2020 Fiscal Year Annual Research Report
大容量の液体水素移送ポンプ向け全超伝導電動機の開発 ～小型試作機による動作実証～
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19K14964
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
三浦 峻 九州大学, システム情報科学研究院, 助教 (80804674)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 超伝導 / 同期モータ / バルク / 全超伝導モータ / 水素 / 液体窒素 / ポンプ / 転位並列導体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、液体水素の高効率利用のために液体水素移送用ポンプへ向けた高効率の浸漬型全超伝導モータの基礎的な研究開発行った。高効率かつ液体水素浸漬型であることを考慮し、回転子への通電の必要のない超伝導バルク材を界磁子に適用する永久磁石型全超伝導同期モータを提案した。小型テスト機の設計・試作・評価を通して、超伝導モータの設計指針および実機製作への具体的な課題を明らかにすることを目的とした。具体的な研究実績を以下に示す。
（１）前年度に設計した永久磁石型全超伝同期モータの電機子巻き線を当大学で保有する巻き線機を使って巻き線した。大電流容量化・低交流損失に必要な転位並列導体の巻き線方法を考案し、また電機子巻き線に適用し、その方法を確立した。
（２）巻き線した電機子や超伝導バルク材を組み合わせ、小型の全超伝導同期モータを試作した。磁場中冷却法により着磁試験を行い、電機子の発生磁場をホール素子により評価した。実測値は電磁解析結果と概ね一致し、設計が妥当であることが分かった。また、超伝導バルク材の着磁磁場が確認され、その結果より実機で想定する着磁方法の指針が定まった。
（３）着磁試験後、液体窒素中において超伝導モータの回転試験を行った。無負荷かつ低速であるが、120 rpmの回転動作を確認した。回転試験より、振動が大きく、実機制作に向けて電機子巻き線の巻き線構造改善および超伝導バルク材の形状改善が必要であることが分かった。
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Research Products
(6 results)
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[Journal Article] Experimental Evaluation of 1 kW-class Prototype REBCO Fully Superconducting Synchronous Motor Cooled by Subcooled Liquid Nitrogen for E-Aircraft2021
Author(s)
H. Sasa, M. Iwakuma,K. Yoshida,S. Sato,T. Sasayama,T. Yoshida, K. Yamamoto, S. Miura, A. Kawagoe,T. Izumi, A. Tomioka, M. Konno, Y. Sasamori, H. Honda, Y. Hase, M. Syutoh, S. Lee , S. Hasuo, M. Nakamura, T. Hasegawa, Y. Aoki, T. Umeno
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Journal Title
IEEE Transactions on Applied Superconductivity
Volume: 31
Pages: 1～6
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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