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空心単相高温超電導変圧器および超小型・軽量の交流大電流電源の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K04080
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分21010:電力工学関連
研究機関岡山理科大学 (2020)
岡山大学 (2018-2019)

研究代表者

七戸 希  岡山理科大学, 工学部, 教授 (80362953)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード空心変圧器 / 高温超電導 / 交流電源 / 大電流 / 超小型・軽量 / 常電導転移 / 超小型・軽量化
研究成果の概要

高温超電導線の通電特性測定に用いる,汎用性のある小型・軽量の交流大電流電源を,鉄心を不要とする空心高温超電導変圧器にて実現をする研究を行った。有限要素法を用いた電磁場解析にて変圧器の最適構造を求め,それに基づいて実機を作製し,通電試験を行った。その結果,電源の体積と重量を市販電源の1/200以下にすることができ,商用周波数で1 kApeak,1 kHzでも300 Apeak以上の通電を可能とする電源を作製することができた。汎用できる体積・重量であり,市販の高温超電導線に対して十分な出力電流である。

研究成果の学術的意義や社会的意義

従来の市販の大電流電源では,体積と重量が大きかったため,特定の研究機関でしか導入ができず,通電試験を実施することが難しかった。本電源は小型かつ軽量であるため,利便性と汎用性が高くなり,国内外における高温超電導機器開発に関する研究を促進するものである。変圧器の設計値を学会発表等にて公表しているため,他研究者が自身で作製することも可能である。また,空心変圧器特有の現象を利用した常電導転移保護システムの開発も行っており,常電導転移に対する安全性の確保の一案を提供することもできた。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件、 オープンアクセス 8件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 8件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Identification of Normal Transition in a Bundle HTS Cable Used for an HTS Transformer2021

    • 著者名/発表者名
      Aoto YAMAGUCHI, Nozomu NANATO, Tetsuhiro OBANA
    • 雑誌名

      Plasma and Fusion Research

      巻: 16 号: 0 ページ: 2405065-2405065

    • DOI

      10.1585/pfr.16.2405065

    • NAID

      130008043188

    • ISSN
      1880-6821
    • 年月日
      2021-05-07
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Modeling of Stacked Single-Layer Coils Wound with Bi2223 Tapes Using a Lumped Constant Circuit2021

    • 著者名/発表者名
      Tetsuhiro OBANA, Nozomu NANATO
    • 雑誌名

      Plasma and Fusion Research

      巻: 16 号: 0 ページ: 2405051-2405051

    • DOI

      10.1585/pfr.16.2405051

    • NAID

      130008033378

    • ISSN
      1880-6821
    • 年月日
      2021-04-09
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Study of an Air-Core High Temperature Superconducting Current Transformer for Large Current Supply2021

    • 著者名/発表者名
      Hokuto YAMADA, Nozomu NANATO, Keisuke SHIRAI, Tetsuhiro OBANA
    • 雑誌名

      Plasma and Fusion Research

      巻: 16 号: 0 ページ: 2405007-2405007

    • DOI

      10.1585/pfr.16.2405007

    • NAID

      130008006087

    • ISSN
      1880-6821
    • 年月日
      2021-03-05
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Early Detection of Normal Transitions in a High Temperature Superconducting Transformer Wound with a Plurality of HTS Tapes Using the Active Power Method2019

    • 著者名/発表者名
      N Nanato and H Aoyama
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 1293,012062 号: 1 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1088/1742-6596/1293/1/012062

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of Single-phase Bi2223 High Temperature Superconducting Transformer with Protection System for High Frequency and Large Current Source2019

    • 著者名/発表者名
      N Nanato, T Adachi and T Yamanishi
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 1293,012072 ページ: 1-6

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Study on a Magnetic Flux Detection Coil for Detection of Normal Transitions in a Hybrid Single-phase Bi2223 Superconducting Transformer by the Active Power Method2018

    • 著者名/発表者名
      N Nanato, S Tanaka and S Tenkumo
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 1054, 012070 ページ: 1-5

    • DOI

      10.1088/1742-6596/1054/1/012070

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] High resolution locating of normal transitions in a high temperature superconducting coil by capacitor type voltage terminals2018

    • 著者名/発表者名
      N Nanato and H Kumagai
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 1054, 012069 ページ: 1-7

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Protection System for Normal Transitions in a Single-phase Bi2223 Full Superconducting Transformer by the Active Power Method under Flowing Currents of Various Frequencies2018

    • 著者名/発表者名
      N Nanato, T Ono, T Adachi and T Yamanishi
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 1054, 012068 ページ: 1-7

