| Project/Area Number |
20K22414
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
0302:Electrical and electronic engineering and related fields
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
Inoue Ryota 岡山大学, 自然科学学域, 助教 (80881127)
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| Project Period (FY) |
2020-09-11 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 非接触給電システム / 高温超電導コイル / 交流損失 / 熱的安定性 / 鉄道 / 冷却システム / 低損失化 / 保護 / 熱的安定化 |
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| Outline of Research at the Start |
近年，温室効果ガスの削減と鉄道運転の安全性確保の観点から，鉄道用非接触給電システムのニーズが高まっている。しかし，非接触給電システムに銅コイルを用いた場合，コイルでの発熱から急速・大電力伝送が制限される欠点があった。そこで，申請者はこれまでに，高温超電導（HTS）コイルを用いた非接触給電システムを提案し，その有効性について実験と数値解析の両面から検討してきた。しかし，突発的にHTSコイルが焼損する問題があったため，本課題では，焼損の原因およびその対策方法を明確し，これまで実現できなかった熱的に安定な鉄道用非接触給電システムにおける基礎技術の確立を目指す。
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| Outline of Final Research Achievements |
In order to design the WPT system using the HTS coil with thermal stability, we analyzed the frequency characteristics of the critical current in the HTS coil above 1 kHz using FEM analysis, and investigated the operating conditions considering thermal stability in the WPT system using HTS coil for the railway vehicles. As a result, we found that the thermally stable WPT system using the HTS coil for the railway vehicle capable of fast charging can be realized by operating current at the frequency of about 2 kHz. Also, the receiving power density of the WPT system for the railway vehicles was improved by the HTS coil structures using the narrow REBCO wires.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究課題では，kHz帯におけるHTSコイルの発熱と冷媒間の伝熱特性が非接触給電システムへ与える影響について検討した。その結果，1 kHz以上の高周波電流通電時におけるHTS線材の焼損原因が交流損失の増加に伴う臨界電流の低下であることを明らかにした点に学術的意義がある。また，本研究課題で提案したHTSコイル形状により，熱的に安定な高温超電導コイルを用いた非接触給電システムの基本設計が可能となるため，非接触給電技術の鉄道への適用拡大を促す点に社会的意義がある。
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