JPS5939961B2 - 超高速磁気浮上列車の車内電源装置 - Google Patents
超高速磁気浮上列車の車内電源装置Info
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- JPS5939961B2 JPS5939961B2 JP53065737A JP6573778A JPS5939961B2 JP S5939961 B2 JPS5939961 B2 JP S5939961B2 JP 53065737 A JP53065737 A JP 53065737A JP 6573778 A JP6573778 A JP 6573778A JP S5939961 B2 JPS5939961 B2 JP S5939961B2
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- coil
- power supply
- levitation
- train
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
- Y02T90/12—Electric charging stations
Landscapes
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Control Of Vehicles With Linear Motors And Vehicles That Are Magnetically Levitated (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は超電導磁石を搭載した超高速浮上列車の車内電
源装置の改良に関するものである。
源装置の改良に関するものである。
第1図は超高速浮上列車において推進コイルの電機子反
作用磁束を利用する非接触車内電源装置を得る従来例の
構成図を示す。
作用磁束を利用する非接触車内電源装置を得る従来例の
構成図を示す。
車体1に設けられる超電導コイル2によって作られる磁
束を用いて。
束を用いて。
地上3に設けられる推進コイル4、案内コイル5及び浮
上コイル6に流れる電流との相互作用により推進力、案
内力(左右復元力)及び浮上刃が得られる。
上コイル6に流れる電流との相互作用により推進力、案
内力(左右復元力)及び浮上刃が得られる。
ここで、推進コイル4に対向して車上1に誘導給電用コ
イル7を設置し、推進コイル4が発生する電機子反作用
磁束の高調波成分(一般に時間的3倍調波になる。
イル7を設置し、推進コイル4が発生する電機子反作用
磁束の高調波成分(一般に時間的3倍調波になる。
)によって誘導給電用コイル7に発生する誘起電圧を電
力変換器8を介して螢光灯、冷房機等の車内電源負荷9
に給電する。
力変換器8を介して螢光灯、冷房機等の車内電源負荷9
に給電する。
第2図は推進コイル4と誘導給電用コイル7の配置例を
示すもので、推進コイル4は120°ピツチの三相一層
集中巻がコイル取付は容易さの点から用いられており、
誘導給電用コイル7としても同様に取付は容易さの点か
ら60°ピツチのヨ相一層集中巻コイルが用いられる場
合を示す。
示すもので、推進コイル4は120°ピツチの三相一層
集中巻がコイル取付は容易さの点から用いられており、
誘導給電用コイル7としても同様に取付は容易さの点か
ら60°ピツチのヨ相一層集中巻コイルが用いられる場
合を示す。
したがって、2極ピッチ2γ間に、推進コイル4はU、
V、Wと3個2極分、誘導給電用コイル7はR,S、T
が2セット分つまり4極分存在する。
V、Wと3個2極分、誘導給電用コイル7はR,S、T
が2セット分つまり4極分存在する。
これは推進コイル4の反作用磁束の空間2倍調波C空間
調波のうち2倍調波が最大となる。
調波のうち2倍調波が最大となる。
)が誘導給電用コイル7に時間3倍調波の誘起電圧を発
生させるからである。
生させるからである。
次に、従来例における誘導給電用コイル7に誘導される
有効出力について計算する。
有効出力について計算する。
推進コイルとして1.8m長X0.7m幅、ピッチ2.
