| 研究課題/領域番号 |
16560698
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
船舶海洋工学
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| 研究機関 | 福井大学 |
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研究代表者 |
杉本 英彦 福井大学, 工学研究科, 教授 (60226462)
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| 研究分担者 |
和泉 充 東京海洋大学, 海洋工学部, 教授 (50159802)
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| 研究期間 (年度) |
2004 – 2006
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| 研究課題ステータス |
完了 (2006年度)
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| 配分額 *注記 |
3,700千円 (直接経費: 3,700千円)
2006年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2005年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2004年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
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| キーワード | 高温超電導バルク / 冷凍容器 / パルス着磁 / アキシャルギャップ形同期機 / エアギヤップ形同期機 / 高温超電導バルク同期機 / インバータ可変速運転 / 3次元有限要素法電磁界解 / クライオクーラー / エアギャップ形同期機 / 3次元有限要素法電磁界解析 / パルス着磁電源 / 着磁コイル / バルク同期機 / パルス電流波形制御 / 電機子コイル |
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| 研究概要 |
高温超電導バルクを界磁磁石とする回転電機手形同期機(直径200mm、厚み96mm)を試作し、試験した。(1)試作同期機はアキシャルエアギャップ形で、2極の高温超電導バルク(直径46mm、厚み17mm)を収納した厚み23mmの冷却容器を、バックヨーク(直径200mm、厚み10mm)に銅線(φ1.8mm)を198巻きした渦巻状電機子コイル(直径70mm、厚み25mm)3個(1(個/相)×3相)を取り付けた電機子2個が各々1mmの空隙を持って挟む構造になっている。(2)回転軸に取り付けたエンコーダで磁極位相を検出し、それとトルクに関係付けられた正弦波電流を、インバータからブラシ、スリップリングを経て電機子巻線に通電する。(3)高温超電導バルクは、6W、20Kの冷凍能力をもつ冷凍機部に取り作られた黄銅ブロック板に取り付けられている。4極まで取り付けることが可能であるが、経費の都合で2極とした。(4)冷却容器の外側に、着脱可能な銅線で作製したパルス着磁用渦巻状着磁コイルを、バルクを挾むように取り付け、それに電源からパルス電流を流してバルクをパルス着磁する。着磁はバルク毎に行う。計測最高著磁磁束密度は冷却容器の外側表面で2.5T程度であった。その外側表面から3mm離れたバルク表面での最高著磁磁束密度は4,5T程度と推定でき、目標を達成できた。(5)高温超電導バルク、電機子コイルのピッチサークルは100mmである。(6)可変速運転や負荷試験を実施し、可変速運転できることを確認した。(7)界磁2極では速度起電力の歪みが大きい。この状態で、1,000rpmで0.5kWの出力を確認した。上記(3)で述べたように界磁を4極にすることが可能な構造にしてあるので、それを3次元有限要素法電磁界解析で解析した。その結果、界磁を4極にすると速度起電力は歪みが小さい正弦波となり、1,000rpmで1.1kWの出力が得られることがわかった。
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