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電気推進飛行体向け超伝導バルク磁石型全超伝導同期モーターの磁化減衰抑制技術

研究課題

研究課題/領域番号 21K14144
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
研究機関九州大学

研究代表者

三浦 峻  九州大学, システム情報科学研究院, 助教 (80804674)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2022年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2021年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード超伝導 / モーター / 磁化 / 回転機 / バルク / 同期機 / 高温超伝導 / 電気推進
研究開始時の研究の概要

強磁場が着磁可能な超伝導バルク型磁石を界磁子とする超伝導モーターを開発する。特に本研究では、運転時における超伝導バルクの磁化減衰に着目し、その磁化減衰を運用上問題のないほど小さく抑制するための具体的な対策を提案する。本研究で開発する技術は、信頼性の高い超伝導同期モーターのキーテクノロジーとなり、軽量性が最重要視される電気推進式の航空機や空飛ぶ車の実現に貢献する。

研究成果の概要

本研究では、強磁場が着磁可能な超伝導バルク型磁石を界磁子とする超伝導モーターについて、運転時における超伝導バルクの磁化減衰に着目し、その磁化減衰を抑制する研究開発を実施した。その一環として、台形形状や大きさの異なるコイルの組み合わせ等の新しい超伝導電機子コイルの形状・構造を開発し、またその巻き線手法を確立した。また、超伝導電磁シールド(ダンパーシールド)を試作し、その製作性を確認した。そして、それらの対策案および超伝導モーターの特性等を解析的に評価するための解析式の導出および解析コードの基盤を開発した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、運転時における超伝導バルクの磁化減衰に着目し、その磁化減衰を抑制するための具体的な対策を提案した。本研究で開発する技術は、信頼性の高い超伝導同期モーターのキーテクノロジーとなり、軽量性・安全性が重要視される電気推進式の航空機や空飛ぶ車等の実現に貢献する。また、本研究で新しく開発した超伝導電機子コイルは様々な超伝導回転機へ応用可能であり、またその回転機の特性を大幅に向上させる技術となる。研究は、高出力密度の信頼性の高い超伝導モーターの開発に寄与し、それらを活用した電気推進飛行体を達成する。地球環境に優しく豊かな社会、持続可能な社会の実現に貢献し、また学術的にも意義のある研究となった。

報告書

(3件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 10件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 10件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Current Sharing Among Transposed Three-Parallel REBa2Cu3Oy Tapes in Single-Phase Armature Coils2023

    • 著者名/発表者名
      Shun Miura , Asato Kobun , Yohei Masuda, Kazuki Nakamura, Hiroshi Miyazaki , Akifumi Kawagoe , Hiromasa Sasa , Koichi Yoshida , Seiki Sato, and Masataka Iwakuma
    • 雑誌名

      IEEE TRANSACTIONS ON APPLIED SUPERCONDUCTIVITY

      巻: 33 号: 5 ページ: 5200306-5200306

    • DOI

      10.1109/tasc.2023.3241824

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Basic Concept for Uniform Current Distribution in Parallel Conductors by Introducing a Small Number of Transpositions in REBCO Armature Coils2023

    • 著者名/発表者名
      Kobun Asato、Masuda Yohei、Miura Shun、Miyazaki Hiroshi、Yoshida Koichi、Sato Seiki、Sasa Hiromasa、Iwakuma Masataka
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Applied Superconductivity

      巻: 33 号: 5 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1109/tasc.2023.3242621

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Current Distribution of Armature Coils Combining Two Different Sizes of REBCO Racetrack Double Pancakes2023

    • 著者名/発表者名
      Takashima Atsushi、Onamyuda Yuki、Kobun Asato、Miyazaki Hiroshi、Kawagoe Akifumi、Miura Shun、Yoshida Koichi、Sato Seiki、Sasa Hiromasa、Iwakuma Masataka
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Applied Superconductivity

      巻: 33 号: 5 ページ: 1-5

    • DOI

      10.1109/tasc.2023.3241822

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development and assessment of simplified analytical method for current distribution among REBa2Cu3Oy parallel conductors in armature windings for fully superconducting rotating machines2023

    • 著者名/発表者名
      S. Miura, A. Kobun, Y. Masuda, H. Miyazaki, A. Kawagoe, H. Sasa, K. Yoshida, S. Sato, M. Iwakuma
    • 雑誌名

      Superconductor Science and Technology

      巻: - 号: 6 ページ: 065007-065007

    • DOI

      10.1088/1361-6668/acca4f

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] REBCO Trapezoidal Armature Windings for Superconducting Induction Motors2022