1m、起磁力(実効値)9KAT/コイル、誘導給電用
コイルとして0.95m長X0.8m幅、ピッチ1.0
5m。
1m、起磁力(実効値)9KAT/コイル、誘導給電用
コイルとして0.95m長X0.8m幅、ピッチ1.0
5m。
両コイル中心間のギャップを0.12mとすると誘導給
電用コイル1ターンに鎖交する時間3倍調波磁束は実効
値で3.7 (mWb )となる。
電用コイル1ターンに鎖交する時間3倍調波磁束は実効
値で3.7 (mWb )となる。
そこで、誘導給電用コイルのコイル配列を2X5(=1
0ターン)とすると、500Xm/hで浮上走行する2
5m長の1車両に誘起される相電圧は次のようにして求
められる。
0ターン)とすると、500Xm/hで浮上走行する2
5m長の1車両に誘起される相電圧は次のようにして求
められる。
誘導給電コイルに誘起される電圧eは次式で表わされる
。
。
こ\で、Nは誘導給電コイルのターン数、ωは誘起電圧
の角周波数である。
の角周波数である。
推進コイルは1極当り3個のコイルが設置され、2倍の
空間高調波を利用して3倍の高調波電圧が誘起されるの
で、ωは、 ω=2 rr f=2 πX ((500Xm/hをm
/seeに換算)÷推進コイルピッチ)×調波=2πX
22X3 となる。
空間高調波を利用して3倍の高調波電圧が誘起されるの
で、ωは、 ω=2 rr f=2 πX ((500Xm/hをm
/seeに換算)÷推進コイルピッチ)×調波=2πX
22X3 となる。
誘導給電コイルは(2X5)ターン巻回されたものが推
進コイル1極当り2個設置されるので、両側各4極分を
加え合せると、Nは。
進コイル1極当り2個設置されるので、両側各4極分を
加え合せると、Nは。
N=(2X5)X(2X4X2)
となる。
誘導給電コイルに鎖交する磁束の実効値て、1相当りの
誘起電圧Eは、 X(2X5)X(8X2)=246(V)となる。
誘起電圧Eは、 X(2X5)X(8X2)=246(V)となる。
相電流を40(Aとすれば、内部抵抗降下は、RI=2
4(V)、内部リアクタンス降下はX■=73(V)と
なるので、端子電圧はVt=179(V)に減少する。
4(V)、内部リアクタンス降下はX■=73(V)と
なるので、端子電圧はVt=179(V)に減少する。
車内電源負荷力率e08θ二0.8を考えると、1車両
当りの有効出力は次のようになる。
当りの有効出力は次のようになる。
p= 3 V tI cosθ=3X179X40X0
.8X 10−” =17 (I@) 超高速列車の車内電源は超電導磁石の冷却に用いるヘリ
ウムのための冷凍機用も必要になルノテ100(KW)
が必要であるといわれている。
.8X 10−” =17 (I@) 超高速列車の車内電源は超電導磁石の冷却に用いるヘリ
ウムのための冷凍機用も必要になルノテ100(KW)
が必要であるといわれている。
17(KW:)を100(KW)に増加させるには推進
コイル起磁力を9(KAT/コイル)から20(KAT
/コイル)に増加させる必要がある。
コイル起磁力を9(KAT/コイル)から20(KAT
/コイル)に増加させる必要がある。
このとき、超高速浮上列車の所要推力が定寸っているの
で同一推力を得るためには超電導コイルの起磁力を約1
/2に減少させねばならず、これは推進コイルに給電す
る電源の力率、効率を著しく減少させることになるので
好ましくない。
で同一推力を得るためには超電導コイルの起磁力を約1
/2に減少させねばならず、これは推進コイルに給電す
る電源の力率、効率を著しく減少させることになるので
好ましくない。
車内電源装置のために電源容量を著しく増大させるよう
な方策は一般にとれない。
な方策は一般にとれない。
上述のように推進コイルの反作用磁束を利用する従来の
非接触車内電源装置では有効出力が小さいという致命的
欠点を持っていた。
非接触車内電源装置では有効出力が小さいという致命的
欠点を持っていた。
本発明の目的は超高速磁気浮上列車に必要なる大容量有
効電力を得る車内電源装置を得るにある。
効電力を得る車内電源装置を得るにある。
推進コイルの反作用磁束を車内電源に利用する従来例の
場合には推進コイル電流を外部から通流させるわけだが
、本発明は列車の進行に伴なって浮上用短絡コイル(浮
上コイル)に誘起する電流により浮上コイル起磁力が推
進コイル起磁力よりはるかに大きくなる(5倍以上)こ
とに着目したものである。
場合には推進コイル電流を外部から通流させるわけだが
、本発明は列車の進行に伴なって浮上用短絡コイル(浮
上コイル)に誘起する電流により浮上コイル起磁力が推
進コイル起磁力よりはるかに大きくなる(5倍以上)こ
とに着目したものである。
すなわち、超電導磁石の浮上コイルに対向側の面に誘導
給電用のコイルを配置し、浮上コイルが発生する反作用
