高温超伝導かご型誘導同期発電機の全超伝導化と高出力化に関する研究

• 研究課題/領域番号: 20560268
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 電力工学・電力変換･電気機器
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 中村 武恒 京都大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (30303861)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2010年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2009年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2008年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: 高温超伝導 / 発電機 / かご形誘導機 / 同期回転 / 風力発電 / 可変速運転 / ビスマス系高温超伝導 / 全超伝導化 / かご型誘導機 / 同期運転 / 過負荷耐量 / 直流き電 / 誘導回転 / 同期発電

研究概要

本研究では、研究代表者らが提案している高温超伝導誘導同期回転機について、同機の発電機応用を指向した高性能化に関する解析的かつ実験的検討を実施した。まず、室温から連続駆動可能なハイブリッド2重かご形構造を提案し、また高出力化の検討を実施した。さらに、高効率同期発電の原理を実証し、全超伝導化に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] A high temperature superconducting induction/synchronous motor with a ten-fold improvement in torque density (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Nakamura, K.Matsumura, T.Nishimura, K.Nagao, Y.Yamada, N.Amemiya, Y.Itoh, T.Terazawa, K.Osamura
  • 雑誌名: Superconductor Science and Technology vol.24, no.1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analytic Evaluation of HTS Induction Motor for Electric Rolling Stock (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Konishi, T.Nakamura, T.Nishimura, N.Amemiya
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Applied Superconductivity 巻: (印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] 高温超電導電動機を電気鉄道に適用した電力負荷特性の向上に関する基礎検討 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小西武史, 中村武恒, 西村敏治, 雨宮尚之
  • 雑誌名: 電気学会論文誌B 巻: (印刷中)
  • NAID: 10030524445
  • 査読あり
• [雑誌論文] 高温超電導誘導/同期機の発電特性に関する基礎研究 (2009)
  • 著者名/発表者名: 中村武恒,小蒲義夫,松村一弘,西村敏治,長尾和昌,鹿島直二,長屋重夫
  • 雑誌名: 低温工学 vol.44, no.3 ページ: 112-119
  • NAID: 10024973180
  • 査読あり
• [雑誌論文] An Induction/synchronous motor having HTS/normal conductor hybrid double-cage rotor windings (2009)
  • 著者名/発表者名: 中村武恒, 長尾和昌, 西村敏治, 松村一弘
  • 雑誌名: Superconductor Science and Technology vol.22
  • 査読あり
• [雑誌論文] An induction/synchronous motor having HTS/normal conductor hybrid doubie-cage rotor windings (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Nakamura, K. Nagao, T. Nishimura, K. Matsumura
  • 雑誌名: Superconductor Science and Technology 22 ページ: 45022-45022
  • 査読あり
• [雑誌論文] 高温超電導誘導/同期機の発電特性に関する基礎研究 (2009)
  • 著者名/発表者名: 中村武恒, 小蒲義夫, 松村一弘, 西村敏治, 長尾和昌, 鹿島直二, 長屋重夫
  • 雑誌名: 低温工学 44(3) ページ: 112-119
  • NAID: 10024973180
  • 査読あり
• [雑誌論文] Theoretical Analysis of High Temperature Superconducting Induction /Synchronous Machine Based on the Nonlinear Electrical Equivalent Circuit (2008)