    • 著者名/発表者名
      Okade Yuta、Miyazaki Hiroshi、Sasa Hiromasa、Yoshida Koichi、Miura Shun、Sasayama Teruyoshi、Yoshida Takashi、Kawagoe Akifumi、Iwakuma Masataka
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Applied Superconductivity

      巻: 32 号: 6 ページ: 5201706-5201706

    • DOI

      10.1109/tasc.2022.3160146

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermal-Electromagnetic Coupled Analysis Considering AC Losses in REBCO Windings at 65 K of 10 MW Fully-Superconducting Synchronous Generators for Electric Aircraft2022

    • 著者名/発表者名
      Sasa Hiromasa、Miura Shun、Miyazaki Hiroshi、Sasayama Teruyoshi、Yoshida Takashi、Yamamoto Kaoru、Iwakuma Masataka、Hase Yoshiji、Sasamori Yuichiro、Honda Hirokazu、Konno Msayuki、Izumi Teruo
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Applied Superconductivity

      巻: - ページ: 1-6

    • DOI

      10.1109/tasc.2022.3160660

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Experimental Evaluation of Current Distribution in Three-Strand Transposed Parallel Conductors Composed of REBCO Superconducting Tapes2022

    • 著者名/発表者名
      Omanyuda Yuki、Sasa Hiromasa、Miyazaki Hiroshi、Miura Shun、Iwakuma Masataka
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Applied Superconductivity

      巻: 32 号: 6 ページ: 6601105-6601105

    • DOI

      10.1109/tasc.2022.3154338

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Additional AC Loss Properties of Three-Strand Transposed Parallel Conductors Composed of REBa2Cu3O y Tapes2021

    • 著者名/発表者名
      Omanyuda Yuki、Miura Shun、Iwakuma Masataka
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Applied Superconductivity

      巻: 31 号: 5 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1109/tasc.2021.3062792

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Experimental Evaluation of 1 kW-class Prototype REBCO Fully Superconducting Synchronous Motor Cooled by Subcooled Liquid Nitrogen for E-Aircraft2021

    • 著者名/発表者名
      H. Sasa, M. Iwakuma,K. Yoshida,S. Sato,T. Sasayama,T. Yoshida, K. Yamamoto, S. Miura, A. Kawagoe,T. Izumi, A. Tomioka, M. Konno, Y. Sasamori, H. Honda, Y. Hase, M. Syutoh, S. Lee , S. Hasuo, M. Nakamura, T. Hasegawa, Y. Aoki, T. Umeno
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Applied Superconductivity

      巻: 31 号: 5 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1109/tasc.2021.3055452

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Estimation Method for AC Loss of Perpendicularly Stacked REBa2Cu3Oy Superconducting Tapes under Magnetic Field2020

    • 著者名/発表者名
      H. Sasa, S. Miura, M. Iwakuma, T. Izumi, T. Machi, A. Ibi
    • 雑誌名

      Physica C: Superconductivity and its applications

      巻: 580 ページ: 1353801-1353801

    • DOI

      10.1016/j.physc.2020.1353801

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Current Distributions of Multi-strand Parallel Conductors Composed of REBa2Cu3Oy Superconducting Tapes in Armature Windings for Fully-superconducting Rotating Machines2022

    • 著者名/発表者名
      Shun Miura, Asato Kobun, Atsushi Takashima, Hiromasa Sasa, Hiroshi Miyazaki, Akifumi Kawagoe, Masataka Iwakuma
    • 学会等名
      Applied Superconductivity Conference 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Current Distribution of Armature Coils Combining Two Different Sizes of REBCO Racetrack Double Pancakes2022

    • 著者名/発表者名
      A. Takashima, Y. Onamyuda, A. Kobun, H. Miyazaki, A. Kawagoe, S. Miura, K. Yoshida, S. Sato, H. Sasa, and M. Iwakuma
    • 学会等名
      Applied Superconductivity Conference 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Basic Concept for Uniform Current Distribution in Parallel Conductors by Introducing a Small Number of Transpositions in REBCO Armature Coils for Fully-Superconducting Rotating Machines2022

    • 著者名/発表者名
      A. Kobun, Y. Masuda, S. Miura, H. Miyazaki, K. Yoshida, S. Sato, H. Sasa, M. Iwakuma
    • 学会等名
      Applied Superconductivity Conference 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] AC loss characteristics of stacked REBCO double pancake coils cooled by liquid nitrogen2022

    • 著者名/発表者名
      K. Jingami, H. Miyazaki, M. Iwakuma, S. Miura, H. Sasa, W. Akaike, R. Oishi, K. Yoshida
    • 学会等名
      Applied Superconductivity Conference 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 転位並列導体で構成した全超伝導回転機の電機子コイルの大電流容量化に関する研究2022

