全超伝導発電機の設計と系統特性解析及び励磁方式に関する基礎研究

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09450113
• Research Institution: KYOTO UNIVERSITY
• Principal Investigator: 牟夕 一弥 京都大学, 大学院・工学研究科, 教授 (70039270)
• Keywords: 超伝導応用機器 / 超伝導発電機 / ブラシレス励磁方式 / 系統解析 / 磁束ポンプ

Research Abstract

全超伝導発電機の設計法に関しては、概ね前年度までに概念的設計法の検討を終えたので、現在日本の国家プロジェクトで進められている界磁超伝導発電機の設計法確定に寄与することを目指してきた。回転子は二重ダンパ構造が一般で、それらの補強のため更に多層構造にする必要がある。昨年度まではこれらの多層構造ダンパの応力を考慮していない設計法の検討を行っているが、本年度にはこれらの三相突発短絡事故時の応力を計算する式を求めて導入し、最適設計化の段階に入り、3つの評価指数を設定して50MW、200MW、1,000MW級機の最適化を図った。しかし、この3つの指数は必ずしも同時に満たされず、トレードオフが求められる。従って、この設計機を電力系統内に設置した場合の事故過渡特性との突き合わせでトレードオフ関係を絞り込むことに成功した。また、これまで超伝導発電機の励磁・制御法として提案してきた定鎖交磁束励磁法と、従来の外部電源励磁法(定電流法)の特性に与える影響を、試作機を使って実験的にも理論的にも明確にでき、フラックスポンプの設計法確立にも発展させた。また、200MW級機のブラシレス励磁機の設計も展開した。本年度の上述の成果は、本研究課題の締めの年として、内外の学会での発表や、電気学会論文誌上を借りてまとめることが出来た。なお、未だまとめきれていない成果もあり、近々に内外に発表する機会を得たい。

Research Products

• [Publications] 牟田一弥: "超伝導発電機多重円筒ダンパの機械的応力を考慮した設計法"平成12年度電気学会全国講演予稿集. (発表予定). (2000)
• [Publications] 築地浩: "試作全超電導発電機の限界出力と励磁系の影響"電気学会論文誌D. 119-D. 1471-1476 (1999)
• [Publications] 築地浩: "多基接続型磁束ポンプによる超電導マグネットのパワーリードレス励磁"電気学会論文誌D. 119-D. 1515-1522 (1999)
• [Publications] 牟田一彌: "Bi-2223 ディスクを用いたアキシャルタイプモータの試作実験"第61回秋季低温工学・超電導学会講演概要集. 31 (1999)
• [Publications] T.Hoshino: "Turn-off Trigger Energy Characteristics of the Superconducting Power Electronics Devices (S-PED)"IEEE Transactions on Applied Superconductivity. Vol.9,No.2. 1221-1224 (1999)
• [Publications] T.Nakamura: "Transport Characteristics in YBCO Thin Films under Applying DC and AC Transport Currents"Advances in Superconductivity XI (Springer-Verlag, Tokyo). Part.2. 637-640 (1999)