2016 Fiscal Year Annual Research Report
Study on characteristics analysis of high temperature superconducting magnetic bearing with high density magnetic flux focusing method
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26420166
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| Research Institution | Gunma University |
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Principal Investigator |
村上 岩範 群馬大学, 大学院理工学府, 准教授 (80292621)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 高温超電導 / 磁気軸受 / 無制御安定化 / 磁気反発 / 非接触 / 制振 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的を達成するため、H26年度には本研究で提案した高密度磁束集束型永久磁石配列を用いたHTSCMBのための永久磁石回転部の開発を実施した。あらかじめ電磁解析を実施し、これによるに基づいた試作を実行してHTSCMBとしての機械的特性を解析した。結果、半径方向に約150N/mm、浮上方向に約200N/mmの復元力特性が発生できることを確認した。
続いてH27年度ではさらに浮上力を向上させるため反発型磁気浮上系と複合させることを提案した。この結果、反発型で発生する半径方向の不安定力をHTSCMBのもつ復元力で安定化させることに成功した。半径方向の剛性低下による振れ回り共振時の大きな振動振幅を抑制するために、永電磁石型のダンパー型制振装置を開発した。この制振装置を用いることにより危険速度時の振れ回り振幅を54％低減することに成功した。
最終年度であるH28年度には、本研究のHTSCMBを高速回転型フライホイールに応用するための特性改善とコスト削減のための高温超電導材の削減方法について検討した。高速回転時には半径方向剛性が大きすぎると非接触浮上しているにもかかわらず、ロータの振れ回り振動が基部に伝達してしまうため、高速回転時には半径方向剛性は小さい方が望ましい。また高温超電導材はいまだ大変高価であるため、その使用量は少ない方が望ましい。これらを実現するために高温超電導体を小型化し分割配置することによって浮上力の低減を抑制しつつ半径方向の剛性を下げる方法を開発した。この結果、超電導体を分割配置することにより超電導体の単位体積当たりの浮上力を従来手法に比較して約3倍程度に向上できることを確認した。これに対して半径方向の復元力は1.5倍程度となった。このことにより超電導体の使用量を約1/2程度に低減しつつ、従来の浮上力を確保しながら高速回転型に適したHTSCMBの開発に成功した。
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