超伝導回転機へ向けた高温超伝導線材の交流損失の推定手法および低減技術の確立

• 研究課題/領域番号: 17H06931
• 研究種目: 研究活動スタート支援
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 電力工学・電力変換・電気機器
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 三浦 峻 九州大学, システム情報科学研究院, 助教 (80804674)
• 研究協力者: 岩熊 成卓
• 研究期間 (年度): 2017-08-25 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円); 2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: 交流損失 / 高温超伝導 / 磁化損失 / 転位並列導体 / スケーリング則 / ピックアップコイル / 回転機 / 超伝導応用機器 / 電気機器工学 / 超伝導材料・素子 / 電力工学 / 電子・電気材料 / エネルギー効率化 / レーザースクライビング / 温度スケーリング

研究成果の概要

希土類系高温超伝導テープ線材の交流損失特性は、温度、磁界振幅、磁界印加角度、線材積層枚数などの運転環境に依存する。本研究では、それら様々な運転環境における交流損失の簡便な予測手法の確立を目的とし、実験・理論の両面から検討した。その結果、実験によるわずかな測定による情報から様々な運転環境における交流損失特性を予測可能とする推定手法を確立した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

回転機などの超伝導応用機器を設計する際、冷凍機の冷却能力を決定するために超伝導線材の交流損失量を正確に見積もる必要がある。様々な運転環境下における交流損失を測定するには、膨大な時間とコストを必要とするが、本研究で提案した予測手法・理論表式を用いることで、その応用機器の交流損失量を簡便に見積もることが可能となった。超伝導回転機、変圧器などの設計への波及効果が期待される。特に電気推進航空機、空飛ぶ車、洋上風力用発電機などの研究開発を促進すると期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Experimental Validation of Theoretical Expressions on Additional AC Loss of Two-Strand Parallel Conductors Composed of REBa2Cu3Oy Tapes via Pick-Up-Coil Method (2019)
  • 著者名/発表者名: Miura Shun、Oki Soichiro、Furukawa Takuma、Iwakuma Masataka
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Applied Superconductivity 巻: 29 号: 5 ページ: 8200504-8200504
  • DOI: 10.1109/tasc.2019.2895496
  • 査読あり
• [雑誌論文] Investigation of Current-sharing properties of parallel conductors composed of REBa2Cu3Oy superconducting tapes for NMR (2019)
  • 著者名/発表者名: Sagawa Shintaro、Miura Shun、Iwakuma Masataka、Fukumoto Yusuke、Yoshida Kohichi、Sato Seiki、Izumi Teruo
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Applied Superconductivity 巻: 29 号: 5 ページ: 4800605-4800605
  • DOI: 10.1109/tasc.2019.2895900
  • 査読あり
• [雑誌論文] Design Study of 10 MW REBCO Fully Superconducting Synchronous Generator for Electric Aircraft (2019)
  • 著者名/発表者名: Komiya Masataka、Aikawa Takuya、Sasa Hiromasa、Miura Shun、Iwakuma Masataka、Yoshida Takshi、Sasayama Teruyoshi、Tomioka Akira、Konno Msayuki、Izumi Teruo
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Applied Superconductivity 巻: 29 号: 5 ページ: 5204306-5204306
  • DOI: 10.1109/tasc.2019.2906655
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical Analysis of Current-Limiting Cooperation of a 20 MVA Superconducting Transformer and Cable (2019)
  • 著者名/発表者名: F. Nakamura, M. Iwakuma, S. Miura, K. Yoshida, A. Tomioka, M. Konno
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Applied Superconductivity 巻: 29 号: 5 ページ: 5502105-5502105
  • DOI: 10.1109/tasc.2019.2909236
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dependences of AC Loss in Stacked REBa2Cu3Oy Superconducting Tapes on the Interval among Tapes under Perpendicular Magnetic Field (2019)
  • 著者名/発表者名: H Sasa, G Kawasaki, M Iwakuma, S Miura, T Izumi, T Machi and A Ibi
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conference Series 巻: 印刷中
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical Analysis on the Influence of Armature Winding Configuration on AC loss of 10 MW Fully-Superconducting Generators for Electric Aircrafts (2019)
  • 著者名/発表者名: M Komiya, T Aikawa, K Yoshida, S Miura, M Iwakuma, T Yoshida, T Sasayama, A Tomioka, M Konno and T Izumi
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conference Series 巻: 印刷中
  • 査読あり