磁束の空間高調波成分によって車上の給電用コイルに誘
起する時間高調波電圧を電源として利用することに特徴
がある。
給電用のコイルを配置し、浮上コイルが発生する反作用
磁束の空間高調波成分によって車上の給電用コイルに誘
起する時間高調波電圧を電源として利用することに特徴
がある。
第3図は本発明による車内電源装置を備えた超高速浮上
列車の一実施例を示す構成図である。
列車の一実施例を示す構成図である。
図において、車体1に超電導コイル2を配置し、地上3
に推進コイル4、案内コイル5、浮上コイル6を配置し
た構成は従来と変りない。
に推進コイル4、案内コイル5、浮上コイル6を配置し
た構成は従来と変りない。
本発明で特徴的なことは、浮上コイル6からの高調波磁
束を利用するために、浮上コイル6Fc、対向して車体
1に誘導給電用コイル10を設置し、このコイル10に
発生する誘起電圧を電力変換器8を介して螢光炉、冷凍
機等の車内電源負荷9に給電するようにしたことである
。
束を利用するために、浮上コイル6Fc、対向して車体
1に誘導給電用コイル10を設置し、このコイル10に
発生する誘起電圧を電力変換器8を介して螢光炉、冷凍
機等の車内電源負荷9に給電するようにしたことである
。
誘導給電用コイル10は超電導コイル20表面に直接あ
るいは中間物を介在させて配置される。
るいは中間物を介在させて配置される。
電力変換器8としては変圧器、整流装置、周波数変換装
置、電動発電機等が考えられるが、この電力変換器8を
省略して誘導給電用コイル10の誘起電圧を直接車内電
源負荷9に接続することもできる。
置、電動発電機等が考えられるが、この電力変換器8を
省略して誘導給電用コイル10の誘起電圧を直接車内電
源負荷9に接続することもできる。
また、電力変換器8を整流装置と電池の並列接続から構
成することにより、電池を充電しながら直流車内電源を
得ることもできる。
成することにより、電池を充電しながら直流車内電源を
得ることもできる。
第4図は浮上コイル6と誘導給電用コイル10の配置例
を示すもので、浮上コイル6は60°ピツチの三相一層
集中巻からなり、誘導給電用コイル10は24°ピツチ
の三相一層集中巻コイルからなっている したがって、
2極コイルピッチ2γ間に浮上コイル5はU、−W、V
、−tL W。
を示すもので、浮上コイル6は60°ピツチの三相一層
集中巻からなり、誘導給電用コイル10は24°ピツチ
の三相一層集中巻コイルからなっている したがって、
2極コイルピッチ2γ間に浮上コイル5はU、−W、V
、−tL W。
−■と6個2極分、誘導給電用コイル10はR9S、T
の順に合計15個lO極分設けられる。
の順に合計15個lO極分設けられる。
次に、浮上コイル60反作用磁束を誘導給電用コイル1
0の誘起電圧に利用する原理について簡単に述べる。
0の誘起電圧に利用する原理について簡単に述べる。
一般に浮上コイル6からの反作用磁束密度の空間分布は
次式で与えられる。
次式で与えられる。
ここで、n=1t2t・・・・・・
An=定数
τ=ポールピッチ
X=位置
第4図に示す6個の浮上コイル6に正弦波電流が誘起し
て流れるとすれば、反作用磁束密度は次式で表わされる
。
て流れるとすれば、反作用磁束密度は次式で表わされる
。
ここでs C6n 1 w C6n + 1 は定数
・ω二浮上コイル電流の角周波数、 t=時間 上式は地上座標Xで表わしているが、これを車上座標X
に変換するとx=X+vt、(Vは列車速度)、誘導給
電用コイル10に誘起される電圧は次式となる。
・ω二浮上コイル電流の角周波数、 t=時間 上式は地上座標Xで表わしているが、これを車上座標X
に変換するとx=X+vt、(Vは列車速度)、誘導給
電用コイル10に誘起される電圧は次式となる。
ここで、N=誘導給電用コイルのターン数λ二誘導給電
用コイルの長さ に6n−L K6n+1s C6n−IjC6n+1は
定数 誘導給電用コイル10のボールピッチをγC1角周波数
をωCとすれば誘導給電用コイル10が発生する移動磁
界波はsin (ωct+−x)で変τC 化する。
用コイルの長さ に6n−L K6n+1s C6n−IjC6n+1は
定数 誘導給電用コイル10のボールピッチをγC1角周波数
をωCとすれば誘導給電用コイル10が発生する移動磁
界波はsin (ωct+−x)で変τC 化する。
浮上コイル60反作用磁束に基づく誘導給電用コイル1
0の誘起電圧を有効に利用するためには、この誘起電圧
と誘導給電用コイル10の発生する移動磁界波が同一周
波数、同一速度で変化するようにゼねばならない。
0の誘起電圧を有効に利用するためには、この誘起電圧
と誘導給電用コイル10の発生する移動磁界波が同一周
波数、同一速度で変化するようにゼねばならない。
そこで、次式が成立する。
これより、
ωc==6nω
