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2010 Fiscal Year Annual Research Report

磁界と温度の2つのリスク要因を分離配置した超伝導コイルの熱電磁特性評価と最適設計

Research Project

Project/Area Number 22360120
Research InstitutionKagoshima University

Principal Investigator

住吉 文夫  鹿児島大学, 理工学研究科(工学系), 教授 (20136526)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 川越 明史  鹿児島大学, 理工学研究科(工学系), 助教 (40315396)
Keywords超伝導 / コイル / 線材 / 導体 / 損失 / 電磁特性 / 健全性 / 診断
Research Abstract

超伝導コイルの性能を向上させるために,磁界最大点と温度最高点を分離するコイル設計法を提案している。このために高い断面アスペクト比をもつテープ線材を活用する。
平成22年度は,臨界電流の格段の向上と交流損失の大幅な低減効果が確認されているMgB_2テープ線材について,この線材を使用したテストコイルの交流損失特性を測定した。その結果,理論的な予測値とほぼ一致すること,また丸線で巻いたコイルよりも低損失であることを明らかにした。また,このMgB_2テープ線5本を使って,積層転位導体を試作し,劣化なく作製できることを確かめた。
次に,トロイド型コイルの性能向上のために,D型断面変形トロイダルコイルに特殊な巻線方法を採用することを提案した。この巻線方法では,一部の巻線密度を調整することにより磁界分布を制御した。その結果,巻線密度を調整した方が高臨界電流であることを理論的に明らかにした。
本研究で提案しているコイル設計法の効果を明らかにするには,巻線となる高い断面アスペクト比の線材自体や巻線されたコイルの電磁特性を詳細に明らかにする必要がある。そこで,線材周辺のポインチングベクトル分布を測定する装置の改良を行った。ポテンシャルリードとピックアップコイルで構成される測定センサー対を,これまでの可動型から,多数の測定センサー対を固定設置する固定型にした。多数のポテンシャルリードを設置してもサンプルへハンダ付けする端子対は1対で良いことを理論と実験から明らかにした。この改良により,測定センサー対をサンプルに近づけることが可能になり,その結果,ポインチングベクトル分布がより詳細に測定できるようになった。極低温中の駆動機構の不具合をなくすこともできた。さらに,この方法を応用し,高温超伝導コイルの巻線の健全性を,保冷容器外側の室温空間から診断できる画期的な測定法も確立させた。

  • Research Products

    (13 results)

All 2010 Other

All Presentation (12 results) Remarks (1 results)

  • [Presentation] ピックアップコイルを用いた電気エネルギーフローの測定による高温超伝導コイルの非接触型局所異常検出2010

    • Author(s)
      藤岡直人
    • Organizer
      第83回2010年度秋季低温工学・超電導学会
    • Place of Presentation
      かごしま県民交流センター
    • Year and Date
      2010-12-02
  • [Presentation] ポインチングベクトル法による超伝導変圧器の運転モニタリングシステムの開発3-負荷変動中の巻線異常の検出-2010

    • Author(s)
      小坂亮大
    • Organizer
      第83回2010年度秋季低温工学・超電導学会
    • Place of Presentation
      かごしま県民交流センター
    • Year and Date
      2010-12-02
  • [Presentation] ポインチングベクトル法による高温超伝導線材の交流損失特性評価-測定子のマルチ配置による多点同時測定-2010

    • Author(s)
      八重山洋平
    • Organizer
      第83回2010年度秋季低温工学・超電導学会
    • Place of Presentation
      かごしま県民交流センター
    • Year and Date
      2010-12-01
  • [Presentation] 伝導冷却環境における超伝導導体の熱電磁特性の評価2010

    • Author(s)
      宮野宏斗
    • Organizer
      第83回2010年度秋季低温工学・超電導学会
    • Place of Presentation
      かごしま県民交流センター
    • Year and Date
      2010-12-01
  • [Presentation] 絶縁ありMgB_2並列導体で巻き線したコイルの開発2-交流損失特性-2010

    • Author(s)
      文太俊
    • Organizer
      第83回2010年度秋季低温工学・超電導学会
    • Place of Presentation
      かごしま県民交流センター
    • Year and Date
      2010-12-01
  • [Presentation] Detection of local conditions in superconducting coil by using Poynting's vector method2010

    • Author(s)
      Akifumi Kawagoe
    • Organizer
      International Workshop on Coated Conductors for Applications 2010
    • Place of Presentation
      福岡SRPセンタービル
    • Year and Date
      2010-10-29
  • [Presentation] Development of an MgB_2 coil wound with a parallel conductor composed of two tapes with insulation2010

    • Author(s)
      Akifumi Kawagoe
    • Organizer
      2010 Applied Superconductivity Conference
    • Place of Presentation
      Omni Shoreham Hotel
    • Year and Date
      2010-08-04
  • [Presentation] ポインチングベクトル法を用いた超電導トランスの状態監視2010

    • Author(s)
      川越明史
    • Organizer
      電気学会超電導応用電力機器研究会
    • Place of Presentation
      九州電力株式会社総合研究所
    • Year and Date
      2010-06-11
  • [Presentation] ポインチングベクトル法を用いた高温超伝導コイルの局所異常検出2010

    • Author(s)
      木元武尊
    • Organizer
      第82回2010年度春季低温工学・超電導学会
    • Place of Presentation
      川崎市産業振興会館
    • Year and Date
      2010-05-14
  • [Presentation] ポインチングベクトル法による超伝導変圧器の運転モニタリングシステムの開発2-巻線異常とエネルギーフローの関連-2010

    • Author(s)
      羽生大仁
    • Organizer
      第82回2010年度春季低温工学・超電導学会
    • Place of Presentation
      川崎市産業振興会館
    • Year and Date
      2010-05-13
  • [Presentation] 瞬低SMES用伝導冷却型パルスコイルの設計2010

    • Author(s)
      牧原知広
    • Organizer
      第82回2010年度春季低温工学・超電導学会
    • Place of Presentation
      川崎市産業振興会館
    • Year and Date
      2010-05-12
  • [Presentation] 素線間絶縁ありMgB_2並列導体で巻線したコイルの開発2010

    • Author(s)
      吉留佑介
    • Organizer
      第82回2010年度春季低温工学・超電導学会
    • Place of Presentation
      川崎市産業振興会館
    • Year and Date
      2010-05-12
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.eee.kagoshima-u.ac.jp/~sumi-lab/reseach.html

URL: 

Published: 2013-06-26  

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