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超電導薄膜積層体を用いた高出力密度埋込磁石型モータに関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 18K13737
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分21010:電力工学関連
研究機関東京大学

研究代表者

寺尾 悠  東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 助教 (00777823)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 130千円 (直接経費: 100千円、間接経費: 30千円)
2020年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2018年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
キーワード超電導モータ / 積層超電導体 / 埋込永久磁石型同期モータ / バルク超電導体 / 静トルク / 無負荷回転特性 / モータ静特性 / リラクタンストルク / 電気機器 / 超電導機器 / 永久磁石型同期モータ
研究成果の概要

超電導技術は材料自身の電流密度が高いことから永久磁石の代わりの磁束源としてや磁気遮蔽材として有用な材料の一つであり、これらの特徴を生かすことで高出力密度な永久磁石型のモータを実現できる可能性がある。
本研究では、積層超電導体をIPMSMの界磁に適用した超電導IPMSM(S-IPMSM)を提案し、積層超電導体の着磁特性や、建設機械等をはじめとした大型車両への適用を前提とした大型のモータの電磁設計及び特性解析を行い、通常のIPMSMとの比較を行った。さらに基礎実験を行うための小型S-IPMSMの製作及び、これを用いてのモータ特性実験を行い積層超電導体使用の効果について検証した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

一般に超電導線材を低温半田で貼り合わせた積層超電導体は、バルク超電導体や永久磁石と比較して加工が容易で、様々な形状での使用が可能であるため、モータ等の電気機器類への応用が期待できる。
しかしながら、積層超電導体の製作及び特性に関する研究は近年活発に行われているが、応用関連の研究はあまり進んでおらず、実際のモータへ搭載しての実験的特性を考察した研究は少ない。このような点から本研究では積層超電導体の製作・着磁特性からモータの電磁設計、実験系の構築・試験までを行っており、将来的な積層超電導体の応用や超電導モータの実用化の観点から有用であると考えられる。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Motor structure and mechanical output density of IPM motor using bulk superconductors as magnetic field2019

    • 著者名/発表者名
      Wataru Akada, Yutaka Terao and Hiroyuki Ohsaki
    • 雑誌名

      Journal of Physics Conference Series

      巻: 1293 号: 1 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1088/1742-6596/1293/1/012076

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Design and Comparison of Interior Permanent Magnet Synchronous Motors Using Different Bulk Superconductor Arrangements2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Terao, W. Akada and H. Ohsaki
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Applied Superconductivity

      巻: 掲載決定 号: 5 ページ: 1-5

    • DOI

      10.1109/tasc.2019.2899181

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] IPMSMの埋め込み磁石としてのバルク超電導体の電磁現象2020

    • 著者名/発表者名
      三村遼太郎、大崎博之、寺尾悠
    • 学会等名
      第100回秋季低温工学・超電導学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] バルク超電導体を用いたMW級埋め込み磁石型同期モータの電磁特性2019

    • 著者名/発表者名
      寺尾悠、赤田渉、大崎博之
    • 学会等名
      平成31年電気学会全国大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] バルク超電導体を用いた大型輸送機器のためのMW級埋め込み永久磁石型同期モータの構造に関する考察2018

    • 著者名/発表者名
      寺尾悠、赤田渉、大崎博之
    • 学会等名
      第97回 2018年度春季低温工学・超電導学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 超電導回転機応用について2018

    • 著者名/発表者名
      寺尾悠
    • 学会等名
      2018 年度第 2 回 中温度域超伝導材料の実用性能に関する調査研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Design and Comparison of Interior Permanent Magnet Synchronous Motors Using Different Bulk Superconductor Arrangements2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Terao, W. Akada and H. Ohsaki
    • 学会等名
      2018 Applied Superconductivity Conference
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] Researchmap

    • URL

      https://researchmap.jp/terao_yutaka

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書 2018 実施状況報告書
  • [備考] 寺尾悠のホームページ

    • URL

      http://www.ohsaki.k.u-tokyo.ac.jp/terao/terao_index.htm

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書 2018 実施状況報告書
  • [備考] Researchmap(寺尾悠)

    • URL

      https://researchmap.jp/terao_yutaka

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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