2023 Fiscal Year Annual Research Report
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19K04356
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| Research Institution | Sophia University |
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Principal Investigator |
高尾 智明 上智大学, 理工学部, 教授 (30245790)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
坂本 織江 上智大学, 理工学部, 准教授 (40443262)
福井 聡 新潟大学, 自然科学系, 教授 (70293199)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 超電導誘導電動機 / 全超電導誘導発電機 / 超電導誘導電動機の動特性シミュレーション / 全超電導誘導発電機の動特性シミュレーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
令和５年度は，超電導誘導電動機（SIM）を用いた瞬時電圧低下補償装置としての特性についての検討，および全超電導誘導発電機（FSIG）を用いた5MW程度の風力発電の実現可能性について、数値解析を用いて評価を実施した。
SIMにフライホイールを付けて通常時は系統からの電力供給により空転させておき、系統側の電圧が低下したときにはフライホイールの慣性で発電機として電圧を維持する瞬時電圧低下補償装置の研究については，令和４年度の試験結果を元にして，令和５年度は数値解析を実施した。停電が発生すると発電機運転し無停電電源装置として機能し、復電後は再び電動機運転に戻ることを実証したが，UPS動作に入る際にSIMの相電圧に急激な電圧降下が見られた。そこで，誘導電圧の降下を補償する方法としてLC並列共振回路を挿入することで誘導電圧降下補償の評価解析を行った。解析の結果，LC並列共振回路を接続することで、UPS動作移行時の誘導電圧補償がなされることが示された。
また，全超電導誘導発電機(FSIG)を用いた5MW級風力発電機の実現可能性について、発電機のモデルを設計して動特性解析を行った。解析の結果，HTS回転子巻線の抵抗率が低いため、入力トルクの乱れに対するFSIGの出力電力の減衰振動が不十分であることが分かったので，適切なダンパーシールドを取り付け、振動を効果的に抑制できた。また，冷凍コストを増やさないために、固定子鉄心のヒステリシス損失，電機子巻線で発生する交流損失は最小限に抑える必要があることも示された。この全超電導誘導発電機では，回転子巻線に電流を供給する必要がないため，半導体電力変換装置（二重給電方式）が不要になるメリットがあることも示された。
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