したがって、誘導給電用コイル100ポールピツチは浮
上コイル60ポールピツチの1 / (6n±1)倍に
とる必要があり、このときの誘導給電用コイル10の誘
起電圧の周波数は浮上コイル6の電流の周波数の6n倍
になる。
上コイル60ポールピツチの1 / (6n±1)倍に
とる必要があり、このときの誘導給電用コイル10の誘
起電圧の周波数は浮上コイル6の電流の周波数の6n倍
になる。
浮上コイル6の空間周波としては第5調波が大きいので
、近似的に誘導給電用コイルに誘起される電圧の式の第
1項だけを考えればよい。
、近似的に誘導給電用コイルに誘起される電圧の式の第
1項だけを考えればよい。
すなわち、第4図に示すように誘導給電用コイルの極数
は浮上コイルの5倍にとればよく、このとき誘導コイル
10には時間的6倍調波の電圧が誘起される。
は浮上コイルの5倍にとればよく、このとき誘導コイル
10には時間的6倍調波の電圧が誘起される。
そこで、本発明の一実施例を示す第3図、第4図におけ
る誘導給電用コイル10に誘導される有効出力について
計算する。
る誘導給電用コイル10に誘導される有効出力について
計算する。
浮上コイルとして0.675m長X0.4m幅、ピッチ
1.05m、起磁力(実効値)43KAT/コイル、誘
導給電用コイルとして0.32m長×0.5幅、ピッチ
Q、42m。
1.05m、起磁力(実効値)43KAT/コイル、誘
導給電用コイルとして0.32m長×0.5幅、ピッチ
Q、42m。
両コイル間の中心間ギャップを0.12mとすると、誘
導給電用コイルの1ターンに鎖交する時間的6倍調波磁
束は第5図に示すように実効値で5.0(mWb)とな
る。
導給電用コイルの1ターンに鎖交する時間的6倍調波磁
束は第5図に示すように実効値で5.0(mWb)とな
る。
そこで、誘導給電用コイルの配列を2 X 3 (=6
ターン)とすると、500Km/hで浮上走行する25
m長の1車内の片側に誘起される相電圧は次のようにな
る。
ターン)とすると、500Km/hで浮上走行する25
m長の1車内の片側に誘起される相電圧は次のようにな
る。
E==5.0X10 ” X(2πx22x6)x6
X(10X2)=498(V) RI=4(V)、内部リアクタンス降下はXI=60■
となるので、端子電圧はVt=456(V)に減少する
。
X(10X2)=498(V) RI=4(V)、内部リアクタンス降下はXI=60■
となるので、端子電圧はVt=456(V)に減少する
。
車内電源負荷力率cosθ=0.8を考えると、1車両
当りの有効出力は次のようになる。
当りの有効出力は次のようになる。
P = 3 V tI cosθ=ax456x100
X2xo、8xlO” =220(KW) すなわち、従来の10倍以上にあたる220 (KW)
もの大容量有効出力が簡単に得られることがわかる。
X2xo、8xlO” =220(KW) すなわち、従来の10倍以上にあたる220 (KW)
もの大容量有効出力が簡単に得られることがわかる。
以上述べたように、本発明によれば浮上コイルに対向す
る側の車載超電導磁石の面に誘導給電用コイルを設置す
ることにより、従来のものよりも大容量有効出力をもつ
車内電源を得ることができる。
る側の車載超電導磁石の面に誘導給電用コイルを設置す
ることにより、従来のものよりも大容量有効出力をもつ
車内電源を得ることができる。
第1図は従来の車内電源装置を含む超高速浮上列車を示
す構成図、第2図は従来の推進コイルと誘導給電用コイ
ルの配置例を示す概略斜視図、第3図は本発明による車
内電源装置を含む超高速浮上列車の一実施例を示す構成
図、第4図は本発明の一実施例による浮上コイルと誘導
給電用コイルの配置例を示す概略斜視図、第5図は誘導
給電用コイルの鎖交磁束量を示す特性図である。 2・・・超電導コイル、6・・・浮上コイル、8・・・
電力変換器、9・・・車内電源負荷、10・・・誘導給
電用コイル。
す構成図、第2図は従来の推進コイルと誘導給電用コイ
ルの配置例を示す概略斜視図、第3図は本発明による車
内電源装置を含む超高速浮上列車の一実施例を示す構成
図、第4図は本発明の一実施例による浮上コイルと誘導
給電用コイルの配置例を示す概略斜視図、第5図は誘導
給電用コイルの鎖交磁束量を示す特性図である。 2・・・超電導コイル、6・・・浮上コイル、8・・・
電力変換器、9・・・車内電源負荷、10・・・誘導給
電用コイル。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 列車上に超電導磁石を配置し、この超高速磁石に対
向する地上に浮上用短絡コイルを配置して、列車の進行
に伴なって該浮上用短絡コイルに誘導電流を誘起し列車
に磁気反発浮上刃を与えるようにした超高速磁気浮上列
車において、前記列車上の前記超電導磁石の浮上用短絡