    • 著者名/発表者名
      公文 麻人, 増田 陽平, 三浦 峻, 宮﨑 寛史, 吉田 幸市, 佐藤 誠樹, 佐々 滉太, 岩熊 成卓
    • 学会等名
      低温工学・超電導学会 九州・西日本支部 2022年度若手セミナー
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 転位並列導体で構成した全超伝導回転機の電機子コイル向けREBCOレーストラック型ダブルパンケーキコイルにおける均流化コンセプトの実験的評価2022

    • 著者名/発表者名
      公文 麻人, 増田 陽平, 山﨑 亮斗、岡出 祐汰、三浦 峻, 宮﨑 寛史, 吉田 幸市, 佐藤 誠樹, 佐々 滉太, 岩熊 成卓
    • 学会等名
      第104回 低温工学・超電導学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 台形コイルを用いた超伝導誘導機の電磁解析2022

    • 著者名/発表者名
      山崎 亮斗, 岡出 祐汰, 宮崎 寛史, 吉田 幸市, 佐々 滉太, 三浦 峻, 岩熊 成卓
    • 学会等名
      第104回 低温工学・超電導学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Study of REBCO Trapezoidal Armature Windings for Superconducting Induction Motor2021

    • 著者名/発表者名
      Yuta Okade, Hiroshi Miyazaki, Hiromasa Sasa, Koichi Yoshida, Shun Miura, Teruyoshi Sasayama, Takashi Yoshida, Akifumi Kawagoe, Masataka Iwakuma
    • 学会等名
      27th International Conference on Magnet Technology
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Estimation of AC loss for a high-power density 10 MW REBCO superconducting synchronous generator cooled by sub-cooled liquid nitrogen2021

    • 著者名/発表者名
      Kaito Noda, Hiromasa Sasa, Hiroshi Miyazaki, Shun Miura, Takashi Yoshida, Teruyoshi Sasayama, Masataka Iwakuma, Akifumi Kawagoe, Teruo Izumi, Masayuki Konno, Yuichiro Sasamori, Hirokazu Honda, Yoshiji Hase, Masao Shutoh
    • 学会等名
      The 34th International Symposium on Superconductivity
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Design Study of 3φ-10 MVA-6.9/1.0 kV REBCO Superconducting Transformers with Lightweight and Current-Limiting Function for an E-aircraft Propulsion System2021

    • 著者名/発表者名
      Masashi Sumida, Masataka Iwakuma, Hiromasa Sasa, Shun Miura, Hiroshi Miyazaki, Masayuki Konno, Teruo IZUMI
    • 学会等名
      27th International Conference on Magnet Technology
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Experimental Evaluation of Current Distribution in Three-Strand Transposed Parallel Conductors Composed of REBCO Superconducting Tapes2021

    • 著者名/発表者名
      Yuki Omanyuda, Hiromasa Sasa, Hiroshi Miyazaki, Shun Miura, Masataka Iwakuma
    • 学会等名
      27th International Conference on Magnet Technology
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Numerical Analysis of 2 MW Fully Superconducting Synchronous Motor for Electric Aircraft Considering AC Loss in Field Winding2021

    • 著者名/発表者名
      Kazane Matsumoto, Hiromasa Sasa, Shun Miura, Keishi Matsumoto, Hiroshi Miyazaki, Takashi Yoshida, Teruyoshi Sasayama, Kaoru Yamamoto, Masataka Iwakuma, Akifumi Kawagoe, Teruo IZUMI, Yuichiro Sasamori, Hirokazu Honda, Masayuki Konno, Yoshiji Hase
    • 学会等名
      27th International Conference on Magnet Technology
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Thermal-Electromagnetic Coupled Analysis Considering AC Losses in REBCO Windings at 65 K of 10 MW Fully-Superconducting Synchronous Generators for Electric Aircraft2021

    • 著者名/発表者名
      Hiromasa Sasa, Shun Miura, Hiroshi Miyazaki, Teruyoshi Sasayama, Takashi Yoshida, Kaoru Yamamoto, Masataka Iwakuma, Yoshiji Hase, Yuichiro Sasamori, Hirokazu Honda, Masayuki Konno, Teruo IZUMI
    • 学会等名
      27th International Conference on Magnet Technology
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] 九州大学研究者情報「三浦 峻」

    • URL

      https://hyoka.ofc.kyushu-u.ac.jp/search/details/K006656/index.html

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] 九州大学 研究者情報「三浦峻」

    • URL

      https://hyoka.ofc.kyushu-u.ac.jp/search/details/K006656/index.html

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2024-01-30  

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