| 研究課題/領域番号 |
19H00771
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(A)
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 審査区分 |
中区分21:電気電子工学およびその関連分野
|
|---|
| 研究機関 | 九州工業大学 |
|---|
研究代表者 |
小田部 荘司 九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 教授 (30231236)
|
|---|
| 研究分担者 |
倪 宝栄 福岡工業大学, 工学部, 教授 (10248536)
木内 勝 九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 准教授 (90304758)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
|
| 配分額 *注記 |
45,890千円 (直接経費: 35,300千円、間接経費: 10,590千円)
2022年度: 8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円)
2021年度: 8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円)
2020年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
2019年度: 22,230千円 (直接経費: 17,100千円、間接経費: 5,130千円)
|
|---|
| キーワード | 超伝導体 / 直流電力ケーブル / 交流電力ケーブル / 臨界電流 / 縦磁界効果 / 超伝導 / 電力ケーブル / 臨界電流密度 / 交流損失 / 超伝導電力ケーブル / 超電導 / 超伝導ケーブル / 電流容量 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
縦磁界効果を利用した超伝導直流電力ケーブルを実現することを目的としている。超伝導電力ケーブルは既存の電力ケーブルに比べて小型で大容量にできる特徴があり実用化が期待されている。さらに大容量にするために、本研究では縦磁界効果を利用する。縦磁界とは、ケーブル内の超伝導線の巻き方を工夫して、電流と磁界の方向を平行に近い状態にすることである。本研究では、縦磁界効果を利用した超伝導電力ケーブルの基礎研究を行なう。具体的にはどのような巻線構造にすると最適な縦磁界効果が得られ最大電流を向上させることができるかなどを明らかにする。これにより従来よりも2倍以上の電力容量を持つ10ｋAの電力ケーブルの実現に繋げる。
|
| 研究成果の概要 |
磁界と電流は普通は垂直な関係にあるが、特殊な構造を作ると磁界と電流を平行にすることができ、これを縦磁界と呼ぶ。縦磁界の下での超伝導線材は、流せる最大の電流である臨界電流が向上する。この縦磁界効果を利用した超伝導電力ケーブルを開発した。これにより従来のケーブルよりも18%も臨界電流が高い直流13.1kAを通電することのできるケーブルの試作に成功した。また外直径が20mmの小型のケーブルを作り、交流電流を通電して、交流損失が従来型の2倍程度であることを実験的に確認し、数値計算でもその結果を裏付けた。これにより交流通電の可能性も示すことができた。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
超伝導体を用いると抵抗ゼロで電力輸送を行なうことができる。その際に、流すことのできる最大の電流である臨界電流は高い方が、小型で省スペースなケーブルを作ることができる。縦磁界効果を使うと、使う線材は全く同じでも巻線の構造を変えるだけで、臨界電流を大きくすることができる。従ってより性能のいいケーブルを作ることができる。これをこの研究では設計、製作、通電試験まで行なって、実証をすることができた。今後、10年程度で超伝導電力ケーブルの附設が行なわれていくが、その際に実際に使われる技術となる可能性が高い。
|