• [雑誌論文] AC Loss Property of Stacked REBCO Superconducting Multifilamentary Tapes under Perpendicular Magnetic Field (2018)
  • 著者名/発表者名: Sasa H、Ito T、Iwakuma M、Miura S、Izumi T、Machi T、Ibi A
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conference Series 巻: 1054 ページ: 012037-012037
  • DOI: 10.1088/1742-6596/1054/1/012037
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Difference of AC Losses Between Nonstriated and Striated Tape and Applicability of Temperature Scaling Law to Stacked Striated Tape (2018)
  • 著者名/発表者名: T. Ito, M. Iwakuma, S. Miura, T. Izumi, K. Adachi, T. Machi, A. Ibi
  • 雑誌名: IEEE Trans. Appl. Supercond. 巻: Vol. 28, No. 3 号: 3 ページ: 8200505-8200505
  • DOI: 10.1109/tasc.2018.2789458
  • 査読あり
• [雑誌論文] Theoretical Analysis of Additional AC Loss Properties of Two-Strand Transposed Parallel Conductors Composed of REBCO Superconducting Tapes (2018)
  • 著者名/発表者名: S. Oki, S. Miura, M. Iwakuma
  • 雑誌名: IEEE Trans. Appl. Supercond. 巻: Vol. 28, No. 3 号: 3 ページ: 8201005-8201005
  • DOI: 10.1109/tasc.2018.2794978
  • 査読あり
• [雑誌論文] Improved Flux Pinning for High-Field Applications in BaHfO3-Doped SmBa2Cu3 Oy-Coated Conductors With High Density of Random Pinning Centers Induced by BaHfO 3 Nanorods (2018)
  • 著者名/発表者名: S. Miura, Y. Tsuchiya, Y. Yoshida, Y. Ichino, S. Awaji, A. Ichinose, K. Matsumoto, A. Ibi, T. Izumi, M. Iwakuma
  • 雑誌名: Vol. 28, No. 4, Article No. 8000606 巻: Vol. 28, No. 4 号: 4 ページ: 8000606-8000606
  • DOI: 10.1109/tasc.2018.2804667
  • 査読あり
• [雑誌論文] Design Study of 500 kW Fully Superconducting Synchronous Motor (2017)
  • 著者名/発表者名: K. Yun, K. Tamura, M. Iwakuma, S. Miura, S. Sato, K. Yoshida, A. Tomioka, M. Konno, T. Izumi
  • 雑誌名: International Journal of Engineering and Applied Sciences 巻: 4 ページ: 121-124
  • 査読あり
• [雑誌論文] Strongly enhanced irreversibility field and flux pinning force density in SmBa2Cu3Oy-coated conductors with well-aligned BaHfO3 nanorods (2017)
  • 著者名/発表者名: S. Miura, Y. Yoshida, Y. Tsuchiya, Y. Ichino, S. Awaji, A. Ichinose, K. Matsumoto, A. Ibi, T. Izumi, and M. Iwakuma
  • 雑誌名: Applied Physics Express 巻: Vol. 10 号: 10 ページ: 103101-103101
  • DOI: 10.7567/apex.10.103101
  • NAID: 210000135998
  • 査読あり
• [学会発表] 風力発電へ向けた大容量の全超伝導同期発電機の基礎的検討 (2019)
  • 著者名/発表者名: 三浦 峻
  • 学会等名: 九州大学エネルギーウィーク2019
• [学会発表] 航空機用2MW級REBCO全超伝導同期電動機の設計と数値解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 須河内 良多, 相川 拓也, 小宮 匡貴, 三浦 峻, 吉田 敬, 笹山 瑛由, 岩熊 成卓, 佐藤 誠樹, 吉田 幸市, 富岡 章,今野 雅行, 和泉 輝郎
  • 学会等名: 電気学会
• [学会発表] MRIへ向けた酸化物超伝導テープで構成する3本転位並列導体の自己磁場を考慮した電流分流の解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 土居 祐麻, 佐川 慎太郎, 三浦 峻, 岩熊 成卓, 福本 祐介, 吉田 幸市, 佐藤 誠樹, 和泉 輝郎
  • 学会等名: 電気学会
• [学会発表] Scaling Law of AC Loss in Stacked REBa2Cu3Oy Superconducting Tapes with Multifilamentary Structure (2018)
  • 著者名/発表者名: Hiromasa Sasa, Tetsuya Ito, Shun Miura, Masataka Iwakuma, Teruo Izumi, Takato Machi, Akira Ibi
  • 学会等名: Applied Superconductivity Conference
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Design study of 10 MW REBCO fully superconducting synchronous generators for fully turbo-electric aircrafts (2018)
  • 著者名/発表者名: Masataka Komiya, Shogo Fukuda, Masataka Iwakuma, Shun Miura, Koichi Yoshida, Takuya Aikawa, Yoshiji Hase, Akira Tomioka, Masayuki Konno, Teruo Izumi
  • 学会等名: Applied Superconductivity Conference
  • 国際学会
• [学会発表] Design study of 5 MW Fully Superconducting Synchronous Motor with REBa2Cu3Oy coated conductors for Electric Aircrafts (2018)
  • 著者名/発表者名: Takuya Aikawa, Masataka Iwakuma, Shun Miura, Masataka Komiya