コイルに対向する側の面に誘導給電用コイルを配置し、
該浮上用短絡コイルの反作用磁束によって該誘導給電用
コイルに発生する電力を車内電源としたことを特徴とす
る超高速磁気浮上列車の車内電源装置。 2、特許請求の範囲第1項記載のものにおいて、上記誘
導給電用コイルのポールピッチは浮上用短絡コイルのポ
ールピッチをγとした時にγ/(6n±1)(n:自然
数)となるように構成した超高速磁気浮上列車の車内電
源装置。 3 特許請求の範囲第2項記載のものにおいて、上記誘
導給電用コイルのポールピッチを浮上用短絡コイルのポ
ールピッチの115にした超高速磁気浮上列車の車内電
源装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP53065737A JPS5939961B2 (ja) | 1978-06-02 | 1978-06-02 | 超高速磁気浮上列車の車内電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP53065737A JPS5939961B2 (ja) | 1978-06-02 | 1978-06-02 | 超高速磁気浮上列車の車内電源装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS54157205A JPS54157205A (en) | 1979-12-12 |
JPS5939961B2 true JPS5939961B2 (ja) | 1984-09-27 |
Family
ID=13295620
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP53065737A Expired JPS5939961B2 (ja) | 1978-06-02 | 1978-06-02 | 超高速磁気浮上列車の車内電源装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5939961B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04326789A (ja) * | 1991-04-26 | 1992-11-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | プリント基板 |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS56104804A (en) * | 1980-01-26 | 1981-08-20 | Katayama Chem Works Co Ltd | Industrial bactericidal and bacteriostatic process |
JPS5863001A (ja) * | 1981-10-09 | 1983-04-14 | Japanese National Railways<Jnr> | 浮上式鉄道の非接触集電装置用誘導コイル |
JPS59188304A (ja) * | 1983-04-08 | 1984-10-25 | Japanese National Railways<Jnr> | リニアモ−タの車上電源装置 |
JP3202765B2 (ja) * | 1991-07-08 | 2001-08-27 | 財団法人鉄道総合技術研究所 | 超電導磁気浮上式鉄道の給電方式 |
GB2496187A (en) * | 2011-11-04 | 2013-05-08 | Bombardier Transp Gmbh | Providing a vehicle with electric energy using a receiving device for an alternating electromagnetic field |
CN110752677A (zh) * | 2019-11-06 | 2020-02-04 | 北京交通大学 | 用于高速磁悬浮列车的车载直线发电机 |
-
1978
- 1978-06-02 JP JP53065737A patent/JPS5939961B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04326789A (ja) * | 1991-04-26 | 1992-11-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | プリント基板 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS54157205A (en) | 1979-12-12 |
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