  • 著者名/発表者名: T.Nakamura, T.Nishimura, K.Nagao, K.Matsumura, Y.Ogama
  • 雑誌名: Proceedings of XVIII International Conference on Electrical Machines (ICEM'08), Vilamoura, Portugal
• [雑誌論文] Theoretical Analysis of High Temperature Superconducting Induction /Synchronous Machine Based on the Nonlinear Electrical Equivalent (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Nakamura, T. Nishimura, K. Nagao, K. Matsumura, Y. Ogama
  • 雑誌名: Proceedings of the 18th International Conference on Electrical Machines (6th-9th September 2008, Vilamoura ページ: 1278-1278
• [雑誌論文] 高温超電導電動機を電気鉄道に適用した電力負荷特性の向上に関する基礎検討
  • 著者名/発表者名: 小西武史,中村武恒,西村敏治,雨宮尚之
  • 雑誌名: 電気学会論文誌B 印刷中
  • NAID: 10030524445
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analytic Evaluation of HTS Induction Motor for Electric Rolling Stock
  • 著者名/発表者名: 小西武史, 中村武恒, 西村敏治, 雨宮尚之
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Applied Superconduc- tivity 印刷中
  • 査読あり
• [学会発表] 高温超電導誘導/同期機の過負荷耐量に関する実験的検討 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中村武恒, 三澤慎太郎, 関口大輔, 北野紘生, 川西勇作, 雨宮尚之, 伊藤佳孝, 吉川雅章, 寺澤俊久, 長村光造
  • 学会等名: 2011年度春季低温工学・超電導学会
  • 発表場所: 物質・材料研究機構,つくば市
  • 年月日: 2011-05-19
• [学会発表] Analytic Evaluation of HTS Induction Motor for Electric Rolling Stock (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Konishi, T.Nakamura, T.Nishimura, N.Amemiya
  • 学会等名: Applied Superconductivity Conference 2010
  • 発表場所: Washington, D.C., USA
  • 年月日: 2010-08-02
• [学会発表] 高温超電導誘導同期機のDSPを適用したVVVF制御に関する基礎検討 (2010)
  • 著者名/発表者名: 浅井力矢, 松村一弘, 西村敏治, 関口大輔, 中村武恒, 雨宮尚之
  • 学会等名: 平成22年電気学会全国大会
  • 発表場所: 明治大学,千代田区
  • 年月日: 2010-03-19
• [学会発表] 交流通電特性を考慮した全超電導誘導同期機の特性解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 西村敏治, 松村一弘, 中村武恒, 浅井力矢, 関口大輔, 雨宮尚之
  • 学会等名: 平成22年電気学会全国大会
  • 発表場所: 明治大学,千代田区
  • 年月日: 2010-03-19
• [学会発表] モータ用鉄心スロット中におけるビスマス系高温超電導テープ材ならびにレーストラックコイルの通電特性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中村武恒、西村敏治、松村一弘、関口大輔、浅井力也、雨宮尚之
  • 学会等名: 2009年度秋季低温工学・超電導学会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2010-03-19
• [学会発表] 交流通電特性を考慮した全超電導誘導同期機の特性解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 西村敏治、松村一弘、中村武恒、浅井力矢、関口大輔、雨宮尚之
  • 学会等名: 平成22年電気学会全国大会
  • 発表場所: 明治大学
  • 年月日: 2010-03-19
• [学会発表] 高温超電導誘導同期機のDSPを適用したVVVF制御に関する基礎検討 (2010)
  • 著者名/発表者名: 浅井力矢、松村一弘、西村敏治、関口大輔、中村武恒、雨宮尚之
  • 学会等名: 平成22年電気学会全国大会
  • 発表場所: 明治大学
  • 年月日: 2010-03-19
• [学会発表] モータ用鉄心スロット中におけるビスマス系高温超電導テープ材ならびにレーストラックコイルの通電特性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 中村武恒, 西村敏治, 松村一弘, 関口大輔, 浅井力也, 雨宮尚之
