イットリウム系超電導コイルの偏流現象解明と大電流容量化に関する設計指針の確立

2012 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 23560309
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 津田 理 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10267411)
• Keywords: 超電導

Research Abstract

平成24年度は、パンケーキコイル単体ならびにパンケーキコイルをトロイダル配置した場合の、パンケーキコイルを構成する各テープ線のインダクタンス、コイル内部の磁場分布、コイルの臨界電流、各テープ線における電流分布を評価するために開発した数値解析コードを用いて以下の解析を行った。⑦・⑧ コイル間電流分布のテープ線厚さ誤差・コイル位置ずれ依存性解析では、本提案方法に基づいてトロイダル配置されたパンケーキコイルを並列接続した場合に対し、1個または２個のパンケーキコイルのテープ線厚さやコイル位置を変化させた場合の、各コイル内磁場分布、各コイルの電流分布、コイル全体の臨界電流を解析し、テープ厚さの製造誤差やコイルの位置ずれがコイル間電流分布やコイル全体の臨界電流低下に及ぼす影響を明確にした。また、⑨テープ線間に絶縁シートを挿入したパンケーキコイルの製作では、当初の予定では、テープ線厚さの製造誤差がコイル間電流分布に及ぼす影響を検証するために、既存の８個のパンケーキコイルに加え、テープ線間に絶縁シートを挿入したパンケーキコイルを新たに２個作製する予定であったが、従来の複数テープ線で構成されるパンケーキコイルに通電する場合と１本のテープ線で構成される複数のパンケーキコイルを並列接続して通電する場合の電流分布の違いをより明確にするために方針を変更し、小型パンケーキコイルを６０個作製した。内訳は、１本のテープ線で構成される１０ターンのダブルパンケーキコイルが４５個、３並列導体を用いた３０ターンのダブルパンケーキコイルが１５個である。また、上記ダブルパンケーキコイルを設置する架台を作製し、平成25年の電流分布実験が直ちに実施可能な状態になっている。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

平成24年度は、「テープ線やコイルの製造誤差に対する並列接続されたコイル間の電流分布特性の解明」を目的に、⑦・⑧ コイル間電流分布のテープ線厚さ誤差・コイル位置ずれ依存性解析と⑨テープ線間に絶縁シートを挿入したパンケーキコイルの製作、を実施する予定にしていたのに対し、⑦と⑧については実施済みであり、⑨についても、当初の予定では、既存の超電導コイル８個にプラスして、テープ線間に絶縁シートを挿入したパンケーキコイルを新たに２個作製する予定にしていたのに対し、従来の複数テープ線で構成されるパンケーキコイルに通電する場合と１本のテープ線で構成される複数のパンケーキコイルを並列接続して通電する場合の電流分布の違いをより明確にするために、小型パンケーキコイルを複数作製することに内容を変更したものの、予定通りコイルの設計製作を終え、平成25年に電流分布実験ができる状態になっている。以上より、おおむね順調に進展しているといえる。

Strategy for Future Research Activity

今後は、当初の予定通り、「テープ線やコイルの製造誤差に対する並列接続されたコイル間の電流分布特性の解明」を目的とした、⑩テープ線厚さ誤差に対するコイル間電流分布測定、⑪ コイルの位置ずれに対するコイル間電流分布測定、⑫鉄心使用時のコイル間電流分布測定と、「コイル間電流分布のコイル間接続方法依存性の検討」を目的とした、⑬・⑭テープ線厚さ誤差とコイル位置ずれに対するコイル間電流分布のコイル間接続方法依存性の検討、⑮鉄心使用時のコイル間電流分布のコイル間接続方法依存性の検討を推進していく予定である。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

次年度使用額は、当初、平成23年度に予定していたYBCO線材の購入を、次年度に延期することによって生じたもののうち、平成24年度で作製したパンケーキコイルに使用した分を差し引いたものをはじめ、平成25年度の電流分布実験を実施するための費用確保のため生じたものであり、同実験の実施において、平成25年度請求額とあわせて使用する予定である。