2021 Fiscal Year Annual Research Report
熱的安定性を有する高温超電導コイルを用いた鉄道用非接触給電システムの研究
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20K22414
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
井上 良太 岡山大学, 自然科学学域, 助教 (80881127)
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2020-09-11 – 2022-03-31
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| Keywords | 高温超電導コイル / 非接触給電システム / 交流損失 / 低損失化 / 鉄道 / 保護 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年，低炭素社会に向けて，非接触給電システムを適用した蓄電池電車の検討が進んでいる。その一方で，蓄電池電車は，駅間で急速充電（数100 kW級）が求められるため，従来の銅コイルを用いた非接触給電システムでは，銅コイルの発熱が課題となっている。そこで，申請者は，低損失化および大容量化が可能な高温超電導（HTS: High-Temperature Superconducting）コイルを用いた鉄道用非接触給電システムについて検討している。その一方で，前年度までに，kHz帯の交流通電時のHTSコイルは，交流損失の発熱により臨界電流値が低下し，熱的に不安定となる可能性があることがわかった。そのため，現状のHTSコイルを熱的に安定な状態で動作させるためには，HTSコイル内に発生する交流損失の低損失化が重要である。また，冷却能力が高く小型な冷却システムを実現させるためには，HTSコイルが受け取る電力の高エネルギー密度化が必要である。そこで，本年度は，HTS線材の細線化および並列化に着目し，HTSコイルの低損失化かつ高エネルギー密度化が可能なコイル構造について検討した。その結果，非接触給電システム用のHTSコイル構造は，コイル高さがHTS線材幅の2倍必要となるダブルパンケーキコイル構造に比べて，コイル高さがHTS線材幅と同様となるシングルパンケーキコイル構造が適していることがわかった。また，幅の狭い線材をコイル径方向に並列化することによって，HTSコイルの低損失化に繋がり，HTSコイルが受け取る電力の高エネルギー密度化が可能であることを明らかにした。
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