  • 学会等名: 2009年度秋季低温工学・超電導学会
  • 発表場所: 岡山大学,岡山市
  • 年月日: 2009-11-18
• [学会発表] 高温超伝導誘導/同期回転機の解析モデルによる負荷特性の評価 (2009)
  • 著者名/発表者名: 松村一弘, 中村武恒, 西村敏治, 浅井力也, 関口大輔, 雨宮尚之
  • 学会等名: 2009年度秋季低温工学・超電導学会
  • 発表場所: 岡山大学,岡山市
  • 年月日: 2009-11-18
• [学会発表] 高温超電導かご型誘導/同期モータの可変速駆動を指向した効率マップに関する検討 (2009)
  • 著者名/発表者名: 西村敏治, 松村一弘, 中村武恒, 浅井力也, 関口大輔, 雨宮尚之, 伊藤佳孝, 吉川雅章, 寺澤俊久
  • 学会等名: 2009年度秋季低温工学・超電導学会
  • 発表場所: 岡山大学,岡山市
  • 年月日: 2009-11-18
• [学会発表] 高温超電導かご型誘導/同期モータの可変速駆動を指向した効率マップに関する検討 (2009)
  • 著者名/発表者名: 西村敏治、松村一弘、中村武恒、浅井力也、関口大輔、雨宮尚之、伊藤佳孝、吉川雅章、寺澤俊久
  • 学会等名: 2009年度秋季低温工学・超電導学会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2009-11-18
• [学会発表] 高温超伝導誘導/同期回転機の解析モデルによる負荷特性の評価 (2009)
  • 著者名/発表者名: 松村一弘、中村武恒、西村敏治、浅井力也、関口大輔、雨宮尚之
  • 学会等名: 2009年度秋季低温工学・超電導学会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2009-11-18
• [学会発表] 高温超電導誘導/同期機の車載応用への適用可能性に関する検討 (2009)
  • 著者名/発表者名: 中村武恒, 松村一弘, 西村敏治, 長尾和昌, 伊藤佳孝, 寺澤俊久, 岡徹雄, 長村光造, 雨宮尚之
  • 学会等名: 2009年度春季低温工学・超電導学会
  • 発表場所: 早稲田大学,新宿区
  • 年月日: 2009-05-13
• [学会発表] 高温超電導誘導/同期機の車載応用への適用可能性に関する検討 (2009)
  • 著者名/発表者名: 中村武恒、松村一弘、西村敏治、長尾和昌、伊藤佳孝、寺澤俊久、岡徹雄、長村光造、雨宮尚之、
  • 学会等名: 2009年度春季低温工学・超電導学会
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2009-05-13
• [学会発表] 全超電導かご形誘導/同期機の試験 (2009)
  • 著者名/発表者名: 西村敏治, 松村一弘, 山田裕輝, 長尾和昌, 中村武恒, 雨宮尚之
  • 学会等名: 平成21年電気学会全国大会
  • 発表場所: 北海道大学,札幌市
  • 年月日: 2009-03-17
• [学会発表] 可変速制御を指向した高温超電導誘導/同期機の解析コード開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 松村一弘, 中村武恒, 長尾和昌
  • 学会等名: 平成21年電気学会全国大会
  • 発表場所: 北海道大学,札幌市
  • 年月日: 2009-03-17
• [学会発表] ビスマス系かご形巻線を適用した高温超電導誘導/同期機における微小すべりの精密評価 (2009)
  • 著者名/発表者名: 長尾和昌, 山田裕輝, 松村一弘, 西村敏治, 中村武恒, 雨宮尚之
  • 学会等名: 平成21年電気学会全国大会
  • 発表場所: 北海道大学,札幌市
  • 年月日: 2009-03-17
• [学会発表] ビスマス系かご形巻線を適用した高温超電導誘導/同期機における微小すべりの精密評価 (2009)
  • 著者名/発表者名: 長尾和昌, 山田裕輝, 松村一弘, 西村敏治, 中村武恒, 雨宮尚之
  • 学会等名: 平成21年電気学会全国大会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2009-03-17
• [学会発表] 可変速制御を指向した高温超電導誘導/同期機の解析コード開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 松村一弘, 中村武恒, 長尾和昌
  • 学会等名: 平成21年電気学会全国大会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2009-03-17
• [学会発表] 全超電導かご形誘導/同期機の試験 (2009)
  • 著者名/発表者名: 西村敏治, 松村一弘, 山田裕輝, 長尾和昌, 中村武恒, 雨宮尚之
  • 学会等名: 平成21年電気学会全国大会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2009-03-17
• [備考] ○受賞
• [備考] ・2010年度低温工学協会論文賞 受賞者:中村武恒、小蒲義夫、西村敏治、松村一弘、長尾和昌、鹿島直二、長屋重夫 受賞対象論文名:高温超電導誘導/同期機の発電特性に関する基礎研究, 低温工学, vol.44, no.3 (2009) pp.112-119
• [産業財産権] 超電導回転機および超電導回転機システム (2009)
  • 発明者名: 中村武恒,伊藤佳孝
  • 権利者名: 国立大学法人京都大学,アイシン精機株式会社
  • 産業財産権番号: 2009-124940
  • 出願年月日: 2009-05-25