SMES用超伝導コイル導体の電磁力による力学的挙動の解析に関する研究

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10750216
• Research Institution: Oita University
• Principal Investigator: 堀内 陽子 大分大学, 工学部, 助手 (90274737)
• Keywords: 超伝導応用 / SMES / トロイダルコイル / 変形D型コイル / 電磁力変形 / 機械的特性

Research Abstract

小規模SMES用変形D型トロイダルコイルの要素コイルについて,ヒステリシス特性を示すヒステリシスモデルと簡易モデルの線形モデルについて検討した。力学モデルは変形D型トロイダルコイルの直線部引張材の通電時の変形量について,直線部引張材,コイル導体の横方向の変形量,縦方向の導体張力を要素とし構成されている。これらの要素のコンプライアンスとコイル導体部と支持板との隙間をパラメータとし,測定結果と合うようなパラメータの組み合わせについて解析を行った。
線形モデルについてはパラメータを変化させ解析結果と測定結果を比較し,適切な範囲について求めた。これらのパラメータからヤング率を算出し実際の材料のヤング率を比較したところ場所によって1/2〜1/8となっている。また,力学モデルから換算した隙間の大きさはコイル導体の大きさと比較してみて妥当な値であると考えられる。
ヒステリシスモデルについては,力学モデルの解析結果が測定値に合うためには横方向の要素のヒステリシス特性に対して,曲線部からの張力の要素に大きなヒステリシス特性を持つことが分かった。
以上の結果から,この力学モデルによって対象とするコイルの直線部引張材の変形について定性的な評価を行えることは確認できたが,定量的にはまだ検討の余地が残っている。これは実際のコイルは曲線で構成されている部分も力学モデルにおいては直線でしか表せないことが原因のひとつと考えられる。

Research Products

• [Publications] 堀内,江崎,今吉,入江: "試験用SMES(ESK)の要素コイルの電磁力変形に関する考察" 1998年度 春季 低温工学・超電導学会講演概要集. 98-98 (1998)
• [Publications] 堀内,江崎,林,入江: "試験用SMES(ESK)の要素コイルの電磁力変形に関する考察(2)" 1998年度 秋季 低温工学・超電導学会講演概要集. 115-115 (1998)
• [Publications] 堀内,江崎,林,入江: "試験用SMES(ESK)の要素コイルの力学モデルについて(2)" 平成10年度 電気関係学会 九州支部連合会 講演論文集. 694-694 (1998)