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Study on an Air-core High Temperature Superconducting Transformer for a Large Current Supply2020

    • 著者名/発表者名
      Hokuto YAMADA, Nozomu NANATO, Keisuke SHIRAI, Tetsuhiro OBANA
    • 学会等名
      The 29th International Toki Conference on Plasma and Fusion Research
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Identification of Normal Transition in a Bundle HTS Cable Used for an HTS Transformer2020

    • 著者名/発表者名
      Aoto YAMAGUCHI, Nozomu NANATO, Tetsuhiro OBANA
    • 学会等名
      The 29th International Toki Conference on Plasma and Fusion Research
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Modeling of stacked single-layer coils wound with Bi2223 tapes using a lumped constant circuit2020

    • 著者名/発表者名
      Tetsuhiro OBANA, Nozomu NANATO
    • 学会等名
      The 29th International Toki Conference on Plasma and Fusion Research
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 変流比計測による空心高温超電導変圧器の常電導転移検出2020

    • 著者名/発表者名
      白井 佳輔, 山田 北斗, 七戸 希
    • 学会等名
      2020年度(第71回)電気・情報関連学会中国支部連合大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ハイブリッド型高温超電導変圧器の常電導転移検出・保護システムの高精度化2020

    • 著者名/発表者名
      松田 康希, 七戸 希
    • 学会等名
      2020年度(第71回)電気・情報関連学会中国支部連合大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 単相高温超電導変圧器の高周波通電時における常電導転移の検出2020

    • 著者名/発表者名
      岡本 昌也, 七戸 希
    • 学会等名
      2020年度(第71回)電気・情報関連学会中国支部連合大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 多重単層型高温超伝導コイルの電流分布解析2020

    • 著者名/発表者名
      尾花 哲浩,七戸 希
    • 学会等名
      2020年度秋季低温工学・超電導学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Development of a High Temperature Superconducting Transformer for a 1 kA - 1 kHz Class Compact Power Supply2019

    • 著者名/発表者名
      Takahito Yamanishi, Nozomu Nanato, Masaya Okamoto
    • 学会等名
      32nd International Symposium on Superconductivity
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Basic Study for an Air-core Hybrid Bi2223 High Temperature Superconducting Transformer for a Compact Current Source and its Protection System for Normal Transitions2019

    • 著者名/発表者名
      Shota Tenkumo, Nozomu Nanato, Koki Matsuda
    • 学会等名
      32nd International Symposium on Superconductivity
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Bi2223高温超電導変圧器における二次側並列導体巻線の常電導転移検出2019

    • 著者名/発表者名
      山口 碧斗, 七戸 希
    • 学会等名
      令和元年度(第70回)電気・情報関連学会中国支部連合大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 空心高温超電導変圧器における常電導転移時の自己保護に関する基礎検討2019

    • 著者名/発表者名
      山田 北斗, 七戸 希
    • 学会等名
      令和元年度(第70回)電気・情報関連学会中国支部連合大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Structural Study on a Single-phase Bi2223 High Temperature Superconducting Transformer for a 1 kHz-1 kA Class Power Supply2018

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Adachi, Nozomu Nanato, Takahito Yamanishi
    • 学会等名
      31th International Symposium on Superconductivity
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Design of an Air-core Bi2223 High Temperature Superconducting Transformer with Pancake Structure for a Large AC Current Supply and its Protection System for Normal Transitions2018

    • 著者名/発表者名
      Mikishi Kondo, Nozomu Nanato, Hokuto Yamada
    • 学会等名
      31th International Symposium on Superconductivity
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Early Detection of Normal Transitions in a High Temperature Superconducting Transformer Wound with a Plurality of HTS Tapes Using the Active Power Method2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Aoyama, Nozomu Nanato
    • 学会等名
      31th International Symposium on Superconductivity
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 交流大電流電源用の単相高温超電導変圧器へのYBCO巻線導入に向けた基礎的検討2018

    • 著者名/発表者名
      山西 隆仁, 七戸 希
    • 学会等名
      平成30年度(第69回)電気・情報関連学会中国支部連合大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 交流大電流電源用のハイブリッド高温超電導変圧器の構造および常電導転移保護に関する検討2018

    • 著者名/発表者名
      天雲 捷太, 七戸 希
    • 学会等名
      平成30年度(第69回)電気・情報関連学会中国支部連合大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 研究代表者の個人ページ

    • URL

      https://aem-nn.sakura.ne.jp/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 研究代表者ホームページ

    • URL

      http://www.ec.okayama-u.ac.jp/~epc/nanato/index.html

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-03-16  

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