconducting device 10 is maintained, while the battery 20 built in the moving body 1 is prevented from being consumed by the power supply to the cooling system unit 13 it can. Therefore, a state in which the superconducting device 10 can be used immediately (for example, the driving unit for the superconducting device 10 to move the moving body) while suppressing consumption of the battery 20 of the device (for example, the moving body 1) on which the superconducting device 10 is mounted. In this case, it is possible to maintain a state in which the moving body 1 can be moved immediately.

上記超電導機器１０は、図４に示すように、スイッチング部（第１リレー４２、第２リレー４４）を制御するための内部制御部４をさらに備えていてもよい。この場合、超電導機器１０の内部に配置された内部制御部４によりスイッチング部（第１リレー４２、第２リレー４４）を制御して複数の端子部４３、４７を切り替えることができる。そのため、超電導機器１０を搭載する装置（たとえば移動体１）側において、当該端子部４３、４７を切り替えるための特別な制御部を準備する必要がない。 As shown in FIG. 4, the superconducting device 10 may further include an internal control unit 4 for controlling the switching units (the first relay 42 and the second relay 44). In this case, the switching unit (the first relay 42 and the second relay 44) can be controlled by the internal control unit 4 disposed inside the superconducting device 10 to switch the plurality of terminal units 43 and 47. Therefore, it is not necessary to prepare a special control unit for switching the terminal units 43 and 47 on the device (for example, moving body 1) side on which the superconducting device 10 is mounted.

上記超電導機器１０において、図２に示すように、スイッチング部（第１リレー４２、第２リレー４４）は、超電導機器１０に接続された外部制御部３により制御されてもよい。この場合、超電導機器１０の外部に位置する外部制御部３によりスイッチング部（第１リレー４２、第２リレー４４）を制御して複数の端子部４３、４７を切り替えることができる。そのため、超電導機器１０側にスイッチング部（第１リレー４２、第２リレー４４）を制御するための内部制御部４（図４参照）を配置する必要がないため、超電導機器１０の構成を上記内部制御部４が配置される場合より簡略化できる。 In the superconducting device 10, as shown in FIG. 2, the switching units (the first relay 42 and the second relay 44) may be controlled by the external control unit 3 connected to the superconducting device 10. In this case, the external control unit 3 located outside the superconducting device 10 can control the switching unit (the first relay 42 and the second relay 44) to switch the plurality of terminal units 43 and 47. Therefore, it is not necessary to arrange the internal control unit 4 (see FIG. 4) for controlling the switching units (the first relay 42 and the second relay 44) on the superconducting device 10 side. This can be simplified as compared with the case where the control unit 4 is arranged.

上記超電導機器１０において、図３に示した制御方法で説明したように、複数の端子部４３、４７のうち、交流電源に接続される端子部４７に電力が供給された場合には、当該交流電源に接続された端子部４７から優先的に冷却システム部１３へ電力が供給されてもよい。この場合、家庭用コンセントといった交流電源に端子部４７が接続されたときに、当該交流電源に接続された端子部４７からの電力を優先的に冷却システム部１３へ供給できる。そのため、超電導機器１０の端子部４７が外部の交流電源（外部電源３０）に接続されたときには、冷却システム部１３の電源として確実に当該交流電源を利用することができる。したがって、超電導機器１０が移動体１などに搭載された場合に、当該移動体１が停止して外部電源３０（交流電源）と端子部４７とが接続された状態になれば、移動体１に内蔵される電池２０（直流電源）が冷却システム部１３用の電源として消費されることを防止できる。 In the superconducting device 10, as described in the control method shown in FIG. 3, when power is supplied to the terminal unit 47 connected to the AC power source among the plurality of terminal units 43 and 47, the AC Power may be preferentially supplied to the cooling system unit 13 from the terminal unit 47 connected to the power source. In this case, when the terminal unit 47 is connected to an AC power source such as a household outlet, power from the terminal unit 47 connected to the AC power source can be preferentially supplied to the cooling system unit 13. Therefore, when the terminal portion 47 of the superconducting device 10 is connected to an external AC power source (external power source 30), the AC power source can be reliably used as the power source of the cooling system unit 13. Therefore, when the superconducting device 10 is mounted on the moving body 1 or the like, if the moving body 1 stops and the external power supply 30 (AC power supply) and the terminal portion 47 are connected, the moving body 1 It is possible to prevent the built-in battery 20 (DC power supply) from being consumed as the power supply for the cooling system unit 13.

なお、上記移動体１の例としては、移動可能な機械であれば自動車や自走式の建設機械といった任意の形態の車両、あるいは機関車、さらには可搬式の産業用機械などが挙げられる。 Examples of the moving body 1 include any type of vehicle such as an automobile or a self-propelled construction machine, a locomotive, or a portable industrial machine as long as it is a movable machine.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

本発明は、超電導コイルを含む超電導機器を搭載した、移動体あるいは搬送可能な産業用機械などに特に有利に適用できる。 The present invention can be applied particularly advantageously to a movable body or a transportable industrial machine equipped with a superconducting device including a superconducting coil.

１移動体、２駆動部、３外部制御部、４内部制御部、１０超電導機器、１１超電導モータ部、１２駆動インバータ、１３冷却システム部、１４冷却システム電源部、２０電池、２１充電部、３０外部電源、４２第１リレー、４３，４７端子部、４４第２リレー、４５ＡＣ／ＤＣコンバータ、４６電圧計、４８ＤＣ／ＤＣコンバータ、４９，５２，５３，５５，５６，５７導電線。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Mobile body, 2 drive part, 3 external control part, 4 internal control part, 10 superconducting apparatus, 11 superconducting motor part, 12 drive inverter, 13 cooling system part, 14 cooling system power supply part, 20 battery, 21 charging part, 30 External power supply, 42 1st relay, 43, 47 terminal part, 44 2nd relay, 45 AC / DC converter, 46 voltmeter, 48 DC / DC converter, 49, 52, 53, 55, 56, 57 Conductive wire.

Claims

A superconducting coil;
A cooling mechanism for cooling the superconducting coil;
A plurality of terminal portions for supplying power for operating the cooling mechanism to the cooling mechanism;
A superconducting device comprising: a switching unit that switches a plurality of the terminal units that supply power to the cooling mechanism.

The superconducting device according to claim 1, further comprising an internal control unit for controlling the switching unit.

The superconducting device according to claim 1, wherein the switching unit is controlled by an external control unit connected to the superconducting device.

The power is preferentially supplied to the cooling mechanism from the terminal unit connected to the AC power source when power is supplied to the terminal unit connected to the AC power source among the plurality of terminal units. Item 4. The superconducting device according to any one of Items 1 to 3.