  • 学会等名: Applied Superconductivity Conference
  • 国際学会
• [学会発表] Investigation of Current-sharing properties of parallel conductors composed of RE-Ba2Cu3Oy superconducting tapes for NMR (2018)
  • 著者名/発表者名: S. Sagawa, S. Miura, M. Iwakuma, F. Yusuke, K. Yoshida, S. Sato, T. Izumi
  • 学会等名: Applied Superconductivity Conference
  • 国際学会
• [学会発表] Study on the current limiting cooperation of superconducting transformers and cables (2018)
  • 著者名/発表者名: Fumiya Nakamura, Masataka Iwakuma, Shun Miura, Koichi Yoshida; Akira Tomioka, Masayuki Konno, Kazuhisa Adachi
  • 学会等名: Applied Superconductivity Conference
  • 国際学会
• [学会発表] Experimental Study Using Pick-Up-Coil Method on Additional AC Loss of Two-Strand Parallel Conductors Composed of REBa2Cu3Oy Superconducting Tapes (2018)
  • 著者名/発表者名: Shun Miura, Soichiro Oki, Takuma Furukawa, and Masataka Iwakuma
  • 学会等名: Applied Superconductivity Conference
  • 国際学会
• [学会発表] Dependence of AC Loss for Stacked REBa2Cu3Oy Superconducting Tapes under Perpendicular Magnetic Field on Distance between Layers (2018)
  • 著者名/発表者名: Hiromasa Sasa, Goki Kawasaki, Shun Miura, Masataka Iwakuma, Teruo Izumi, Takato Machi and Akira Ibi
  • 学会等名: International Symposium on Superconductivity
  • 国際学会
• [学会発表] Numerical Analysis of AC loss and Power Density of 10 MW Fully Superconducting Generators for Electric Aircrafts from the viewpoint of Armature Winding Configuration (2018)
  • 著者名/発表者名: Masataka Komiya, Takuya Aikawa, Shun Miura, Masataka Iwakuma, Yoshiji Hase, Akira Tomioka, Masayuki Konno, Teruo Izumi
  • 学会等名: International Symposium on Superconductivity
  • 国際学会
• [学会発表] 積層したREBa2Cu3Oy超伝導テープ線材における中心到達磁界を使った交流損失の予測手法 (2018)
  • 著者名/発表者名: 川﨑 剛輝, 佐々 滉太, 三浦 峻, 岩熊 成卓, 和泉 輝郎, 町 敬人, 衣斐 顕
  • 学会等名: 低温工学・超電導学会
• [学会発表] 異なる端部接触抵抗のY系超伝導並列導体の付加的交流損失 (2018)
  • 著者名/発表者名: 古川 琢馬, 三浦 峻, 岩熊 成卓
  • 学会等名: 低温工学・超電導学会
• [学会発表] ピックアップコイル法による2本REBa2Cu3Oy並列導体の交流損失評価 (2018)
  • 著者名/発表者名: 三浦 峻，沖 総一郎，古川 琢馬，岩熊 成卓
  • 学会等名: 低温工学・超電導学会
• [学会発表] ピックアップコイル法による２本REBa2Cu3Oy並列導体の交流損失評価 (2018)
  • 著者名/発表者名: 三浦 峻，沖 総一郎，古川 琢馬，岩熊 成卓
  • 学会等名: 2018年度春季低温工学・超電導学会
• [学会発表] Scaling Law of AC Loss in Stacked REBa2Cu3Oy Superconducting Tapes with Multifilamentary Structure (2017)
  • 著者名/発表者名: H. Sasa, T. Ito, M. Iwakuma, S. Miura, T. Izumi, T. Machi, A. Ibi
  • 学会等名: 30th International Symposium on Superconductivity
  • 国際学会
• [学会発表] Enhancement of flux pinning by random pinning centers at 4.2 K in BaHfO3-doped SmBa2Cu3Oy coated conductors (2017)
  • 著者名/発表者名: S. Miura, Y. Yoshida, Y. Tuchiya, Y. Ichino, S. Awaji, K. Matsumoto, A. Ichinose, A. Ibi, T. Izumi, M. Iwakuma
  • 学会等名: 13th European Conference on Applied Superconductivity
  • 国際学会
• [学会発表] AC Loss Properties of Stacked Multifilamentary REBCO Superconducting Tapes (2017)
  • 著者名/発表者名: T. Ito, M. Iwakuma, S. Miura, A. Tomioka, M. Konno, T. Izumi, T. Machi, A. Ibi, K. Adachi
  • 学会等名: 25th International Conference on Magnet Technology
  • 国際学会
• [学会発表] Additional ac loss properties of REBCO superconducting two-strand parallel conductors (2017)
  • 著者名/発表者名: S. Oki, S. Miura, M. Iwakuma
  • 学会等名: 25th International Conference on Magnet Technology
  • 国際学会
• [学会発表] 鞍型ピックアップコイル法によるマルチフィラメントREBCO超伝導テープ線材の交流損失特性の外部磁場印加角度依存性の評価 (2017)
  • 著者名/発表者名: 佐々 滉太, 伊藤 哲也, 三浦 峻, 岩熊 成卓, 和泉 輝郎, 町 敬人, 衣斐 顕
  • 学会等名: 2017年度秋季低温工学・超電導学会
• [備考] 九州大学-研究者情報 [三浦 峻 (助教) システム情報科学研究院］
  • URL: http://hyoka.ofc.kyushu-u.ac.jp/searchSP/details/K006656/index.html