電磁力平衡コイルを用いた超伝導磁気エネルギー貯蔵システムの研究

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10308021
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 嶋田 隆一 東京工業大学, 原子炉工学研究所, 教授 (40206181)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐藤 義久 (株)東芝, エネルギー事業本部, 部長(研究職) ; 飯尾 俊二 東京工業大学, 原子炉工学研究所, 助教授 (90272723)
• Keywords: 電力系統 / エネルギー蓄積 / 超電導コイル / 超伝導 / 磁界 / SMES / 電磁力 / 電力貯蔵

Research Abstract

本補助金を用いて、電磁力平衡コイルがエネルギー貯蔵用超伝導エネルギー貯蔵(SMES)コイルとしての可能性を探るため、前回の試作機より進んだSMES用電磁力平衡コイルを設計した。またACコイルとしての特性と、さらに強磁界を目指し、素線偏流防止を行う実験的研究の成果をまとめた。さらに核融合科学研究所のLHD計画で培われたヘリカル巻線技術を受け継いで大型のSMESコイルの製作が可能なように製作技術とくに機械巻きの開発を行った。
クライオスタットの大きさから半径50センチ程度の小型装置のFRP製の巻き枠をヘリカル巻線のガイドとして製作し、そこにニオブチタンの超伝導線を巻き込むがその応力を歪みゲージによって測定し、応力が減少していることを実験的に求め、計算と比較評価する。歪により応力の3次元測定を試みる。歪みは厚みセンサーを応用して検出できることがわかった。これはそのほかの圧力検出にも役立つと思われる。超伝導電磁力平衡コイル2号機コイルの試作を前提とし、電磁力の平衡に必要な工作精度の検討を行った。今年度は巻き粋の製作と超伝導線の入手を行った。
超伝導導体内で発生する結合損失を低減するため、導体素線間には絶縁層を設ける。このような超伝導線では素線間の電流分流の不均一がコイル全体の安定性を低下させるため、これを均一化する電流分流制御の手法が必要となる。この分流制御に関しては試作コイル本体に先行して検討し、成果を学会に論文として報告した。

Research Products

• [Publications] 近藤潤次、藤田崇、筒井広明、佐藤義久、飯尾俊二、嶋田隆一: "電磁力平衡コイルのトカマク装置への適用" 電気学会論文誌B部門. 118,[2]. 191-198 (1998)
• [Publications] 近藤潤次、藤井幹介、小松康弘、飯尾俊二、嶋田隆一: "電磁力平衡コイルを用いたトカマク装置の実験" 電気学会論文誌B部門. 118,[4]. 444-451 (1998)
• [Publications] 佐藤義久、浜島高太郎、京藤誠、近藤潤次、花井哲、嶋田隆一: "超電導磁気エネルギ-貯蔵用電磁力平衡コイルの実験" 電気学会論文誌D部門. 118,[3]. 402-409 (1998)
• [Publications] 佐藤義久、野村新一、浜島高太郎、大崎朋也、近藤潤次、嶋田隆一: "超電導磁気エネルギ-貯蔵装置用電磁石の巻き線方法の比較検討" 電気学会論文誌D部門. 118,[10]. 1157-1164 (1998)
• [Publications] 藤井幹介、近藤潤次、飯尾俊二、嶋田隆一: "電磁力平衡コイルを用いたトカマク装置の向心力測定" 電気学会論文誌D. 117,[8]. (1997)
• [Publications] 野村新一、大崎朋也、高橋聖二、嶋田隆一、佐藤義久、山口作太郎: "鉄心法による超電導導体素線間の偏流解消実験" 電気学会論文誌D部門. (4月号予定).