| 研究課題/領域番号 |
19K15221
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分24020:船舶海洋工学関連
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| 研究機関 | 豊田工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
都築 啓太 豊田工業高等専門学校, 情報工学科, 准教授 (40713045)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
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| キーワード | 超伝導 / ワイヤ / テープ / 界磁極 / 強磁場 / 積層 / 着磁 / 低温 / 超伝導材料 / 超伝導線材 / 回転機 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は電気抵抗ゼロと強磁場発生が可能な超伝導材料を利用し、超伝導積層ワイヤ界磁磁石の試作を行うことで、推進動力用回転機における強磁場を発生するための界磁部の設計・試作・実証試験を行う研究計画である。超伝導線材を調達し、種々の巻線の手法をあげて調査・検証をおこない巻線方法を数タイプに選定し、ラジアル型小型回転機を用いた超伝導積層ワイヤ界磁への着磁について基本原理を明らかにする。実験と並行してkW級試作機およびMW級の大出力機について電磁解析を行う。本研究での成果と、先行研究での知見と技術を収斂させて、小型高効率の超伝導動力および発電システムへの波及を目指す。
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| 研究成果の概要 |
本研究は電気抵抗ゼロと強磁場発生が可能な超伝導材料を利用し超伝導積層ワイヤ界磁磁石の試作を行い、その実証試験結果に基づいて回転機設計のための計算方法の確立を行うことが目的である。研究成果として、積層ワイヤの小型模擬モデルの構築から、ラジアルギャップ型の界磁極へ積層して搭載した際には、形状効果による捕捉磁束密度の向上する可能性があることを示唆する結果を確認した。加えて、着磁された積層超伝導ワイヤの捕捉磁束分布の算出方法をJc-B特性と電磁解析を用いて構築した。また機器内着磁のための構造技術についての試作試験を行い、船舶用推進動力用回転機に適用するための要素技術検証を完了した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
船舶推進用超伝導モータは、船舶が排出するCO2による環境負荷の低減や航行中の騒音・振動の軽減、安全性や操船性能の向上などの電気推進のメリットを生かすことができる。本研究による電気推進船動力用超伝導ワイヤ積層型界磁極と着磁構造の研究は超伝導材料を用いた強磁場と理想的な磁場分布の追求である。この技術を電気機器工学および船舶工学と結びつけることで回転機の大幅な小型化、高出力化、高効率化に寄与する、学術的にも重要な研究課題である。燃料費の高騰、炭素税の導入などにより超伝導回転機の導入による潜在的国内市場規模の拡大傾向にあり、国際的な市場変動への対策としても有効となるため社会的意義がある。
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